沪科版《高中拓展型课程（化学）》第五章第3节《化工生产》-《实验室模拟纯碱的工业制法》说课稿

实验室模拟纯碱的工业制法 说课文稿 一、使用教材 本实验选自上海科学技术-出卷网-出版的《高中拓展型课程（化学）》第五章第3小节《化工生产》部分，本教材供高考选择化学作为加三科目的同学学习。 二、实验器材 本实验分为学生课堂实验以及探究实验两个部分，所需要的的实验器材如下：16g装二氧化碳钢瓶、微型减压表、试管、锥形瓶、橡胶塞（配套玻璃管以及橡胶管）、加热磁力搅拌器、一次性胶头滴管，在探究实验过程中需要用到光固化3D打印机、透明塑料瓶。 三、实验创新要点 图1 配有减压阀的二氧化碳小钢瓶 使用16g二氧化碳小钢瓶以及微型减压阀（如图1所示）来作为纯碱制备过程中稳定的二氧化碳气源，能够根据反应需求来进行调节二氧化碳的流速，同时钢瓶中液态二氧化碳气化时会吸收大量的热量，确保反应顺利进行。 图2 加热浓氨水制取氨气 使用加热磁力搅拌器对氨水进行可控温度条件下的加热，确保生成的氨气流速稳定（如图2所示），将两种气体先后通入盛有饱和食盐水的试管后，可在试管中生成碳酸氢钠固体（如图3所示），使得原先很难在实验室中模拟的化工生产过程展现在同学们的眼前，帮助他们更好地理解相关知识。 图3 反应产生的碳酸氢钠沉淀 在学生实验之后，引导学生在现有的实验基础上进行探究，针对实验过程中二氧化碳吸收效果很差的问题，利用三维建模以及3D打印来制作微型的碳化塔，如图4和图5所示。 图4 塔板三维结构与3d打印出的零件 图5 装配好的的微型碳化塔结构 利用制作的碳化塔进行实验，与试管实验相比具有更好的效果，突出化工生产的“多、快、好、省”的原则。 四、实验原理以及设计思路 本实验是在书本知识的基础上进行适当的拓展，带领同学们以工程师的思维来找寻实验中存在的问题，并且加以解决。 本实验设计原理：工业上以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。 其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品，化学反应方程式为：2NaHCO3→Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用，本实验主要模拟碳酸氢钠的生成过程。针对在化工生产教学过程中的痛点，提出实验室模拟的实验方案。 实验设计思路：实验在设计时立足于书本知识，同时进行了适当的拓展；让学生自己动手进行实验，实践中检验自己所学的知识；实验过程中注重学生跨学科与团队协作能力的培养。 本实验属于化工生产过程的模拟，需要解决的问题是如何持续地产生温度的二氧化碳和氨气的气流，在进行实验设计时采用了16g装微型二氧化碳气罐来提供二氧化碳，用加热氨水的方式来获得稳定的氨气气流，使得整个实验装置微型化，可以在试管中模拟整个反应。 在完成实验之后同学们继续进行拓展研究，针对反映过程中二氧化碳的吸收效率低的问题，同学们利用三维建模以及3D打印来制作微型的吸收塔装置，进一步模拟工业上的生产过程，并且对设计制作出来的装置进行评价，同时针对实验过程中出现的问题留给同学们作为课外探究的小课题。 五、实验教学目标 1、通过实验探究，加深对纯碱工业基本原理的理解。 2、通过解决真实问题，经历完整的科学探究过程，发展探究能力与创新意识。 3、通过实验探究过程中的分析、比较、改进，发展学生实验设计与评价能力。 4、通过化工生产基本原理的运用，领悟化工生产中“多、快、好、省”的要求，增强社会责任感。 5、通过小组探究活动，体验团结合作的意识和求真务实的科学态度。 六、实验教学内容 学情分析：上海市浦东复旦附中分校是一所创建于2012年的市实验、示范性高中，招 ... ...