楊香濤 石明亮

摘要：以侯氏制堿法創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，從侯氏制堿法的生產(chǎn)原理出發(fā)，由飽和食鹽水引入氯化鈉的教學(xué)、由純堿的制備引入碳酸氫鈉和碳酸鈉的教學(xué)、由二氧化碳的來源與生產(chǎn)引入碳酸鈣的教學(xué)，讓學(xué)生知道了幾種常見鹽的重要用途與性質(zhì)，不同鹽之間的相互轉(zhuǎn)化及碳酸鹽的檢驗(yàn)，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)了用化學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)生活的一些實(shí)際問題。

關(guān)鍵詞：侯氏制堿法初中化學(xué);幾種常見的鹽;教學(xué)

文章編號(hào)：1008-0546（2022）03-0032-05???? 中圖分類號(hào)：G632.41???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.03.007

《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》提出“教師可利用化學(xué)史料來創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，生動(dòng)地進(jìn)行愛國主義教育，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性，幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，認(rèn)識(shí)化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的相互關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生理解人與自然的關(guān)系，認(rèn)識(shí)化學(xué)在促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的重要作用[1]?！?/p>

在“幾種常見的鹽”的內(nèi)容中教材用“侯德榜”這一化學(xué)史料來說明我國化工專家侯德榜在純堿制造 方面作出的重大貢獻(xiàn)，雖然這一史料能生動(dòng)地進(jìn)行愛 國主義教育，但在實(shí)際教學(xué)中的作用比較局限，學(xué)生 僅能了解純堿生產(chǎn)這一內(nèi)容，大多數(shù)教師對(duì)本節(jié)課的 教學(xué)設(shè)計(jì)是將幾種鹽以碎片化的形式堆積在一起，給 人的感覺是缺乏系統(tǒng)性和整體性。本文以“侯德榜”這一歷史史料為出發(fā)點(diǎn)，嵌入“侯氏制堿法”的反應(yīng)原 理，整合氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣進(jìn)行教學(xué) 設(shè)計(jì)，使這幾種鹽的教學(xué)融入到化學(xué)史之中，讓化學(xué) 中看似無序的知識(shí)能在有序的情境中生長。

一、教學(xué)主題內(nèi)容

“幾種常見的鹽”為滬教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第7 章第3 節(jié)“幾種重要的鹽”第2 課時(shí)內(nèi)容，主要內(nèi)容有：①氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣四種常見的鹽在生活生產(chǎn)中的重要應(yīng)用;②碳酸鹽的檢驗(yàn)方法;③碳酸鈣、氧化鈣和氫氧化鈣之間的相互轉(zhuǎn)化。本課時(shí)內(nèi)容是第7章第2節(jié)“常見的酸和堿”及第3節(jié)第1 課時(shí)“鹽”的知識(shí)延伸，又是后續(xù)學(xué)習(xí)“化學(xué)肥料”的基礎(chǔ)。本課時(shí)內(nèi)容主要從定性的角度讓學(xué)生認(rèn)識(shí)幾種重要鹽的重要應(yīng)用及簡單性質(zhì)，學(xué)習(xí)起來并不困難，需要學(xué)生從變化的觀念去認(rèn)識(shí)事物，要有科學(xué)的態(tài)度及對(duì)社會(huì)問題的有正確價(jià)值判斷能力。

二、教學(xué)現(xiàn)狀分析

對(duì)于本課時(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)有了一定的知識(shí)基礎(chǔ)和生活常識(shí)，如學(xué)生在學(xué)習(xí)了“常見的酸和堿”基礎(chǔ)上，知道了酸和堿在化學(xué)反應(yīng)中常常會(huì)生成一種 叫“鹽”的物質(zhì)，同時(shí)也了解了鹽的常見分類和性質(zhì)， 知道了復(fù)分解反應(yīng)能發(fā)生的條件，另外在日常生活和 平時(shí)學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)接觸到了一些常見的鹽，如食 鹽、純堿、小蘇打、石灰石、大理石等。但是，學(xué)生對(duì)于 這些常見的鹽在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用還不夠了解，還不能從變化的角度去認(rèn)識(shí)碳酸鹽的檢驗(yàn)方法及碳 酸鈣、氧化鈣和氫氧化鈣之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。

三、教學(xué)目標(biāo)

“幾種常見的鹽”的教學(xué)要與社會(huì)發(fā)展和真實(shí)的生活相聯(lián)系。為此，我們確定了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)：

（1）通過社會(huì)生活中的相關(guān)情境素材及化學(xué)史料，了解氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣等物質(zhì)在人類生活和社會(huì)生產(chǎn)中的重要性，形成科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。

（2）通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣等物質(zhì)性質(zhì)的不同點(diǎn)與相似點(diǎn)，總結(jié)碳酸鹽的檢驗(yàn)方法，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)。

（3）通過碳酸鈣、氧化鈣和氫氧化鈣之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析與探討，學(xué)會(huì)書寫碳酸鈣、氧化鈣和氫氧化鈣相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式，形成物質(zhì)的變化觀念。

四、教學(xué)流程（見表1）

五、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

【情境素材】侯德榜——中國著名的制堿專家侯德榜1890年生于福建省一個(gè)農(nóng)民家庭。 1921年 10月，在美國剛剛獲得博士學(xué)位的侯德榜，滿懷報(bào)國之志回國創(chuàng)業(yè)，1926年生產(chǎn)出純度為99%的“紅三角”牌純堿，并于當(dāng)年獲得美國費(fèi)城萬國博覽會(huì)金獎(jiǎng)。其產(chǎn)品不但暢銷國內(nèi)，而且遠(yuǎn)銷日本和東南亞，為中國民族化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品贏得了市場和聲譽(yù)，結(jié)束了當(dāng)時(shí)由美、德、英、法等國壟斷世界純堿市場的時(shí)代。在抗日戰(zhàn)爭期間，研究條件十分艱苦，侯德榜在索爾維法的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出了制堿新法——“聯(lián)合制堿法”，大大提高了原料的利用率，降低了成本，被人們稱為“侯氏聯(lián)合制堿法”，又稱為“侯氏制堿法”[2]。

【敘述】“侯氏制堿法”的生產(chǎn)流程如圖1所示，原料是食鹽、氨氣和二氧化碳（合成氨廠用水煤氣法制取氫氣的廢氣），其核心化學(xué)方程式可以歸納為以下二步反應(yīng)：

（1）NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（首先通入氨氣，然后再通入二氧化碳，NaHCO3溶解度最小先析出。）

（2）2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O（NaHCO3熱 穩(wěn)定性差，受熱容易分解。）

在“侯氏聯(lián)合制堿法”的生產(chǎn)流程中涉及到一系列的鹽——氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉和氯化銨等。

設(shè)計(jì)意圖：由侯德榜的故事，讓學(xué)生了解我國化學(xué)家侯德榜在制堿方面的杰出貢獻(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和民族自信心。由“侯氏聯(lián)合制堿法”的生產(chǎn)流程，讓學(xué)生了解真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)，讓學(xué)生感受前人的智慧，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。同時(shí)利用“侯氏聯(lián)合制堿法”的生產(chǎn)流程中涉及到的

飽和食鹽水、碳酸氫鈉沉淀、純堿產(chǎn)品及二氧化碳的來源展開教學(xué)。

2.五味之首的鹽——氯化鈉

【敘述】侯氏制堿法中以飽和食鹽水為出發(fā)點(diǎn)生產(chǎn)純堿，食鹽水是氯化鈉的水溶液，俗話說“鹽乃五味之首”，我們這里的鹽是指氯化鈉，也就是我們生活中的食用鹽，請(qǐng)同學(xué)生們根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合教材第54頁內(nèi)容和提供的藥品，總結(jié)歸納氯化鈉的相關(guān)性質(zhì)和用途。

【師生活動(dòng)】教師巡視指導(dǎo)，學(xué)生小組合作完成表格，見表2。

【設(shè)問】自然界中鹽的分布很廣，在海水和內(nèi)陸的鹽湖、鹽礦中存在大量的食鹽。 如 1 L 海水中約含40 g NaCl，那么我們?nèi)祟愂侨绾螐暮Ｋ蝎@取 NaCl 的呢？

【展示】海水曬鹽（見圖2）——海水含有大量的氯化鈉，引進(jìn)海水通過風(fēng)吹日曬使水分蒸發(fā)可得粗鹽，粗鹽通過精制可制得精鹽（氯化鈉）。

【敘述】剛才我們歸納了食鹽的用途，生活中可用作調(diào)味劑、食品防腐劑，醫(yī)療上可用于配制生理鹽水，工業(yè)上還可用于生產(chǎn)氯氣、燒堿（又稱氯堿工業(yè)）。

【資料】生理鹽水，又稱為無菌生理鹽水，生理鹽水是濃度為0.9%的氯化鈉水溶液。濃度為0.9%的氯化鈉水溶液，滲透壓和人體血漿、組織液滲透壓基本相同，是等滲溶液，注入人體后人體的細(xì)胞不會(huì)因?yàn)樗幁h(huán)境滲透壓的改變，而出現(xiàn)水分減少、脫水，或者水分增多、水腫，能保證細(xì)胞既不會(huì)水腫破裂，也不會(huì)脫水皺縮，從而避免影響細(xì)胞功能。

【演示實(shí)驗(yàn)】取適量的小麥種子放在一定濃度的食鹽水里，一些不飽滿的種子浮起來，而飽滿的種子沉在鹽水的下面（見圖3）。

【學(xué)生】食鹽不僅可用于生活和工業(yè)生產(chǎn)，還可用于農(nóng)業(yè)選種。

【問題】食鹽與我們化學(xué)上講的鹽是一回事嗎？

【學(xué)生】食鹽與我們化學(xué)上講的鹽不是一回事，我們化學(xué)上講的鹽是金屬陽離子或銨根離子與酸根離子組成的化合物，食鹽屬于鹽類。

【問題】從鹽的分類上來看，食鹽屬于哪種鹽類？

【學(xué)生】從食鹽的組成上來看，食鹽的組成是 Na? Cl，所以它既可稱為鈉鹽，又可稱為鹽酸鹽。

【小結(jié)】常見的鈉鹽：氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等。

設(shè)計(jì)意圖：介紹生理鹽水、實(shí)驗(yàn)展示鹽水選種，讓學(xué)生能進(jìn)一步了解食鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的應(yīng)用，豐富了學(xué)生的知識(shí)，開拓了學(xué)生的視野。通過問題討論讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)鹽的分類、性質(zhì)和用途，為下面碳酸鈉和碳酸氫鈉的講解作了鋪墊。

3.稱兄道弟的鹽——碳酸鈉和碳酸氫鈉

【敘述】侯氏制堿法的反應(yīng)原理是①NH3+H2O+ CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3 ↓，②2NaHCO3 Na2CO3+ CO2 ↑+H2O 。其中涉及到一對(duì)兄弟鈉鹽——碳酸鈉和碳酸氫鈉。請(qǐng)同學(xué)生們根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合教材第54～55頁內(nèi)容和提供的藥品，總結(jié)歸納碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關(guān)性質(zhì)和用途。

【師生活動(dòng)】教師巡視指導(dǎo)，學(xué)生小組合作完成表格，見表3。

【問題】你知道化學(xué)工業(yè)人們常說的“三酸兩堿”是指哪些物質(zhì)？

【學(xué)生】化學(xué)工業(yè)人們常說的“三酸兩堿”是指硫酸、鹽酸、硝酸和燒堿、純堿。

【敘述】純堿就是我們今天學(xué)習(xí)的碳酸鈉，純堿有天然的（可從內(nèi)陸鹽湖提取，如我國青海湖就有大量天然存在的純堿，它們一般以 Na2CO3· 10H2O 的形式存在），而目前我們使用的純堿主要通過化學(xué)方法生產(chǎn)，如上述我們討論的“侯氏制堿法”就是工業(yè)生產(chǎn)純堿較為流行的方法。

【問題】你知道純堿在我們生活中有哪些重要的應(yīng)用嗎？

【學(xué)生】在生活中可利用純堿制“蘇打水”飲料，還可作為面點(diǎn)的疏松劑。

【教師釋疑】用純堿作為面點(diǎn)的疏松劑時(shí)，一般還與明礬混合使用，這樣發(fā)出的面點(diǎn)口感好，且疏松多孔。

【分組實(shí)驗(yàn)】將等量的純堿和小蘇打溶于適量的水中，向其中滴加幾滴酚酞試液（見圖4）。

【學(xué)生】溶液均變成紅色，說明純堿和小蘇打的水溶液均呈堿性。

【問題】正因?yàn)樾√K打的水溶液呈堿性，所以小蘇打可制治療胃酸過多的藥劑。人體的胃酸是鹽酸，請(qǐng)同學(xué)們分別寫出純堿和小蘇打與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。

【學(xué)生板演】Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+2HCl=NaCl+H2O+CO2↑

【問題】根據(jù)上面的兩個(gè)反應(yīng)能否區(qū)分純堿和小蘇打？

【學(xué)生】不能，因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)都有氣泡產(chǎn)生。

【教師】純堿和小蘇打的化學(xué)性質(zhì)相似都能與酸反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w。

【演示實(shí)驗(yàn)】使用如圖5 所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【學(xué)生活動(dòng)】觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

【學(xué)生】左邊的燒杯中澄清石灰水變渾濁，而右邊的沒變渾濁，說明小蘇打不穩(wěn)定，受熱易分解，而純堿較穩(wěn)定受熱難分解。

【學(xué)生板演】2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O

【教師】該反應(yīng)也是“侯氏制堿法”中得到純堿的反應(yīng)。

【問題】現(xiàn)在我們能不能區(qū)分純堿和小蘇打？

【學(xué)生】現(xiàn)在可以了，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體是小蘇打。

【教師】從純堿和小蘇打的化學(xué)組成上來看，它們既可叫鈉鹽，又可叫碳酸鹽，你知道我們還學(xué)過哪些碳酸鹽？

【學(xué)生】前面我們還學(xué)過或接觸過的碳酸鹽有碳酸鈣、碳酸鋇等。

設(shè)計(jì)意圖：通過天然純堿的來源和生活中純堿的應(yīng)用介紹，讓學(xué)生了解純堿的來源方式和重要應(yīng)用。通過對(duì)純堿和小蘇打的組成和性質(zhì)對(duì)比，讓學(xué)生清楚純堿和小蘇打在性質(zhì)上既有相似之處、又有不同之處的原因。同時(shí)，又一次通過鹽的分類討論引入碳酸鈣這種鹽，尤其碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，讓學(xué)生知道對(duì)比方法在化學(xué)研究中的重要作用。

4.清清白白的鹽——碳酸鈣

【敘述】“侯氏制堿法”的生產(chǎn)原料是食鹽、氨氣和二氧化碳，其中二氧化碳來源于合成氨廠用水煤氣法制取氫氣的廢氣，這樣可以極大地節(jié)約生產(chǎn)成本。

【問題】你知道工業(yè)上是如何獲取二氧化碳?xì)怏w的嗎？

【學(xué)生】實(shí)驗(yàn)室是利用大理石或石灰石與稀鹽酸反應(yīng)得到二氧化碳，而工業(yè)上是利用煅燒石灰石來獲取二氧化碳。

【學(xué)生板演】CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3 CaO+CO2↑

【教師】這里用到很重要的原料——大理石或石灰石，它們的主要成分是碳酸鈣。碳酸鈣有哪些性質(zhì)和用途呢？請(qǐng)同學(xué)生們根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)及上述的討論，并結(jié)合教材第56～57頁內(nèi)容和提供的藥品，總結(jié)歸納碳酸鈣的相關(guān)性質(zhì)和用途。

【問題】你們還知道碳酸鈣在生活中有哪些應(yīng)用？【學(xué)生】不清楚。

【教師】生活中補(bǔ)鈣用的鈣片主要成分就是碳酸鈣，牙膏中的摩擦劑主要成分也是碳酸鈣。

【實(shí)驗(yàn)演示】用坩堝鉗夾持一小塊片狀的石灰石，放在酒精噴燈的火焰上灼燒幾分鐘后，放在石棉網(wǎng)上冷卻（見圖6）。

【實(shí)驗(yàn)要求】（1）灼燒前，看看是否容易捏碎、敲碎;（2）灼燒后，看看是否容易捏碎、敲碎;（3）將灼燒后產(chǎn)物投入盛有冷水的燒杯中，觀察現(xiàn)象;（4）靜置后取上層清液分別置于兩支試管中，向其中一支試管滴加2滴酚酞試液，向另一支試管中的液體吹氣，觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生】灼燒前，不容易捏碎、敲碎;灼燒后，很容易捏碎、敲碎;將灼燒后產(chǎn)物投入盛有冷水的燒杯中，放出大量的熱量，水劇烈沸騰;靜置后取上層清液分別置于兩支試管中，向其中一支試管滴加2滴酚酞試液，溶液變紅，向另一支試管中的液體吹氣，出現(xiàn)白色渾濁。

【教師】我們?cè)賮砜匆豢垂湃说闹腔郏ㄒ妶D7）。

【敘述】我國明代著名的愛國將領(lǐng)于謙曾寫過一首名為《石灰吟》詩來表明自己的清白，“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨渾不怕，要留清白在人間?！?，請(qǐng)同學(xué)們吟誦并思考其中的化學(xué)涵義，并寫出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。

【學(xué)生板演】（見圖8）

【教師】碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣在一定條件下可以發(fā)生轉(zhuǎn)化，請(qǐng)畫出三者之間的關(guān)系圖。

【學(xué)生板演】（見圖9）

【小結(jié)】碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫銨等都是重要的碳酸鹽，從剛才的討論我們發(fā)現(xiàn)這些碳酸鹽都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，所以碳酸鹽（CO3（2）-）的檢驗(yàn)方法可歸結(jié)為——取樣加入試管中，滴加適量的稀鹽酸，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體。

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)碳酸鈣的性質(zhì)探究及古人對(duì)碳酸鈣性質(zhì)的認(rèn)識(shí)介紹，不僅讓學(xué)生增強(qiáng)了民族自豪感，知道了愛國將領(lǐng)于謙“要留清白在人間”的高貴品格，還認(rèn)識(shí)了碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣之間通過“鈣三角”相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律增強(qiáng)了學(xué)生的變化觀念，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究精神和創(chuàng)新意識(shí)。

四、結(jié)束語

“幾種常見的鹽”是初中化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)，如何將不同的幾種常見的鹽統(tǒng)整在一起進(jìn)行教學(xué)，本節(jié)課作了有益的嘗試。本節(jié)課以“侯氏制堿法”為情境設(shè)計(jì)教學(xué)，將四種常見的鹽——氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈣整合在一起進(jìn)行研究，不僅了解了它們的性質(zhì)與用途，理解了從不同角度對(duì)鹽進(jìn)行分類，還認(rèn)識(shí)了物質(zhì)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，知道了不同鹽之間還可以相互轉(zhuǎn)化，尤其重要的是讓學(xué)生知道了這些鹽在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用，學(xué)會(huì)了應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)生活中的一些實(shí)際問題。從教學(xué)設(shè)計(jì)角度看，本節(jié)課借助“侯氏制堿法”的生產(chǎn)原理，由飽和食鹽水引入氯化鈉的教學(xué)、由純堿的制備引入碳酸氫鈉和碳酸鈉的教學(xué)、由二氧化碳的來源與生產(chǎn)引入碳酸鈣的教學(xué)，這樣以“侯氏制堿法”為教學(xué)情境，將看似不相關(guān)的知識(shí)串聯(lián)在一起，使教學(xué)更具系統(tǒng)化，使知識(shí)更顯網(wǎng)絡(luò)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：12.

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3973500338278