纯碱是什么

“氨碱法制纯碱”教学中探究性教学的渗透

在鲁教版初中化学教材中，涉及到了氨碱法制纯碱这一反应原理，这是初中化学最复杂

的一个化学反应，要让学生扎实地理解并记住这一反应，难度较大。教学中，我运用了探究

性教学方式，在学生原有知识的基础上不断设疑、层层引导，取得了比较不错的教学效果。

依照教材，本知识点是第六单元第三节《海水“制碱”》中的一部分内容。这一节共由两

部分内容组成，按照教材顺序，第一部分是氨碱法制纯碱，其中涉及到“多识一点”：侯氏制

碱法；第二部分是纯碱的性质，其中涉及到“多识一点”：复分解反应的实质。在处理教材时，

我将这节课分为2课时，而且在授课顺序上也做出了很大调整。第一课时完成了纯碱的性质

并且总结了盐的化学性质，给出了复分解反应发生的条件。第二课时，主要讲授“氨碱法制

纯碱”。其教学过程可分为四个板块：

第一板块：复习旧知识，导入复分解反应的实质。

首先请学生分析：下列四组溶液混合时，能否发生复分解反应，为什么？

①NaOH＋HCl；②Na

2

CO

3

＋HCl；③NaCl+KNO

3

；④NaCl+AgNO

3

教师提出问题：为什么交换成分后有水、气体或沉淀生成就能发生复分解反应？为什么

第三组中的两种物质之间不能发生复分解反应？能否从溶液中离子的构成这一角度思考这一

问题？使学生在思考中，了解复分解反应的实质。

以第一组物质为例：反应前的溶质为NaOH和HCl，其离子的构成为：Na+、OH-、H+、

Cl-；而反应后按照交换成分的规律，溶液中含有NaCl和H

2

O，其离子的构成变为Na+和Cl-。

这时学生不禁会产生疑问：溶液中的H+和OH-到哪里去了？引导学生思考这一过程：当氢氧

化钠溶液与稀盐酸混合时，溶液中的氢离子与氢氧根离子结合成水分子，而钠离子和氯离子

仍然存在于溶液中，形成氯化钠溶液，这一过程使溶液中离子的构成发生了变化，因此我们

说氢氧化钠与盐酸反应生成了新物质——氯化钠和水。这一反应的实质就是氢离子与氢氧根

离子结合成水分子，而使溶液的组成发生了变化，因此我们可以这样说，氢离子与氢氧根离

子不能共存。

以第三组物质为例：反应前的溶质为NaCl和KNO

3

，其离子的构成为：Na+、Cl-、K+、

NO

3

-；而反应后按照交换成分的规律，溶液中含有NaNO

3

和KCl，其离子的构成还是Na+、

Cl-、K+、NO

3

-。由此看来，溶液在混合前后其组成没有发生变化，因此说NaCl和KNO

3

不

NaOH

HCl

Na+OH-H+Cl-反应前：

交换成分后的产物

H

2

ONaCl

Na+Cl-H

2

O

反应后：

从微观角度来看：

反应前后，溶液的组成改变

能发生化学反应。我们还可以这样说：Na+、Cl-、K+、NO

3

-可以共存于一份水溶液中。

以第四组物质为例：请学生从微观角度分析，为什么说NaCl和AgNO

3

能够发生化学反

应？其反应的实质是什么？（钠离子与氯离子结合成AgCl沉淀，Ag+和Cl-脱离了溶液，从

而使溶液的组成发生了变化）为什么偏偏是AgCl沉淀下来，而不是NaNO

3

？（因为AgCl

的溶解度非常小，表现为不能溶于水）在这里引入氨碱法制纯碱的第一个铺垫：离子之间相

互结合所形成的物质中，溶解度较小的物质有可能会从溶液中析出。

通过以上举例，请学生分析出复分解反应的实质：酸、碱、盐之间发生的复分解反应，

其实质是离子之间的互换反应。若离子之间互相结合，使溶液的组成发生了改变，则复分解

反应就能发生，反之，反应就不会发生。也就是说，两种离子之间若能结成水、气体、或沉

淀（这些物质可使溶液的组成发生改变），反应就会发生。

第二板块：从“海水｀制碱＇”这一要求出发，探究氨碱法制纯碱的原料

在这一板块中，首先提出问题：海水“制碱”中的“碱”是指什么物质？这是很多学生

回答道“纯碱”。再提出问题：“纯碱”是什么物质？你认为海水中的什么物质可以用来制备

纯碱呢？通过以上问题，复习了碳酸钠的俗名，并且了解到了这一板块所要了解的中心问题：

我们要用氯化钠（NaCl）来制备碳酸钠（Na

2

CO

3

）。

再请学生分析：由NaCl转变为Na

2

CO

3

，物质的元素组成发生了什么变化？在制备的过

程中，还需要含什么元素的物质？通过这样的分析，学生很容易就记住了在制备纯碱的过程

中需要用二氧化碳作原料。

进一步分析：我们利用二氧化碳的目的是要将二氧化碳转变成碳酸根离子，这样才有可

能制备出Na

2

CO

3

，如果直接将二氧化碳通入氯化钠溶液中会得到大量的碳酸根离子吗？为什

么？当提出这个问题时，教师可以根据情况给出提示：二氧化碳有什么性质？他在水中的溶

解性怎样？二氧化碳与水反应生成的碳酸具有怎样的性质？通过以上分析，学生已经能清楚

的理解，若直接向氯化钠溶液中通入二氧化碳，这种方法并不能产生碳酸钠。其主要原因是，

二氧化碳在水中的溶解度有限，因此不能在中性环境中将二氧化碳转化成大量碳酸根离子。

基于前面的讨论，学生很容易就会自主地发现问题：怎样才能使二氧化碳气体转变成大

量碳酸根离子呢？这时，教师要引导学生思考：你学习过二氧化碳转变成碳酸根离子的例子

NaCl

KNO

3

Na+Cl-K+NO

3

-反应前：

交换成分后的产物

KClNaNO

3

Na+NO

3

-反应后：

从微观角度来看：

反应前后，溶液的组成不变

K+Cl-

吗？能否总结一下在什么样的环境中可以使二氧

化碳转变成碳酸根离子？在这里要让学生明确，我

们今天所提的海水制碱的方法实际上是在碱性环

境下进行的。

接着，学生又会自主地产生疑问：怎样制造碱

性环境呢？难道是在海水中加入氢氧化钠或氢氧

化钙吗？这时，教师给学生指明方向：我们今天学

习的制碱的方法是“氨碱法制纯碱”。学生也就能

想到，原来这里是利用氨气来制造碱性环境。这样，

虽然“氨碱法制纯碱”是学生第一次接触的一个复

杂的名词，但是通过上面的铺垫，这个名词理解起

来反而不是很困难。

最后请学生整理思路，找到氨碱法制纯碱的原

料：氯化钠、水、氨气、二氧化碳。实际操作是这

样的：先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐

水，再加压并不断通入二氧化碳。教师再次引导学

生发现问题：为什么要用饱和食盐水，而不是普通

的海水呢？巧妙地设置悬疑，吸引学生继续听讲，找出问题的答案。

第三板块：以复分解反应的实质为基础，

探究氨碱法制纯碱的产物

首先提出问题：以上反应的产物是什么

呢？引导学生从微观角度来分析溶液中离子

的成分。根据学生的认知情况，他们能够分

析出反应前溶液中存在以下离子：Na+、Cl-、

NH

4

+、CO

3

2-。这时教师要向学生说明：溶液

中还存在着HCO

3

-以及非常少量的OH-（在

反应中忽略不计）。然后引导学生作出猜想：

这么多的离子在发生化学反应时，究竟会生

成什么样的物质呢？能否联系到前面所讲的

复分解反应的实质（或者说离子反应的实质）

得出结论？此时教师可以给出提示：复分解

反应的实质是离子之间结合，生成水、气体

或沉淀。当学生有了大致的思路后，教师再

给予启发：在什么情况下会有沉淀出现呢？

这时就会有学生联想到前面的内容：当离子

之间结合时，若结合而成的物质的溶解度远

小于其他物质的溶解度，则这种物质就有可

能结晶，而从溶液中析出来。此时，再请学

缺什么元素？

由谁提供？

海水“制碱”

氨碱法：氨气溶于水

CO

2

NaClNa

2

CO

3

这里的“碱”

是什么物质？

利用海水中的

什么物质？

怎样将二氧化碳转变成碳酸根？

怎样制造碱性环境？

碱性环境

氨碱法制纯碱的原料？

NaCl、CO

2

、H

2

O、NH

3

Na+、Cl-、NH

4

+、CO

3

2-

HCO

3

-、OH-（极少）

产物是什么？

原料：NaCl、CO

2

、H

2

O、NH

3

溶液中有哪些离子？

离子之间怎样反应？

一定有水或气体或沉淀生成

在什么情况下，物质会从溶液中沉淀出来？

溶解度小NaHCO

3

沉淀出来

产物究竟是什么？

NaHCO

3

和NH

4

Cl

Na

2

CO

3

是怎样制备出来的？

2NaHCO

3

Na

2

CO

3

＋H

2

O＋CO

2

↑

△

生分组讨论，通过查阅物质的溶解度，分析出氨碱法制纯碱的产物，得出结论。由于溶液中

各种离子所构成的物质中，在常温下NaHCO

3

的溶解度最小，因此它会从溶液中结晶析出。

在这种情况下，溶液中的CO

3

2-会全部转化成HCO

3

-，其余的离子构成氯化铵。这样看来氨碱

法制纯碱的产物为NaHCO

3

和NH

4

Cl。

此时学生又会产生疑问：我们所要制备的不是Na

2

CO

3

吗？而此时得到的是NaHCO

3

啊！

教师趁热打铁，给出反应原理：2NaHCO

3

Na

2

CO

3

＋H

2

O＋CO

2

↑。

分析完以上原理后，再由教师点出刚才问题供学生课下思考：氨碱法制纯碱的过程中，

为什么要用饱和食盐水，而不是普通的海水呢？

到此为止，氨碱法制纯碱的反应原理就讲完了。再请学生自己回忆一下整个思路：①利

用哪一种主要物质来制纯碱？纯碱是哪一种物质？②从元素组成角度考虑还缺少哪些元素？

③由什么物质来提供这些元素？④在什么条件下可将二氧化碳转变成碳酸根离子？⑤怎样制

造碱性环境？为什么叫做“氨碱法“？⑥氨碱法制纯碱的原料有哪些？⑦这些物质反应后生

成了什么物质？你是怎样分析出来的？⑧生成的NaHCO

3

又是怎样变成纯碱的？

第四板块：结合绿色化学的原理，在循环利用中感受化学之美

首先请学生结合氨碱法制备纯碱的反应原理，分析出工业上制备纯碱的原料以及产品。

原料：氯化钠、氨气、水、二氧化碳；产品：碳酸钠、氯化铵、水、二氧化碳。在此基础上

提出问题：原料和产品中都涉及到了水和二氧化碳，这说明了什么？启发学生意识到在实际

的生产过程中，二氧化碳和水可以循环利用。再请学生思考：在工业生产中，最初的原料二

氧化碳怎样获得？启发学生回忆二氧化碳的工业制法，并为后面做铺垫。

进一步分析：我们需要生产的是纯碱，而根据氨碱法制纯碱的反应原理，我们还可以得

到副产品氯化氨。这时教师可以给学生这样的信息：氯化氨可以和熟石灰发生以下反应：

2NH

4

Cl＋Ca(OH)

2

＝CaCl

2

＋2H

2

O＋2NH

3

↑。基于上面的信息，如果你是化工厂的老板，为

了减少生产纯碱的成本，在生产中你可以怎样操作？启发学生联想到：若在副产品中加入熟

石灰就可以制备出氨气，再作为生产纯碱的原料，降低了成本，并且在反应中氨气又会变成

氯化氨，氯化氨又能制备出氨气。也就是说，在有熟石灰的条件下，氨气可以循环利用。

△

生成物CO

2

和H

2

O可循环利用

原料和产品中都含有H

2

O和CO

2

，说明什么？

原料：NaCl、CO

2

、H

2

O、NH

3

产品：Na

2

CO

3

、CO

2

、H

2

O、NH

4

Cl

最初的生产中，怎样获取大量二氧化碳？

NaCl＋CO

2

＋H

2

O＋NH

3

＝NaHCO

3

＋NH

4

Cl

2NaHCO

3

Na

2

CO

3

＋H

2

O＋CO

2

↑

△

生产的原料和产品分别是什么？

煅烧石灰石：CaCO

3

CaO＋CO

2

↑

高温

信息：氯化氨可以和熟石灰发生以下反应：

2NH

4

Cl＋Ca(OH)

2

＝CaCl

2

＋2H

2

O＋2NH

3

↑

NH

3

可循环利用

怎样得到熟石灰？

CaO+H

2

O＝Ca(OH)

2

怎样得到生石灰？

此反应生成氨气，意味着什么？

继续引导学生思考：上面的反应中需用到熟石灰，工业上怎样制备熟石灰呢（利用生石

灰和水的反应）？怎样制备出生石灰呢（煅烧石灰石）？煅烧石灰石在氨碱法制纯碱的过程

中还有什么意义？（生产出二氧化碳，作为反应原料）

这时，学生已经惊奇地感受到了化学之妙，化学之美！教师还可以继续提出问题：即便

这样周全的设计也是有不足之处的，请学生课后查阅资料了解侯氏制碱法，并且分析其优缺

点。到此为止，本节课的教学内容已经全部结束。

课后记

课堂上，学生的大脑始终保持在一种兴奋的状态中，不断的思考老师提出的问题，不断

的在头脑中对已解决问题产生新的想法。课后，我对本节课的知识点进行了测试，测试结果

表明，在这种教学方式下，学生对于氨碱法质制纯碱的化学反应的掌握程度明显地高于传统

的讲授法，取得了不错的教学效果。

课后反思，在这节课中，有几个地方还需要进一步改进。第一，整体来讲，本节课的时

间较紧，针对于这一点，应在课前布置针对性较强的预习作业，这样学生在课堂上的反应可

以更快，节约课堂时间。并且下课之前应利用少许时间让学生自己理顺知识点，然后在完成

相应的练习。第二，教学设计的第二板块中，教师直接给出了“氨碱法制纯碱”，由此说明利

用氨气达到碱性环境。在这里也可以考虑让学生自主讨论：怎样达到碱性环境？为什么不用

氢氧化钠和氢氧化钙？并且与后面的氨气的循环利用形成呼应，这样的效果也许更好。