基于侯氏制碱法的“几种常见的盐”教学

杨香涛 石明亮

摘要：以侯氏制碱法创设教学情境，从侯氏制碱法的生产原理出发，由饱和食盐水引入氯化钠的教学、由纯碱的制备引入碳酸氢钠和碳酸钠的教学、由二氧化碳的来源与生产引入碳酸钙的教学，让学生知道了几种常见盐的重要用途与性质，不同盐之间的相互转化及碳酸盐的检验，更重要的是让学生学会了用化学知识解决生产生活的一些实际问题。

关键词：侯氏制碱法初中化学;几种常见的盐;教学

文章编号：1008-0546（2022）03-0032-05     中圖分类号：G632.41     文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.03.007

《义务教育课程标准（2011年版）》提出“教师可利用化学史料来创设学习情境，生动地进行爱国主义教育，增强学生的社会责任感，充分调动学生学习的自主性和积极性，帮助学生理解学习内容，认识化学、技术、社会、环境的相互关系，引导学生理解人与自然的关系，认识化学在促进社会可持续发展中的重要作用[1]。”

在“几种常见的盐”的内容中教材用“侯德榜”这一化学史料来说明我国化工专家侯德榜在纯碱制造 方面作出的重大贡献，虽然这一史料能生动地进行爱 国主义教育，但在实际教学中的作用比较局限，学生 仅能了解纯碱生产这一内容，大多数教师对本节课的 教学设计是将几种盐以碎片化的形式堆积在一起，给 人的感觉是缺乏系统性和整体性。本文以“侯德榜”这一历史史料为出发点，嵌入“侯氏制碱法”的反应原 理，整合氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙进行教学 设计，使这几种盐的教学融入到化学史之中，让化学 中看似无序的知识能在有序的情境中生长。

一、教学主题内容

“几种常见的盐”为沪教版九年级化学下册第7 章第3 节“几种重要的盐”第2 课时内容，主要内容有：①氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙四种常见的盐在生活生产中的重要应用;②碳酸盐的检验方法;③碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙之间的相互转化。本课时内容是第7章第2节“常见的酸和碱”及第3节第1 课时“盐”的知识延伸，又是后续学习“化学肥料”的基础。本课时内容主要从定性的角度让学生认识几种重要盐的重要应用及简单性质，学习起来并不困难，需要学生从变化的观念去认识事物，要有科学的态度及对社会问题的有正确价值判断能力。

二、教学现状分析

对于本课时内容的学习，学生已经有了一定的知识基础和生活常识，如学生在学习了“常见的酸和碱”基础上，知道了酸和碱在化学反应中常常会生成一种 叫“盐”的物质，同时也了解了盐的常见分类和性质， 知道了复分解反应能发生的条件，另外在日常生活和 平时学习中学生已经接触到了一些常见的盐，如食 盐、纯碱、小苏打、石灰石、大理石等。但是，学生对于 这些常见的盐在生产生活中的重要应用还不够了解，还不能从变化的角度去认识碳酸盐的检验方法及碳 酸钙、氧化钙和氢氧化钙之间的相互转化关系。

三、教学目标

“几种常见的盐”的教学要与社会发展和真实的生活相联系。为此，我们确定了本节课的教学目标：

（1）通过社会生活中的相关情境素材及化学史料，了解氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙等物质在人类生活和社会生产中的重要性，形成科学态度和社会责任素养。

（2）通过实验对比碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙等物质性质的不同点与相似点，总结碳酸盐的检验方法，培养科学探究与创新意识素养。

（3）通过碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙之间相互转化关系的分析与探讨，学会书写碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙相互转化的化学方程式，形成物质的变化观念。

四、教学流程（见表1）

五、教学过程

1.创设情境，导入新课

【情境素材】侯德榜——中国著名的制碱专家侯德榜1890年生于福建省一个农民家庭。 1921年 10月，在美国刚刚获得博士学位的侯德榜，满怀报国之志回国创业，1926年生产出纯度为99%的“红三角”牌纯碱，并于当年获得美国费城万国博览会金奖。其产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚，为中国民族化学工业产品赢得了市场和声誉，结束了当时由美、德、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。在抗日战争期间，研究条件十分艰苦，侯德榜在索尔维法的基础上创造出了制碱新法——“联合制碱法”，大大提高了原料的利用率，降低了成本，被人们称为“侯氏联合制碱法”，又称为“侯氏制碱法”[2]。

【叙述】“侯氏制碱法”的生产流程如图1所示，原料是食盐、氨气和二氧化碳（合成氨厂用水煤气法制取氢气的废气），其核心化学方程式可以归纳为以下二步反应：

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

（2）2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O（NaHCO3热 稳定性差，受热容易分解。）

在“侯氏联合制碱法”的生产流程中涉及到一系列的盐——氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和氯化铵等。

设计意图：由侯德榜的故事，让学生了解我国化学家侯德榜在制碱方面的杰出贡献，增强学生的民族自豪感和民族自信心。由“侯氏联合制碱法”的生产流程，让学生了解真实的工业生产，让学生感受前人的智慧，激发学生的爱国热情和学习化学的积极性。同时利用“侯氏联合制碱法”的生产流程中涉及到的

饱和食盐水、碳酸氢钠沉淀、纯碱产品及二氧化碳的来源展开教学。

2.五味之首的盐——氯化钠

【叙述】侯氏制碱法中以饱和食盐水为出发点生产纯碱，食盐水是氯化钠的水溶液，俗话说“盐乃五味之首”，我们这里的盐是指氯化钠，也就是我们生活中的食用盐，请同学生们根据已有的生活经验并结合教材第54页内容和提供的药品，总结归纳氯化钠的相关性质和用途。

【师生活动】教师巡视指导，学生小组合作完成表格，见表2。

【设问】自然界中盐的分布很广，在海水和内陆的盐湖、盐矿中存在大量的食盐。 如 1 L 海水中约含40 g NaCl，那么我们人类是如何从海水中获取 NaCl 的呢？

【展示】海水晒盐（见图2）——海水含有大量的氯化钠，引进海水通过风吹日晒使水分蒸发可得粗盐，粗盐通过精制可制得精盐（氯化钠）。

【叙述】刚才我们归纳了食盐的用途，生活中可用作調味剂、食品防腐剂，医疗上可用于配制生理盐水，工业上还可用于生产氯气、烧碱（又称氯碱工业）。

【资料】生理盐水，又称为无菌生理盐水，生理盐水是浓度为0.9%的氯化钠水溶液。浓度为0.9%的氯化钠水溶液，渗透压和人体血浆、组织液渗透压基本相同，是等渗溶液，注入人体后人体的细胞不会因为所处环境渗透压的改变，而出现水分减少、脱水，或者水分增多、水肿，能保证细胞既不会水肿破裂，也不会脱水皱缩，从而避免影响细胞功能。

【演示实验】取适量的小麦种子放在一定浓度的食盐水里，一些不饱满的种子浮起来，而饱满的种子沉在盐水的下面（见图3）。

【学生】食盐不仅可用于生活和工业生产，还可用于农业选种。

【问题】食盐与我们化学上讲的盐是一回事吗？

【学生】食盐与我们化学上讲的盐不是一回事，我们化学上讲的盐是金属阳离子或铵根离子与酸根离子组成的化合物，食盐属于盐类。

【问题】从盐的分类上来看，食盐属于哪种盐类？

【学生】从食盐的组成上来看，食盐的组成是 Na⁃ Cl，所以它既可称为钠盐，又可称为盐酸盐。

【小结】常见的钠盐：氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠等。

设计意图：介绍生理盐水、实验展示盐水选种，让学生能进一步了解食盐在工农业生产和社会生活的应用，丰富了学生的知识，开拓了学生的视野。通过问题讨论让学生进一步认识盐的分类、性质和用途，为下面碳酸钠和碳酸氢钠的讲解作了铺垫。

3.称兄道弟的盐——碳酸钠和碳酸氢钠

【叙述】侯氏制碱法的反应原理是①NH3+H2O+ CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3 ↓，②2NaHCO3 Na2CO3+ CO2 ↑+H2O 。其中涉及到一对兄弟钠盐——碳酸钠和碳酸氢钠。请同学生们根据已有的生活经验并结合教材第54～55页内容和提供的药品，总结归纳碳酸钠和碳酸氢钠的相关性质和用途。

【师生活动】教师巡视指导，学生小组合作完成表格，见表3。

【问题】你知道化学工业人们常说的“三酸两碱”是指哪些物质？

【学生】化学工业人们常说的“三酸两碱”是指硫酸、盐酸、硝酸和烧碱、纯碱。

【叙述】纯碱就是我们今天学习的碳酸钠，纯碱有天然的（可从内陆盐湖提取，如我国青海湖就有大量天然存在的纯碱，它们一般以 Na2CO3· 10H2O 的形式存在），而目前我们使用的纯碱主要通过化学方法生产，如上述我们讨论的“侯氏制碱法”就是工业生产纯碱较为流行的方法。

【问题】你知道纯碱在我们生活中有哪些重要的应用吗？

【学生】在生活中可利用纯碱制“苏打水”饮料，还可作为面点的疏松剂。

【教师释疑】用纯碱作为面点的疏松剂时，一般还与明矾混合使用，这样发出的面点口感好，且疏松多孔。

【分组实验】将等量的纯碱和小苏打溶于适量的水中，向其中滴加几滴酚酞试液（见图4）。

【学生】溶液均变成红色，说明纯碱和小苏打的水溶液均呈碱性。

【问题】正因为小苏打的水溶液呈碱性，所以小苏打可制治疗胃酸过多的药剂。人体的胃酸是盐酸，请同学们分别写出纯碱和小苏打与盐酸反应的化学方程式。

【学生板演】Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+2HCl=NaCl+H2O+CO2↑

【问题】根据上面的两个反应能否区分纯碱和小苏打？

【学生】不能，因为两个反应都有气泡产生。

【教师】纯碱和小苏打的化学性质相似都能与酸反应放出二氧化碳气体。

【演示实验】使用如图5 所示的实验装置进行实验。

【学生活动】观察实验现象，归纳实验结论。

【学生】左边的烧杯中澄清石灰水变浑浊，而右边的没变浑浊，说明小苏打不稳定，受热易分解，而纯碱较稳定受热难分解。

【学生板演】2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O

【教师】该反应也是“侯氏制碱法”中得到纯碱的反应。

【问题】现在我们能不能区分纯碱和小苏打？

【学生】现在可以了，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体是小苏打。

【教师】从纯碱和小苏打的化学组成上来看，它们既可叫钠盐，又可叫碳酸盐，你知道我们还学过哪些碳酸盐？

【学生】前面我们还学过或接触过的碳酸盐有碳酸钙、碳酸钡等。

设计意图：通过天然纯碱的来源和生活中纯碱的应用介绍，让学生了解纯碱的来源方式和重要应用。通过对纯碱和小苏打的组成和性质对比，让学生清楚纯碱和小苏打在性质上既有相似之处、又有不同之处的原因。同时，又一次通过盐的分类讨论引入碳酸钙这种盐，尤其碳酸钠和碳酸氢钠的性质实验对比，让学生知道对比方法在化学研究中的重要作用。

4.清清白白的盐——碳酸钙

【叙述】“侯氏制碱法”的生产原料是食盐、氨气和二氧化碳，其中二氧化碳来源于合成氨厂用水煤气法制取氢气的废气，这样可以极大地节约生产成本。

【问题】你知道工业上是如何获取二氧化碳气体的吗？

【学生】实验室是利用大理石或石灰石与稀盐酸反应得到二氧化碳，而工业上是利用煅烧石灰石来获取二氧化碳。

【学生板演】CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3 CaO+CO2↑

【教师】这里用到很重要的原料——大理石或石灰石，它们的主要成分是碳酸钙。碳酸钙有哪些性质和用途呢？请同学生们根据已有的生活经验及上述的讨论，并结合教材第56～57页内容和提供的药品，总结归纳碳酸钙的相关性质和用途。

【问题】你们还知道碳酸钙在生活中有哪些应用？【学生】不清楚。

【教师】生活中补钙用的钙片主要成分就是碳酸钙，牙膏中的摩擦剂主要成分也是碳酸钙。

【实验演示】用坩埚钳夹持一小块片状的石灰石，放在酒精喷灯的火焰上灼烧几分钟后，放在石棉网上冷却（见图6）。

【实验要求】（1）灼烧前，看看是否容易捏碎、敲碎;（2）灼烧后，看看是否容易捏碎、敲碎;（3）将灼烧后产物投入盛有冷水的烧杯中，观察现象;（4）静置后取上层清液分别置于两支试管中，向其中一支试管滴加2滴酚酞试液，向另一支试管中的液体吹气，观察现象。

【学生】灼烧前，不容易捏碎、敲碎;灼烧后，很容易捏碎、敲碎;将灼烧后产物投入盛有冷水的烧杯中，放出大量的热量，水剧烈沸腾;静置后取上层清液分别置于两支试管中，向其中一支试管滴加2滴酚酞试液，溶液变红，向另一支试管中的液体吹气，出现白色浑浊。

【教师】我们再来看一看古人的智慧（见图7）。

【叙述】我国明代著名的爱国将领于谦曾写过一首名为《石灰吟》诗来表明自己的清白，“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。”，请同学们吟诵并思考其中的化学涵义，并写出相关的化学反应方程式。

【學生板演】（见图8）

【教师】碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙在一定条件下可以发生转化，请画出三者之间的关系图。

【学生板演】（见图9）

【小结】碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢铵等都是重要的碳酸盐，从刚才的讨论我们发现这些碳酸盐都有一个共同的特点就是能与盐酸反应生成二氧化碳气体，所以碳酸盐（CO3（2）-）的检验方法可归结为——取样加入试管中，滴加适量的稀盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的气体。

设计意图：通过对碳酸钙的性质探究及古人对碳酸钙性质的认识介绍，不仅让学生增强了民族自豪感，知道了爱国将领于谦“要留清白在人间”的高贵品格，还认识了碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙之间通过“钙三角”相互转化的规律增强了学生的变化观念，培养了学生科学探究精神和创新意识。

四、结束语

“几种常见的盐”是初中化学教学的难点，如何将不同的几种常见的盐统整在一起进行教学，本节课作了有益的尝试。本节课以“侯氏制碱法”为情境设计教学，将四种常见的盐——氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙整合在一起进行研究，不仅了解了它们的性质与用途，理解了从不同角度对盐进行分类，还认识了物质性质与结构的关系，知道了不同盐之间还可以相互转化，尤其重要的是让学生知道了这些盐在生产生活中的重要应用，学会了应用化学知识解决生产生活中的一些实际问题。从教学设计角度看，本节课借助“侯氏制碱法”的生产原理，由饱和食盐水引入氯化钠的教学、由纯碱的制备引入碳酸氢钠和碳酸钠的教学、由二氧化碳的来源与生产引入碳酸钙的教学，这样以“侯氏制碱法”为教学情境，将看似不相关的知识串联在一起，使教学更具系统化，使知识更显网络化。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012：12.

[2] 中学化学国家课程标准研制组.义务教育教科书：化学（九年级下册）.3版[M].上海：上海教育出版社，2015（3）：54-55.

3973500338278