中国现代化工之母氯碱工业.docx
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中国现代化工之母氯碱工业
中国现代化工之母——氯碱工业
一、课的设计
二期课改实施素质教育培养学生创新精神和实践能力，体现教育的时代性，使学生终身受益，选择《中国现代化工之母——氯碱工业》作为教学研究课，力图能较好地将素质教育的理念体现其中，具体课的设计如下：
1、高一学生的学科理论基础较薄弱，这节课理论基础要求不高，但联系生产实际，贴近生活、贴近社会，可以拓宽学生的学习空间，打开学生思路，引起学生的学习兴趣。
如无论是以80年前味精广告开头，还是贯穿始终的主题：
现代化工之母——氯碱工业的学习，无不体现化学对生活的重要性，展示化学的魅力。
2、教学策略上，既依托教材，又在教材上发展。
这节课是社会性课题章节的一部分，可以通过到上海氯碱厂实地考察，也可以上网查阅资料，从多种渠道获得信息。
由于教学内容比较开放，在学习方式上可以改变传统的讲授式课堂教学模式，尝试选用适合于开放性学习内容的小组合作学习方式，当然也含有自主学习方式。
在小组合作学习中，各组员分工协作达成小组共同目标，培养学生合作学习的技能，使更多的学生参与到教学过程中，在实践中体现学生学习的自主性，增强学生对社会、生活、生产的认识和体验，体现以学生发展为本的教育理念。
3、课前准备工作。
首先按学习任务将学生分成若干组，我与其它教师一起帮助学生联系企业，与学生一起拟定调查问卷，然后与一部分组同学前往天原集团的氯碱化工企业参观，学生按照事先拟定的调查问卷完成实地考察；另一部分组学生利用课余时间开展调查和上网查阅收集资料，然后各组学生将有关资料汇总输入电脑。
4、课的实施：
课内组织学生通过电脑平台交流：
（1）氯碱工业的发展史，
（2）氯碱工业的特点和产品的综合利用，（3）在电解饱和食盐水车间实地考察了解到的信息，（4）我国氯碱工业存在的重要问题。
组织学生以主人翁精神参与新建氯碱厂厂址方案的设计和对方案综合评价等。
二、教学目标和教学过程
【教学目标】
知识目标：
1、知道电解饱和食盐水的原理，知道其生产过程和产品的综合利用。
2、初步了解氯气的性质和用途。
能力目标：
1、通过到图书馆或上网收集有关资料，提高学生对信息的收集和处理能力。
2、通过参观上海氯碱厂，培养学生合作交流能力和社会实践活动能力。
3、通过电解饱和食盐水原理分析，培养学生思维和想象能力。
4、通过新建氯碱厂厂址选定方案的讨论，提高学生决策和综合评价能力。
情意目标：
1、通过资料的收集和参观，发现问题，培养问题意识，激发学生的学习兴趣。
2、通过对吴蕴初先生及我国氯碱工业发展的了解，渗透爱国主义教育。
3、通过对氯碱行业“入世”后对策的了解，增强公民的社会责任感。
【教学重点】
1、电解饱和食盐水原理。
2、对新建氯碱厂厂址方案的选定和对方案的综合评价。
【教学难点】
电解饱和食盐水的原理。
【教学手段】
多媒体教学，尝试使用电脑平台交流，实现信息技术与学科的整合。
【教学过程】
【教学详案】
〈引言〉同学们，让我们一起来看一个八十年前的广告。
〈电脑画面〉天厨味精，佛手商标。
完全国货，最先发明。
质料素净，滋养丰富。
鲜美绝伦，无上妙品。
〈讲述〉广告是否做得很精彩？
同时也很实在，因为我们一看便知道，它是在做什
么牌子、什么产品的广告？
〈学生回答〉略
〈讲述〉佛手牌味精是上海冠生园天厨食品有限公司的拳头产品。
天厨味精厂创办
于1923年，创办人是我国近代著名实业家吴蕴初先生。
下面我把同学们
的电脑释放，请同学们打开桌面上素材文件夹，阅读“我国民族化学工业
的先驱——吴蕴初先生”这篇文章。
〈学生阅读〉我国民族化学工业的先驱——吴蕴初
略（见附件一）
〈讲述〉通过刚才的阅读，我们对当时的时代背景以及吴蕴初先生在艰苦条件下研
制和生产佛手牌味精的过程有了一些了解。
我们要学习吴先生“做一个中国
人总要对得起自己的国家”的爱国精神。
为了振兴民族工业，吴蕴初先生于
1929年在上海创建了天原电化厂，即天原化工厂的前身，中国最早的氯碱
企业从此矗立在上海的苏州河畔。
经过几十年的发展，氯碱工业已经成为我
国现代化工之母。
〈电脑画面〉中国现代化工之母——氯碱工业
〈讲述〉这节课，我们一起来学习中国现代化工之母——氯碱工业。
通过学习，我
们来了解氯碱生产的化学原理、产品的用途等，理解为什么氯碱工业是我
国现代化工之母。
下面，我们先阅读有关资料，对氯碱工业有个初步的了
解。
〈阅读资料〉
〈电脑画面〉关于氯碱
略（见附件二）
〈讲述〉两星期前，我们班陈恺等同学前往上海氯碱厂，参观了电解饱和食盐水车间，接待同学们的工程师向他们作了较为详细的介绍。
回校后，他们将了解到的资料整理后，打印输入电脑中，今天他们将为
我们作介绍，让我们共享这些信息资源，我们也将一起体验他们当时的感受。
下面，我们首先欢迎叶平同学介绍在车间里看到的情况。
〈学生介绍〉主要内容
〈电脑画面〉电解饱和食盐水车间
主要设备：
电解槽，共有82个；每个电解槽分为阳极室和阴极室，中间用阳离子膜分开，每个槽有30个单元格，用30张膜。
主要原料：
海盐。
通过盐水净化车间出来的食盐水，再用化学方法除去溶液中的Ca2+、Mg2+，使杂质金属离子含量<0.02ppm。
生产过程：
净化后的饱和食盐水通过管道进入电解槽，通直流电后，阳极上得到Cl2，阴极上得到H2，还有NaOH，它们通过各自的管道输送出去。
阳离子膜的作用是允许钠离子通过，但不允许OH-或Cl-通过，阻止了Cl2与NaOH
的反应，使生产的烧碱纯度高、浓度大。
82台电解槽工作时，需用16万7千安
培的电流。
〈讲述〉听了叶平同学的介绍，我们知道电解饱和食盐水的生产，其原料是食盐和
水，产物是烧碱、氢气和氯气。
那么，食盐和水是怎样形成烧碱、氢气和氯气
的呢？
化学原理是什么呢？
接下来，我们来看一看模拟实验室电解饱和食盐水
实验的操作。
〈电脑画面〉电解饱和食盐水实验（略）
〈讲述〉绿色小球代表氯离子，红色小球代表氢离子，阳极处产生了氯气，阴极处
产生了氢气。
请同学们再看一遍实验。
怎样解释这一实验现象呢？
通电前，食
盐水中存在着自由移动的钠离子、氢离氯离子和氢氧根离子，通电后，带正电
荷的钠离子和氢离子移向阴极，在阴极上氢离子得到电子形成氢原子，然后形
成氢气放出；带负电荷的氯离子和氢氧根离子移向阳极，在阳极上氯离子失去
电子形成氯原子，然后形成氯气放出；钠离子则与氢氧根离子结合，生成氢氧
化钠。
请同学们思考，写出电极上发生的反应式和总反应方程式（可在电脑上
完成）。
〈学生活动〉略
教师将学生完成的情况通过电脑屏幕向全班同学转播和分析。
〈讲述〉请同学们利用下周中午时间到实验室完成电解饱和食盐水实验，并检验产物。
〈讲述〉到此，同学们一定想知道：
烧碱、氢气和氯气有什么用途呢？
下面欢迎陈文迪同学作介绍。
〈学生介绍〉主要内容
〈电脑画面〉氯碱工业产品的综合利用
略（见附件三）
〈学生介绍〉在参观中，我们还了解到实际生产中对产品的质量有很高的要求，下面请
陈恺同学介绍电解饱和食盐水生产中的四个重要技术指标。
〈学生内容〉主要内容
〈电脑画面〉电解饱和食盐水生产中的四个重要技术指标
指标一：
盐水中食盐的含量315g/L-220g/L
指标二：
NaOH浓度：
32%~32.5%。
NaOH中NaCI含量<40ppm
指标三：
V（Cl2）>96%。
指标四：
Cl2中含水量<50ppm
〈讲述〉在参观中，同学们还急切的想了解电解饱和食盐水生产工艺上有什么不足之处，还可以进行哪些技术改革？
但工程师告诉他们利用这套装置来进行生产的工艺已经相当成熟。
但氯碱工业作为一个重要的产品工业，一定还涉及许多综合问题，如产品的成本、新产品的开发利用、对外出口等，同学们通过参观和上网收集资料，对这些问题也有了一点了解。
下面我们欢迎季颖杰同学为大家作介绍。
〈学生汇报〉主要内容
〈电脑画面〉我国氯碱工业存在的主要问题
1、烧碱供过于求。
2、氯碱产品结构性矛盾比较突出。
一方面我国烧碱供过于求，而一些耗碱产品却不断进口。
3、氯碱工业不能与上下游工业同步协调发展。
（1）乙烯、丙烯、丁烯供应问题。
这些原料都在石化行业中生产，由于本身短缺，氯碱工业相应受到体制所造成的障碍。
（2）天然气制乙炔是否该上项目问题。
〈学生汇报〉
（2）补充内容：
略
〈讲述〉我国加入世贸组织后，对氯碱行业有挑战，也有机遇，我们来看看有关人
士对氯碱行业“入世”后的一些对策的研讨。
〈阅读资料〉
〈电脑画面〉对氯碱行业“入世”后对策的研讨（要点）
略（见附件四）
〈电脑画面〉设计方案：
新建氯碱厂厂址的选择
〈学生活动〉讨论
〈讲述〉上述方案，有其合理性，也各有不足之处，请同学们对述设计方案作综合评价。
〈电脑画面〉综合评价设计方案的优劣
〈学生活动〉略
〈讲述〉综合后方案是否是最佳的？
还需要考虑哪些综合性的问题，请同学们继续查找资料和讨论。
〈学生介绍〉略
〈布置作业〉请继续到图书馆或上网收集有关氯碱工业的资料，完成专题报告：
《我国氯碱工业的昨天、今天和明天》
附件一：
吴蕴初（1891一1953），字葆元，出生于1891年9月29日江苏省嘉定县（现上海嘉定县）一位清代秀土的家里，父亲吴萧舫。
排行老大。
童年时代，吴先生家境清寒、求学读书不易，因此只能半工半读，时读时辍。
1911年于上海兵工学堂毕业，攻读化学。
二十年代，日本的调味粉“味之素”行销我国市场，所获利润颇丰。
“味之素”的巨幅广告，引起了吴先生的深思，他与夫人吴仪一起利用窄小的亭子间，在艰苦的条件下分析了“味*素**的化学成份，进行了“味之素”的试制工作，经过一年多夜以继日的试验，找到了廉价的批量生产的方法。
在实业家张逸云的大力支持下，于1923年在我国首家建立“上海天厨味精厂”生产佛手牌味精。
经过几年的奔波和交涉，天厨味精在英、美、法等国取得了专利，为中国人争了气。
为了摆脱外国人对味精原料和盛器的控制，走自力更生的道路，吴蕴初先生节衣缩食，克服种种困难，在1929年创办了天原电化厂（现在辽原化工厂的前身）。
1934年创办“天盛陶器厂”以后又陆续建成了天利淡气厂（现化工研究院前身）、四川天原宜宾分厂、香港天厨味精厂等企业，形成了天字号集团。
为了培养化工人才，吴蕴初先生捐资创立了“清寒教育基金委员会”，在上海沪江大学化学系等处设立奖学金，在中华职业教育社捐办了理化教室，提倡科学实验。
据不完全统计1931～1936年基金会共招考六届，人数在100人以上，他们中的许多人在我国化工事业的发展中起了重大的作用，有的至今还在发挥余热。
抗战时期，吴先生不辞劳苦，把工厂主要设备搬迁内地，建立新厂，支援抗战。
抗战胜利后，吴先生收回了一度被日寇侵占的企业，努力修复，投入生产，并努力扩大企业，建造天厨新厂。
新中国成立后，吴先生听到生产正常的消息和接到钱昌照的邀请，心中甚喜，从香港回到内地，在北京受到了周恩来总理的欢迎。
周总理对吴先生说：
“中国化学工业将会有很大发展，希望你能为化工事业继续努力。
”吴先生心中大喜，脱下了西装，换上了棉大衣。
他在参观了东北的一批工厂后回到上海。
受到了上海市军管会代表和工厂职工的欢迎。
以后他先后担任华东军政委员会委员、上海市人民政府委员、上海市文史研究馆委员、全国工商联筹备委员会委员、民主建国会中央委员、民主建国会上海分会副主任、化学原料工业同业会主任委员等职。
1952年被委派去苏联访问，与李维汉、南汉辰等同行。
回国后政府准备请他去北京工作，后因其夫人吴仪在香港病故，吴先生悲痛欲绝，终因积劳成疾住进华东医院。
上海市长陈毅同志随即前往探望，鼓励吴先生战胜病魔，进京工作，无奈病情恶化，于53年10月15日与世长辞，终年62岁。
吴蕴初先生自学成才，对技术精益求精，始终信奉“做一个中国人，总要对得起自己的国家”。
他对事业兢兢业业，不知疲劳，“知其不可为而为之”。
为了抗日，他不辞辛劳，内迁建厂，支持神圣的战争，表现出高风亮节。
新中国成立后，他与共产党真诚合作，共图振兴化学大 业。
他刻苦钻研技术，多次出国实地考察，洋为中用。
他资助教育，在全国范围内设立“清寒奖学金”，为我国培养出一大批优秀的科技人才。
缅怀吴先生的一生，我们要学习和发扬他坚持独立自主发展民族工业的爱国主义精神，学习他培养人才的俯首甘为孺子牛的精神；学习他终身不断进取，创新求实的精神；学习他严于律已艰苦奋斗的精神，为振兴我国化学工业做出应有的贡献。
附件二：
（一）氯碱工业发展简史
表一
方法
年代
产物
优点
苛化法
19世纪末前
烧碱
电解法隔膜法
水银法
1890年后
烧碱氢气、氯气
隔开H2和Cl2，以防爆炸
表二
我国氯碱工业是在本世纪二十年代才开始创建的。
第一家氯碱厂是上海天原电化厂（现在的上海天原化工厂前身），1930年正式投产，日产烧碱2吨，开工电流1500A。
年代
烧碱年产量
平均年增长率
1949年
1.5万吨
50年代末
37.2万吨
36.1%
60年代末
70.4万吨
6.28%
70年代末
182万吨
8.29%
80年代末
320.8万吨
5.82%
90年
331.2万吨
次于美、日，占世界第三位
93年
390万吨
次于美、日，占世界第三位
表三
年代
电解装置
70年代
金属阳极电解槽
79年
我国第一台复板式离子膜电槽
90年3月
上海氯碱总厂电化厂引进日本旭肖子公司年产15万吨离子膜烧碱的装置并投入生产，成为远东地区最大的氯碱厂。
（二）氯碱工业的特点：
氯碱工业的特点除原料易得、生产流程较短外，主要还有三个突出问题。
1、能源消耗大：
1988年我国氯碱工业用电量占全国发电量的1.5%.因此,电力供应情况和电价对氯碱产品的生产成本影响很大。
2、氯与碱的平衡：
电解食盐水溶液时，按固定质量比例（1：
0.85）同时产出烧碱和氯气两种产品。
在一般情况下，发展中国家在工业发展初期用氯量比较小，由于氯气不宜长途运输，所以总是以氯气的需要量来决定烧碱的产量，因此往往会出现烧碱短缺的现象。
在石油化工和基本有机原料发展较快的国家和地区，氯的用量就较大，因此就出现烧碱过剩。
3、腐蚀和污染：
氯碱产品如烧碱、盐酸等均具有强腐蚀性，在生产过程中使用的原料如石棉、汞和所产生的含氯废气都可能对环境造成污染。
附件三：
点燃
氯气的主要用途：
1、合成盐酸H2＋Cl22HCl
（chlorinegas）2、制聚氯乙烯塑料（PVC）（在经济发达的国家，70%以上氯气
（polyvinylchloride）用于生产聚氯乙烯）
3、制具有漂白作用的物质（主要成份NaClO）
Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O
点燃
4、制金属氯化物，如2Fe＋3Cl22FeCl3
5、用于纸浆的漂白。
6、制液氯。
H2主要用途（氯碱工业副产品）：
1、合成盐酸。
2、作燃料。
3、装瓶待用。
NaOH主要用途：
附件四：
优势:
烧碱产量居世界第二位。
并已开始占有一定份额的国际市场，有的企业的氯产品在国际市场上已具有相当的竞争力；经过近20年市场经济的洗礼，在行业内锻炼成长出了相当优秀的经营管理人才和专业技术力量；部分大型企业（集团）的技术水平和装备水平在国内外市场上具有了相当的竞争力；企业经营管理工作在转制中也取得一定进展，获得不少经验。
问题：
生产企业多、分散、规模效益低，整体竞争力不强；
企业平均产能小，生产能耗偏高，功能效率低，人员多，产品成本偏高；
有机氯产品的品种、质量和工艺技术有待改进和提高；
行业联合效应低，特别对外出口上各行其事，既缺乏竞争力，也影响行
业整体效益。
建议：
1、要摆正企业位置
应在摸清企业现状，找准自己的优势和劣势的基础上，从实际出发，制定规划，根据不同情况采取相应措施。
充分挖掘管理潜能，提高企业竞争力。
2、要在联合效应上下功夫
采取多种形式联合、合作，把企业做大做强。
如天津、上海、北京、山东等地区，挖掘地区油气资源优势，积极争取与石化企业联合、合作，使资源合理配置。
改进企业原料路线，扩大产能。
同时应与相关大专院校合作研究开发新品种，利用油气，特别是天然气资源，开发无污染绿色农药，氯化聚烯烃、聚乙炔等功能性能材料，以及生物化学品等。
在氯碱产品出口上也应适度协调，一致对外，争取联合出口。
3、充分发挥人才优势，加大企业创新力度
一是如何把现有经营管理、专业技术人才的潜能充分挖掘出来。
加大创新力量，提高企业经营水平和技术水平。
二是从发展战略上考虑，根据企业发展目标，还应积极选聘一些管理和科技人才，为信息、技术、高功能材料、生物工程等人才。
4、积极稳步地加入网络经济
5、进一步发挥氯碱行业协会作用
〈讲述〉通过这节课的学习，我们对我国现代化工之母——氯碱工业的重要性有了
一些了解。
如果需要扩大氯碱厂的规模，请同学们对新建氯碱厂的厂址选定提
出自己的设计方案。
（方度）
三、课后反思
1、基本落实教学目标中预期达到的知识目标、能力目标和情意目标
2、使用电脑教学，让每一位同学都能从电脑上游览网上获取的关于氯碱工业的信息和学生参观氯碱厂后的资料汇总，信息量大大丰富，使信息共享。
3、围绕氯碱工业这条主线：
我国氯碱工业发展简介氯碱工业产品的综合利用我国氯碱工业存在的主要问题我国氯碱行业“入世”后的对策的研讨，能体现化学与社会的密切关系，体现时代的特征，让学生了解大型企业与国家经济发展的关系，从而使学生学会关注社会。
通过对新建氯碱厂厂址方案的选定和对设计方案的综合评价，培养学生的创新精神和实践能力，体现了可持续发展的思想。
4、采用小组合作学习方式教学取得了较满意的效果。
首先在小组合作学习中，每个人都有机会发表自己的观点、看法，倾听他人意见，学生的主体性得到体现。
参与意识、综合分析问题的能力、人际交流和信息交流能力得到提高，师生互动、生生互动产生较强的求知欲望。
学习中学生意识到个人目标与小组目标之间是相互依赖的关系，同时分工明确，责任到人，集体性与个体性得到统一，资源共享，集体主义精神、互帮互助精神得到培养，学生普遍反映有兴趣，参与意识强。
5、教学中还有不少问题可探讨。
（1）化学是一门以实验为基础的学科，用动画模拟实验的效果不理想，还是应完成实验，将实验现象展现给学生，引导他们观察、思考。
（2）对新建氯碱厂厂址方案的选定上，可通过向学生介绍上海氯碱厂厂址不断变迁，分析原因，突出环保思想。
（3）可根据实验结果，从获得的生成物去分析其中哪些微粒发生了怎样的变化，掌握电解饱和食盐水原理，更体现化学教学思想。
（4）由于学生在电脑上完成化学方程式还不熟练，较费时间，可直接写在黑板上或笔记本上，节省时间，使最后方案的讨论时间更充足些。
市二中学王苹
2005年8月
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