复习课件 | 造纸中的化学

环节一：废液成分分析

【导语】中国是一个拥有五千年悠久历史文化的文明古国，四大发明促进了人类文明的进步与社会的发展。今天老师就带着大家一起探秘四大发明之一——造纸中的化学。在明代宋应星所著的《天工开物》中，就已经详细记载了古法造纸的工序，人们将采集好的树皮进行浸泡、蒸煮、抄纸、烘干，最终得到了纸张。［2］

【情境】古法造纸视频

图2 古法造纸流程

【问题1】通过视频，可以获知造纸原料的主要成分是什么？加入的蒸煮试剂是什么？

【学生】造纸原料的主要成分是纤维素；加入的蒸煮试剂是石灰乳。

【资料卡1】造纸原料主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，蒸煮过程加入碱性物质主要目的是腐蚀、溶解木质素。［3］

【资料卡2】蒸煮试剂碱性强弱与纸张质量、蒸煮时间关系；石灰法制浆的缺点。

【讲述】因此现代造纸对蒸煮试剂进行了改良，使用碱性更强的NaOH。

【资料卡3】加NaOH溶液蒸煮后的废液，主要成分是NaOH和木质素，木质素是有机物。

【问题2】如何证明蒸煮后的废液Ⅰ中有NaOH？

【学生】可以使用酸碱指示剂；可以向废液Ⅰ中加入硫酸铜溶液，若产生蓝色沉淀即可证明；可以向废液Ⅰ中加入硫酸铵溶液混合加热，若产生刺激性气味气体即可证明。

【归纳】碱的化学性质。

【问题3】碱具有这些通性的原因是什么？

【学生】溶液中具有大量OH-。

【过渡】工业上处理该废液一般采取先蒸发浓缩，然后对其中的木质素进行燃烧处理。

【问题4】木质素燃烧会产生什么？由此推测燃烧处理后的废液Ⅱ的主要成分可能是什么？作出合理猜想。

【学生】木质素燃烧生成CO2，与NaOH溶液反应生成Na2CO3，因此废液Ⅱ的成分猜想：①NaOH、Na2CO3；

②Na2CO3。

【活动】设计实验证明猜想。

【学生】先加过量的氯化钙溶液，将产生的白色沉淀过滤掉，再向过滤液中加入无色酚酞试液。若溶液变红，则猜想①成立；若溶液不变色，则猜想②成立。

【追问】还有其他的实验方法吗？

【学生】也可以先加无色酚酞试液，再加过量的氯化钙溶液。

【问题5】如何判断氯化钙溶液加过量？

【学生】向过滤液中加碳酸钠溶液，若产生白色沉淀，则氯化钙溶液过量。

【追问】是否有其他方法？

【学生】向过滤液中继续加入氯化钙溶液，若不产生白色沉淀，则氯化钙溶液过量。

【实验】验证实验盒中模拟废液Ⅱ的成分（分组实验后小组代表描述实验现象和结论）。

设计意图：学生对造纸术有一些简单了解，但是不清楚造纸中所包含的化学相关学科知识。以古法造纸的流程图引入，让学生对造纸工序有个大概了解，激发学生的学习兴趣，引发学生的学习欲望。通过对古法造纸和现代造纸中蒸煮试剂的讲述，复习了常见的两种碱。让学生设计实验方案证明蒸煮后的废液Ⅰ中含有NaOH，复习了碱的通性。对废液Ⅰ蒸发浓缩得到废液Ⅱ，进一步让学生猜想废液Ⅱ的成分，从自主设计实验方案并进行实验验证，帮助学生复习科学探究的一般步骤，培养学生科学探究的能力与思维，并通过该流程复习了氢氧化钠部分变质和全部变质的检验方法；在学生说出实验方案后，进一步提问如何判断氯化钙过量，因为在平时上课的讲解中我们只是强调了过量，但是学生并没有意识到底什么时候就是过量的，这里就进一步复习了钙离子的一个特征检验方法。