2021-2022學(xué)年高中化學(xué)新人教版必修第一冊-第二章-2.1-氯氣的性質(zhì)-教案

第二章海水中的重要元素----鈉和氯第二節(jié)氯及其化合物第1課時氯氣的性質(zhì)【教學(xué)目標】(1)能通過實驗探究氯氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),體會實驗對認識和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用，培養(yǎng)證據(jù)推理意識。(2)能用氧化復(fù)原反響、離子反響的觀點預(yù)測并解釋氯氣的化學(xué)性質(zhì)，并能用化學(xué)方程式正確表達。(3)以氯及其化合物知識的學(xué)習(xí)為線索，建立含氯元素的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，進一步了解研究物質(zhì)的思路和方法。(4)通過含氯物質(zhì)性質(zhì)和用途的學(xué)習(xí)，感受物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系，體會化學(xué)對生活、環(huán)境保護的重要意義，增強社會責任感。(5)了解氯氣的發(fā)現(xiàn)史，學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究精神及勤于鉆研、嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度?！緝?nèi)容分析】氯是一種典型的非金屬元素，具有多種化合價，可以形成食鹽、漂白粉等多種含氯化合物，學(xué)生在日常生活中對這些物質(zhì)比擬熟悉。因此，教材在本節(jié)以學(xué)生不熟悉的氯氣為主線，選擇氯氣的性質(zhì)、用途等內(nèi)容，將含氯化合物穿插在其中進行介紹，讓學(xué)生在重點學(xué)習(xí)氯氣單質(zhì)的過程中，關(guān)注這些含氯元素物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)不同價態(tài)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，形成非金屬及其化合物的研究思路和方法。從氯氣的知識結(jié)構(gòu)來看，重點介紹氯氣的強氧化性，并引導(dǎo)學(xué)生從離子反響、氧化復(fù)原反響的視角對反響的產(chǎn)物進行預(yù)測、探究，表達了宏觀與微觀相結(jié)合的思想，強化證據(jù)推理意識。從內(nèi)容的選取看，重視氯及其化合物的應(yīng)用價值，如氯氣用于自來水消毒，84消毒液、漂白粉是日常生活中重要的消毒劑和漂白劑等，有助于學(xué)生更好地了解化學(xué)知識的應(yīng)用。氯氣有毒又有用的編寫方式，可以使學(xué)生認識到要學(xué)好知識并正確運用，才能讓資源更好地為人類效勞，從而開展社會參與意識，建立社會責任感。本節(jié)教材以氯及其化合物的研究為載體，建構(gòu)了非金屬及其化合物的研究模型，突出了對學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，有利于后續(xù)硫、氮及其化合物的學(xué)習(xí)。.【教學(xué)重點和難點】重點：氯氣的化學(xué)性質(zhì)；氯及其化合物的研究思路和方法的建構(gòu)。難點：氯氣分別與水、氫氧化鈉的反響?！窘虒W(xué)流程】【學(xué)習(xí)任務(wù)一】信息整合，發(fā)現(xiàn)問題【溫故知新】回憶氯原子的結(jié)構(gòu)和存在形式根據(jù)氯的原子結(jié)構(gòu)，并結(jié)合以下材料，答復(fù)以下問題。18世紀70年代，瑞典化學(xué)家舍勒(C.W.Scheele,1742----1786)將軟錳礦(主要成分是MnO2)與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。受當時流行學(xué)說的影響，舍勒未能確認這種氣體。直到1810年，英國化學(xué)家戴維(S.H.Davy，1778----1829)才確認這種氣體是一種新元素組成的單質(zhì)----氯氣?！舅伎寂c討論】1.從材料中，你發(fā)現(xiàn)了氯氣的哪些物理性質(zhì)？2.從氯氣的發(fā)現(xiàn)到氯被確認為一種新的元素，時間長達三十多年，其間經(jīng)歷了數(shù)位科學(xué)家的不懈探索。你從這一史實中得到什么啟示?3.根據(jù)氯的原子結(jié)構(gòu)，預(yù)測氯的化學(xué)性質(zhì)?！敬鸢浮?.氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。2.啟示1:科學(xué)研究需要有可靠的理論作指導(dǎo)，否那么只能浪費時間和精力。啟示2:科學(xué)研究需要以大量事實為依據(jù)。啟示3:科學(xué)研究需要有對科學(xué)的熱愛和奉獻科學(xué)的精神。氯原子的最外電子層上有7個電子，在化學(xué)反響中很容易得到1個電子，使最外電子層到達8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。氯氣可能具有具有強氧化性。【設(shè)計意圖】通過氯氣的發(fā)現(xiàn)史，學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究精神及勤于鉆研、嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】宏觀辨識微觀探析，分析解決問題氯氣能與大多數(shù)金屬化合，生成金屬氯化物。例如，鈉、鐵、銅等都能與氯氣在加熱條件下發(fā)生反響:【思考】初中的時候，我們已經(jīng)知道鐵的常見價態(tài)為+2、+3，而銅的常見價態(tài)為+1、+2，根據(jù)上述反響，你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？氯氣與有變價的金屬反響時，總是生成高價金屬氯化物。氯氣也能與大多數(shù)非金屬單質(zhì)發(fā)生化合反響?！緦嶒?-7】在空氣中點燃氫氣，然后把導(dǎo)管緩慢伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：H2安靜燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口有白霧。解析：產(chǎn)物HCl在空氣中與水蒸氣結(jié)合，呈現(xiàn)霧狀，所以瓶口有白霧?！驹O(shè)計意圖】通過價態(tài)、實驗探究等角度學(xué)習(xí)氯氣與金屬、非金屬單質(zhì)的反響，構(gòu)建非金屬及其化合物的研究思路和方法?！舅伎寂c討論】我們以前學(xué)過的燃燒反響，都是物質(zhì)在氧氣中的燃燒。通過H2在Cl2中的燃燒，你對燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認識?燃燒不一定要有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是氧化復(fù)原反響，所有發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反響都稱為燃燒?！驹u價任務(wù)一】〔教材P47練習(xí)與應(yīng)用2〕2.以下說法中，不正確的選項是()。【答案】C【設(shè)計意圖】通過燃燒反響的重新定義，讓學(xué)生初步了解定義的狹義和廣義。從而養(yǎng)成不應(yīng)拘束于文字，而應(yīng)該從本質(zhì)看問題的科學(xué)態(tài)度。【思考】性質(zhì)決定用途。目前，很多自來水廠用氯氣來殺菌、消毒，我們偶爾聞到的自來水散發(fā)出來的刺激性氣味就是余氯的氣味。Cl2溶于水為什么能殺菌消毒？請用相關(guān)的化學(xué)方程式解析?！蔡崾荆焊鶕?jù)氧化復(fù)原反響原理、質(zhì)量守恒定律及已掌握的Cl2的性質(zhì)預(yù)測Cl2與H2O反響的生成物。〕在常溫下，溶于水中的局部氯氣與水發(fā)生反響:H2O+Cl2=HCl+HClO產(chǎn)物次氯酸(HClO)具有強氧化性，因此，次氯酸能殺死水中的病菌，起到消毒的作用。次氯酸的強氧化性還能使某些染料和有機色素褪色,因此，次氯酸可用作棉、麻和紙張的漂白劑。次氯酸是很弱的酸，只存在于水溶液中。次氯酸不穩(wěn)定，在光照下容易分解放出氧氣。請根據(jù)氧化復(fù)原反響原理、質(zhì)量守恒定律寫出該反響方程式。【科學(xué)技術(shù)社會】驗證次氯酸光照分解產(chǎn)物的數(shù)字化實驗數(shù)字化實驗將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機依次相連，采集實驗過程中各種物理量(如pH、溫度、壓強、電導(dǎo)率等)變化的數(shù)據(jù)并記錄和呈現(xiàn)，通過軟件對數(shù)據(jù)進行分析,獲得實驗結(jié)論。也就是說，數(shù)字化實驗是利用傳感器和信息處理終端進行實驗數(shù)據(jù)的采集與分析。驗證次氯酸光照分解的產(chǎn)物可以設(shè)計成數(shù)字化實驗。實驗步驟如下:(1)將pH傳感器、氯離子傳感器、氧氣傳感器分別與數(shù)據(jù)采集器、計算機連接;(2)將三種傳感器分別插入盛有氯水的廣口瓶中;(3)用強光照射氯水，同時開始采集數(shù)據(jù)?！驹O(shè)計意圖】介紹化學(xué)在科研上的成就，提高學(xué)生的社會責任感。通過實驗圖像的解讀，初步掌握圖形閱讀的最根本方法〔坐標的意義〕?！舅伎寂c討論1】近年來有科學(xué)家提出，使用氯氣對自來水消毒時，氯氣會與水中的有機物發(fā)生反響，生成的有機氯化物可能對人體有害。所以，國家規(guī)定了飲用水中余氯含量的標準;而且已開始使用新的自來水消毒劑，如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。從中你能得到什么啟示？啟示1:要一分為二地看待物質(zhì)，正確認識物質(zhì)的性質(zhì)，合理使用物質(zhì)。啟示2:化學(xué)研究的方向之一就是根據(jù)需要發(fā)現(xiàn)、合成并使用新物質(zhì)?！舅伎寂c討論2】你知道如何用自來水養(yǎng)金魚嗎?首先,用容器取適量的自來水,將其放置在陽光照射的地方兩天(三天更好),再將其倒進魚缸里面。這是因為自來水為了適合人類飲用,都經(jīng)過了處理,其中含有氯氣,此氣體對于金魚的生長不利,時間久了很容易造成金魚死亡。將其放置在陽光照射的地方,是因為在陽光照射下,可以使得有毒物質(zhì)減少,從而使得金魚慢慢適應(yīng)新的水源。①自來水用氯氣來消毒,說明氯氣具有哪些方面的性質(zhì)?②自來水曬過一段時間后,可以減少水中的有毒物質(zhì),發(fā)生了哪些化學(xué)反響?【答案】①自來水用氯氣來消毒,說明氯氣具有強氧化性。②氯氣對自來水消毒后,含有少量氯氣和次氯酸。經(jīng)過陽光照射后,發(fā)生的化學(xué)反響有2HClO2HCl+O2↑?！驹O(shè)計意圖】通過對社會熱點問題以及化學(xué)生活問題的討論，提升應(yīng)用化學(xué)知識解決生活問題的能力，落實科學(xué)態(tài)度與社會責任?！舅伎肌恳韵聢D為市面上常用的漂白劑，為什么不直接用次氯酸作漂白劑？氯氣在水中的溶解度不大，而且生成的HClO不穩(wěn)定，難以保存，使用起來很不方便，效果也不理想。次氯酸鹽比次氯酸的穩(wěn)定性強很多。比方NaClO雖然也會分解，但它的水溶液在低溫下存放三年才分解一半左右，比HClO穩(wěn)定得多。次氯酸鹽可以在溶液中轉(zhuǎn)化為次氯酸，從而具有一定的漂白和消毒能力，所以漂白液、漂白粉、漂粉精都是常用的消毒劑和漂白劑。漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、紙張的漂白劑，又可用作游泳池等場所的消毒劑?！舅伎肌咳绾沃频么温人猁}？在常溫下，將Cl2通人NaOH溶液中，可以得到以NaClO為有效成分的漂白液。根據(jù)氯氣與水的反響，寫出氯氣與氫氧化鈉溶液反響的化學(xué)方程式，并改寫為離子方程式。根據(jù)上面的反響，寫出氯氣與氫氧化鈣溶液反響的方程式將氯氣通入冷的石灰乳中會得到以次氯酸鈣為有效成分的漂白粉。如果氯氣與氫氧化鈣充分反響使次氯酸鈣成為主要成分，就得到了漂粉精【思考】次氯酸鹽如何轉(zhuǎn)化為次氯酸?

【知識拓展】漂白粉和漂白液的漂白原理

【思考與交流】怎樣保存漂白粉？

密封保存?！驹O(shè)計意圖】通過含氯物質(zhì)性質(zhì)和用途的學(xué)習(xí)，感受物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系，體會化學(xué)對生活、環(huán)境保護的重要意義，增強社會責任感。【知識拓展】

上述反響使用的是強酸〔相對強的酸〕制取弱酸的原理。

通過方程式可得出結(jié)論：H2CO3>HClO〔酸性〕【思考】該原理我們是否在其他方面應(yīng)用過？

利用碳酸鈣和稀鹽酸反響制取二氧化碳?！驹O(shè)計意圖】通過反響原理的介紹，落實科學(xué)觀。【小結(jié)】氯氣的用途：

1.用于自來水的殺菌、消毒；

2.制取漂白粉、漂白液、消毒液等；

3.工業(yè)制鹽酸?！菊n堂小結(jié)】

【評價任務(wù)二】〔教材P47第1題〕1.以下生活中的物質(zhì)與其有效成分的化學(xué)式、用途的對應(yīng)關(guān)系中，不正確的選項是()。

【答案】B【評價任務(wù)三】含氯物質(zhì)在生活中有廣泛的應(yīng)用。課后請查閱資料了解含氯物質(zhì)的用途。

消毒/漂白液：NaClO

漂白粉：Ca(ClO)2

消毒洗衣粉：NaClO

清潔劑：HCl

合成纖維：氯綸耐強酸強堿，不燃燒。工作服、濾布、平安帳篷、地毯

聚氯乙烯：PVC56-58%。塑料薄膜、雨衣、玩具、拖鞋、窗簾

合成殺蟲劑：六六六、敵百蟲、樂果、賽力散、DDT

【評價任務(wù)四】〔教材P48第8題〕

8.氯氣用途廣泛，是一種重要的化工原料，因此氯氣的發(fā)現(xiàn)具有重要的意義。但是，在第一次世界大戰(zhàn)期間，氯氣被用來制作毒氣彈，使受害者的身體遭受嚴重傷害?？茖W(xué)家是否應(yīng)進行類似氯氣這類有可能被錯誤利用的物質(zhì)的研究?請談?wù)勀愕目捶ā?/p>

應(yīng)該進行研究，因為氯氣有廣泛的用途。但是要正確認識這類物質(zhì)，防止人類受到傷害。

【設(shè)計意圖】強調(diào)氯氣有毒又有用，可以使學(xué)生認識到要學(xué)好知識并正確運用，才能讓資源更好地為人類效勞，從而開展社會參與意識，建立社會責任感。一、實驗[實驗2-7]盛氯氣的集氣瓶要枯燥。瓶中的氯氣要濃。為了防止氯氣逸散，可在集氣瓶口涂一點凡士林，使玻璃片與瓶口更密合。因為這是第一個關(guān)于氯氣性質(zhì)的實驗，實驗時要提醒學(xué)生注意觀察氯氣的顏色(黃綠色)，并注意氫氣在空氣里燃燒與在氯氣里燃燒火焰的顏色是不同的。實驗前務(wù)必要檢驗H2的純度，在確保H2純潔的前提下完本錢實驗。二、思考與討論[思考與討論1]從氯氣的發(fā)現(xiàn)到氯被確認為一種新的元素，時間長達三十多年，其間經(jīng)歷了數(shù)位科學(xué)家的不懈探索。你從這一史實中得到什么啟示?啟示1:科學(xué)研究需要有可靠的理論作指導(dǎo)，否那么只能浪費時間和精力。啟示2:科學(xué)研究需要以大量事實為依據(jù)。啟示3:科學(xué)研究需要有對科學(xué)的熱愛和奉獻科學(xué)的精神。[思考與討論2]我們以前學(xué)過的燃燒反響，都是物質(zhì)在氧氣中的燃燒。通過H2在Cl2中的燃燒，你對燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認識?提示:燃燒不一定要有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是氧化復(fù)原反響，所有發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反響都稱為燃燒。[思考與討論3]近年來有科學(xué)家提出，使用氯氣對自來水消毒時，氯氣會與水中的有機物發(fā)生反響，生成的有機氯化物可能對人體有害。所以，國家規(guī)定了飲用水中余氯含量的標準;而且已開始使用新的自來水消毒劑，如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。從中你能得到什么啟示？啟示1:要一分為二地看待物質(zhì)，正確認識物質(zhì)的性質(zhì)，合理使用物質(zhì)。啟示2:化學(xué)研究的方向之一就是根據(jù)需要發(fā)現(xiàn)、合成并使用新物質(zhì)。三、科學(xué)·技術(shù)·社會驗證次氯酸光照分解產(chǎn)物的數(shù)字化實驗數(shù)字化實驗將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機依次相連，采集實驗過程中各種物理量(如pH、溫度、壓強、電導(dǎo)率等)變化的數(shù)據(jù)并記錄和呈現(xiàn)，通過軟件對數(shù)據(jù)進行分析,獲得實驗結(jié)論。也就是說，數(shù)字化實驗是利用傳感器和信息處理終端進行實驗數(shù)據(jù)的采集與分析。驗證次氯酸光照分解的產(chǎn)物可以設(shè)計成數(shù)字化實驗。實驗步驟如下:(1)將pH傳感器、氯離子傳感器、氧氣傳感器分別與數(shù)據(jù)采集器、計算機連接;(2)將三種傳感器分別插入盛有氯水的廣口瓶中;(3)用強光照射氯水，同時開始采集數(shù)據(jù)。此實驗可以測定光照過程中氯水的pH、氯水中氯離子的濃度、廣口瓶中氧氣的體積分數(shù)這三者的變化，并通過計算機的數(shù)據(jù)處理功能將這些變化顯示在計算機屏.幕上(如圖2-16)。通過對數(shù)據(jù)進行分析，最終可驗證次氯酸光照分解的產(chǎn)物。四、課后練習(xí)〔教材P47~48〕1.以下生活中的物質(zhì)與其有效成分的化學(xué)式、用途的對應(yīng)關(guān)系中，不正確的選項是()。

2.以下說法中，不正確的選項是()。5.NaCl是一種化工原料，可以制備多種物質(zhì)，如以下圖所示。請根據(jù)以上轉(zhuǎn)化關(guān)系填寫以下空白。(1)氯化鈉溶液通電后，發(fā)生反響的離子方程式為_________________________________。氫氣在氯氣中燃燒的現(xiàn)象是_________________________________________________。(2)Cl2與Ca(OH)2反響的化學(xué)方程式為_________________________________________；從氧化劑和復(fù)原劑的角度分析，該反響中Cl2的作用是_______________。6.請答復(fù)以下問題。(1)氯氣可用于自來水的殺菌、消毒。請用化學(xué)方程式和簡要的文字說明理由。(2)漂白粉或漂粉精中的Ca(ClO)2能與空氣中的CO2和水蒸氣發(fā)生如下