氯氣的實驗室制法 教學設計

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學習網(wǎng)

 

一、創(chuàng)設情境、導入新課

 

1.投影展示Cl2的用途

 

2.建議學生探討Cl2的制備原理

 

二、學生分組設計探究反應原理

 

1.教師提供可選試劑

 

2.學生根據(jù)實驗設計常規(guī)要求選擇合適試劑

 

三、學生展示方案確定反應原理

 

1.展示學生方案

 

2.確定實驗反應原理

 

3.分析該反應的氧化還原情況并書寫其離子方程式

 

四、分組討論歸納、確定實驗裝置

 

1.回憶初中學到的實驗室制備氣體的原理及裝置

 

2.分析裝置選擇與反應原理及試劑的關(guān)系

 

3.確定實驗室制備Cl2的裝置

 

4.收集裝置的選擇確定

 

5.尾氣的處理

 

五、探討實驗裝置的拓展與創(chuàng)新

 

1.氣體發(fā)生裝置的改進與創(chuàng)新

 

2.氣體收集裝置的改進與創(chuàng)新

 

3.尾氣吸收裝置的改進與創(chuàng)新

 

六、課堂小結(jié)、反饋練習

 

1.再次明確本節(jié)課應掌握的知識

 

2.通過課堂練習進行反饋與鞏固

 

七、課堂評價作業(yè)布置

 

1.兩句話點評學生本節(jié)課的表現(xiàn)

 

2.布置課后作業(yè)

 

教學設計具體內(nèi)容

 

一、教學目標的確定:

 

氯氣是典型的非金屬單質(zhì)。實驗室制取氯氣的實驗是高中階段重要的氣體制備實驗之一,與初中制取氫氣、氧氣、二氧化碳等構(gòu)成了完整的體系。對氯氣制備的學習,將進一步完善學生關(guān)于實驗室制取氣體的思路和方法,為以后學習NH3、C2H4等的制備打下基礎(chǔ),本節(jié)課的內(nèi)容具有承上啟下的功能。因此,本節(jié)的知識與技能目標確定為:

 

1、使學生理解掌握實驗室制備氯氣的原理和方法。

 

2、通過對氯氣制備過程的分析,讓學生領(lǐng)悟?qū)嶒炇抑苽錃怏w的原則方法。

 

在進行實驗探究的過程中,培養(yǎng)了學生的分析能力、操作能力以及用科學的研究方法解決實際問題的能力。

 

通過對氯氣的凈化、尾氣的處理來培養(yǎng)學生的環(huán)保意識、產(chǎn)品質(zhì)量意識。

 

根據(jù)教材的地位、教學大綱的要求,本節(jié)的教學重點是:氯氣的實驗室制法原理及裝置的確定。

 

由于高一學生知識儲備有限,還只是習慣于記憶老師所講的知識,所以本節(jié)的教學難點為:實驗裝置的創(chuàng)新

 

二、學情分析:

 

1、學生已掌握了氯氣的性質(zhì),這就為氯氣的收集、尾氣的處理打下了基礎(chǔ);

 

2、已經(jīng)學過氧氣、氫氣、二氧化碳的制備,有助于學生對氯氣的制取進行探究;

 

3、學生的基礎(chǔ)知識、基本技能不是很扎實,所以在實驗過程中仍需要教師引導。

 

三、教學方法的確定:

 

針對學生的情況,本節(jié)采用的教學方法是:實驗探究和歸納總結(jié),進行開放式教學,在課堂上充分調(diào)動學生的主動性和積極性。

 

四、學習方法的選擇:

 

學習是學生自己進行知識建構(gòu)的過程。本節(jié)由教師指導學生通過動手實驗、分析概括的方法進行學習,在原有知識的基礎(chǔ)上學習新的知識,通過自主學習、探究學習、合作學習,達到發(fā)展思維、提高能力的目的,來培養(yǎng)學生實事求是、勇于探索的創(chuàng)新精神。

 

五、教學媒體的運用:

 

1、教學過程中涉及到大量化學儀器的使用及組裝、改進,這些又都是學生以前學過的,而且在本節(jié)課的要求:只是讓學生會選擇即可,所以用電腦展示既直觀又節(jié)約時間,提高課堂時間利用率。

 

2、氯氣的制備需要在實驗室,對通風條件要求很高,而且氣體有毒,易污染環(huán)境;但是氯氣的實驗室制備又是學生必須掌握的,所以通過投影教師實驗演示錄像。這樣既兼顧了教學效果,又避免了對學生身體的危害和環(huán)境的污染。

 

六、教學過程:

 

(一)   創(chuàng)設情境

 

投影展示Cl2的用途。

 

通過第一節(jié)課的學習同學們已經(jīng)知道了氯元素在自然界中以化合態(tài)存在。上課所用的氯氣是在實驗室中制取的。在實驗室里最常見、最經(jīng)濟的含氯化合物是(鹽酸)和鹽酸鹽(如NaCl)。其中的—1價的Cl轉(zhuǎn)化為Cl2是氧化反應,所以制備Cl2還需使用氧化劑。下面我們大家就先一起來探究實驗室制取氯氣的原理。

 

(課前把學生分成幾個學習小組)提供濃鹽酸、稀鹽酸、NaCl固體、NaCl溶液、二氧化錳等試劑,讓學生自己設計實驗方案,確定反應原理。

 

(二)新課講授:主要歸納出制取原理、實驗裝置等內(nèi)容。

 

學生幾組具有代表性方案

 

 

還原劑

氧化劑

現(xiàn)象

1

NaCl溶液

MnO2

不加熱,無明顯現(xiàn)象

加熱后,也無明顯現(xiàn)象

2

稀HCl

MnO2

不加熱,無明顯現(xiàn)象

加熱后,也無明顯現(xiàn)象

3

 

NaCl固體

MnO2

不加熱,無明顯現(xiàn)象

加熱后,也無明顯現(xiàn)象

4

濃HCl

MnO2

不加熱,反應較慢

加熱后,有黃綠色氣體生成

 

通過實驗學生得出結(jié)論:選擇試劑的時候不僅要考慮Cl-的濃度還要考慮H+的濃度。H+的濃度越大,Cl-的還原性越強,所以實驗室制取Cl2采用了濃HCl和二氧化錳來反應。為了加快反應,還采用了加熱的條件。

     

1.確定原理:MnO2+4HCl(濃)===MnCl2 +Cl2↑+2H2O

 

學生練習:指出該反應中的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物以及鹽酸表現(xiàn)的性質(zhì)并書寫其離子方程式。

 

氧化劑是MnO2,還原劑是濃HCl,氧化產(chǎn)物是Cl2,還原產(chǎn)物是MnCl2,,濃鹽酸在這既表現(xiàn)了還原性又表現(xiàn)了酸性。

 

MnO2+4H++2Cl—(濃)===Mn2++Cl2↑+2H2O

強調(diào):濃鹽酸的“濃”,隨著反應的進行,鹽酸的深度會逐漸減小,當降低到一定深度,反應就不能再進行。

 

練習:投影(用投影儀)

在含4molHCl的濃鹽酸中加入足量MnO2,加熱至反應結(jié)束,在標準狀況下制得氯氣的體積可能為()

A、16.2 L     B、22.4 L        C、 28.6 L            D、33.6 L

 

2.裝置的選擇確定

 

 

 

學生討論:初中學到的實驗室制備氣體的原理及裝置并投影

 

O2:固+固加熱制氣體

 

H2、CO2:固液不加熱制氣體

 

點評:選擇氣體的發(fā)生裝置是依據(jù)制備氣體

 

所用試劑的狀態(tài)和反應條件(加熱與否)

 

投影:制O2、制H2原理及裝置

 

分析:裝置選擇與反應原理及試劑的關(guān)系

 

介紹:⑴制H2簡易裝置分液漏斗與圓底燒瓶的組合

 

⑵分液漏斗與長頸漏斗的不同點:多了個活塞

 

思考:活塞的作用:分液漏斗的下端管口不用伸入液面以下

 

設問:根據(jù)制備Cl2的反應物能否確定制Cl2的裝置?

 

投影:氯氣的發(fā)生裝置

 

 

強調(diào):1、必須墊石棉網(wǎng)使圓底燒瓶均勻受熱

 

2、在解答裝置圖改錯題中注意石棉網(wǎng)的畫法

 

3、分液漏斗在使用中必須注意瓶塞上的凹槽應對準漏斗上的小孔

 

學生考慮學過的收集裝置有哪些?如何確定氣體的收集裝置?

 

依據(jù)氣體密度與空氣的相對大小及在水中的溶解性;密度大于空氣的用向上排空氣法收集,密度小于空氣的用向下排空氣法收集,難溶于水的還可用排水法收集。

 

追憶:用這些方法收集氣體時集氣瓶是如何放置的?試畫出其示意圖。

 

然后學生依據(jù)氯氣的物理性質(zhì)來確定氯氣的收集裝置?

 

因為氯氣的密度大于空氣,且能溶于水;所以用向上排空氣法收集。

 

3、收集裝置的選擇確定

 

 

 

討論:依據(jù)氯氣的物理性質(zhì)來分析該收集方法是否完善。

 

歸納:由于氯氣有毒,不能逸散到空氣中,所以要對以往的向上排空氣法收集裝置進行改進,而且還必須要注意尾氣的處理。

 

投影:展示以往的向上排空氣法收集裝置以及進行改進后的裝置,學生討論并確定收集氯氣時的進氣口與出氣。

 

同時引導學生考慮如何知道氣體收集滿了,當集氣瓶充滿氣體時既便立即停止加熱,還會有多余的氯氣生成,大如何將多余的氯氣處理掉?引如下一問題。

 

4、尾氣吸收裝置

 

投影:尾氣吸收的簡易裝置

 

引導學生討論:選擇合適的尾氣吸收液,比較NaOH溶液與Ca(OH)2溶液:因為Ca(OH)2微溶于水,其水溶液的濃度很小,吸收效果不如NaOH溶液充分。

 

學生書寫吸收原理:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O

 

通過學生思考:如此收集到的氯氣是否是純凈的?可能有什么雜質(zhì)?

 

只要是從水溶液中出來的氣體肯定含有水蒸汽,又因為濃鹽酸具有揮發(fā)性,所以制得的氣體中肯定還會含有氯化氫,要想得到純凈干燥的氯氣就需要除雜。引入下一問題。

 

5、氣體的除雜

 

通過教師講解:氣體除雜常根據(jù)所含雜質(zhì)氣體的性質(zhì),選擇適當?shù)墓腆w或溶液作為

吸收劑。Cl2中混有的HCl可通過飽和食鹽水除去。

 

通過引導學生思考:按照課本上的裝置制得的氯氣是否純凈,可能含有什么雜質(zhì)?

學生根據(jù)濃HCl的性質(zhì)分析后可以得到結(jié)論:含有水和HCl氣體。我們可以用以下裝置和試劑除去。

學生思考進氣口位置和兩個洗氣瓶的連接順序,通過正確的選擇,引導學生進行有序思考。

用投影給完整的裝置及實驗操作步驟。

 

以上是在實驗室中常規(guī)裝置和作法,在高考中對實驗的考查往往源于課本,又要高于課本,多數(shù)考查對實驗裝置進行改進和創(chuàng)新引入環(huán)節(jié)三:實驗裝置的改進與創(chuàng)新。

 

1、發(fā)生裝置:

提出問題:在實驗進行過程中發(fā)生裝置中的濃鹽酸有時不能順利滴下,大家想想原因是什么?

學生討論:可回憶制H2 過程中關(guān)閉活塞后的變化情況。

 

小結(jié):隨著反應的進行,燒瓶內(nèi)生成的氣體越來越多,壓強增大,使分液漏斗內(nèi)的壓強小于燒瓶內(nèi)的壓強,從而使?jié)恹}酸不能順利滴下。

 

追問:若想避免此種情況出現(xiàn),可做如何改進?

 

若學生回答不出,可引導學生去如何消除壓強差。

 

演示實驗:在一裝有水的塑料瓶底扎一小孔,當水不再往下滴時,打開瓶蓋,水便順利滴下。

 

學生回答,老師點評。

 

投影:改進后裝置

 

過渡:投影2、能否用排水法?

 

學生若不能回答,此時就勢引導學生:如果將“水”字改為“液”字呢?

 

可啟發(fā):剛才同學們已經(jīng)分析了氯氣之所以不能用排水法收集的原因是氯氣能溶于水,如果氯氣在某一液體試劑中溶解度特別小,也就是難溶于該種試劑,那能否用排該試劑法收集呢?

 

就勢引出:剛才在除雜時用到的飽和食鹽水就是一種符合要求的試劑,所以也可用排飽和食鹽水來收集氯氣。

 

 

設問:排水法是否只能在水槽中進行?

 

學生討論:

 

投影:瓶口向下排液裝置與瓶口向上排液裝置

 

讓學生討論兩種情況下的進氣口和出液口

 

投影:改進后的排空氣法集氣裝置

 

讓學生分析瓶口向下和向上兩種情況下的進氣口和出氣口

 

3、尾氣吸收

 

尾氣的吸收中怎樣改進吸收效果更好(聯(lián)系生活中實際,比如養(yǎng)金魚用的氣泡發(fā)生裝置)。

 

投影:多孔吸收裝置

 

讓學生討論是否還有其他處理方式。

 

強調(diào):為了避免污染環(huán)境,對于有毒和易燃氣體,無論是氣體制備還是性質(zhì)實驗都必須有尾氣處理裝置。

 

投影:

 

(三)課后小結(jié):1、實驗室制Cl2的原理    

 

2、裝置的選擇及順序:發(fā)生、凈化、收集、尾氣處理

 

(四)反饋練習:利用下圖所示裝收集以下4種氣體(圖中燒瓶位置不得移動):

 

①H2②Cl2③CH4④HCl

 

(1) 若燒瓶是干燥的,由A 口進氣,可收集的氣體有

 

(2) (用數(shù)字表示)______;由B口進氣,可收集的氣體有______

 

(3)若燒瓶充滿水,可收集的氣體有_____,這時氣體由___口進入。

 

 (4)若在燒瓶內(nèi)裝入濃硫酸進行干燥氣體,則可用此裝置的氣體有_

 

_________,這時氣體由_____口進入。

 

(五)課后作業(yè):A、質(zhì)量檢測 64-65頁 基礎(chǔ)練習

 

B、裝置的進一步創(chuàng)新改進

 

 

七、課堂評價

 

1.本人的教學理念是“授之以漁,自主發(fā)展”。本節(jié)課對如何使學生自主的獲取知識,探索知識的形成過程進行了嘗試。師生交流、生生交流得到加強。教學內(nèi)容的設計,既加強了知識的系統(tǒng)性與科學性,又培養(yǎng)了學生的能力,滲透了教育的思想。教學過程的實施符合學生的認知規(guī)律,對學生學習方法的開辟起到了拋磚引玉的作用。

 

2.本人在“裝置的創(chuàng)新改進”環(huán)節(jié),為了突破難點,做了一個隨堂小實驗:在一裝有水的塑料瓶底扎一小孔,當水不再往下滴時,打開瓶蓋,水便順利滴下。此實驗利用學生熟悉的物理知識引導學生去考慮消除壓強差,既激發(fā)了學生興趣又開拓學生的解題思路


本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/74009.html

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