●目標(biāo)
1.使學(xué)生掌握氯氣的化學(xué)性質(zhì)及在實(shí)驗(yàn)室中制取氯氣的基本原理和方法。
2.使學(xué)生掌握氯離子的檢驗(yàn)方法。
3.使學(xué)生了解氯氣的物理性質(zhì)和用途。
4.通過引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問題的能力。
5.培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。
●重點(diǎn)
1.氯氣的化學(xué)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)室制法。
2.氯離子的性質(zhì)。
●教學(xué)難點(diǎn)
氯氣的化學(xué)性質(zhì)。
●教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)探索、啟發(fā)、引導(dǎo)、比較、講解等。
●課時(shí)安排
第一課時(shí):氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法及氯氣的化學(xué)性質(zhì)(與水、堿的反應(yīng))。
第二課時(shí):氯氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)(與金屬、非金屬單質(zhì)的反應(yīng),氯離子的檢驗(yàn))。
●教具準(zhǔn)備
第一課時(shí):電腦、投影儀、氯氣制取裝置一套(含凈化裝置和試劑)、集氣瓶、玻璃片、大燒杯、NaOH溶液、水、紅紙、兩瓶氯氣。
第二課時(shí):投影儀、集滿氯氣的集氣瓶、酒精燈、火柴、坩堝鉗、尖嘴彎管、制氯氣的裝置一套、銅絲、鎂條、鋅粒、稀硫酸、氯化鈉溶液、稀鹽酸、氯化鉀溶液、硝酸銀溶液、碳酸鈉溶液。
●教學(xué)過程
★第一課時(shí)
[引言]前面我們學(xué)習(xí)了堿金屬元素的有關(guān)知識(shí),知道堿金屬是幾種在原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)上都具有一定相似性的金屬元素,本章,我們來學(xué)習(xí)幾種在原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)上都具有一定相似性的非金屬元素——鹵素,它們包括氟、氯、溴、碘、砹五種元素。
[板書]第四章 鹵 素
[講解]在鹵素形成的單質(zhì)中,最主要的是18世紀(jì)70年代的瑞典化學(xué)家舍勒首先發(fā)現(xiàn)并制得的氯氣。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法和它的一些化學(xué)性質(zhì)。
[板書]第一節(jié) 氯 氣(第一課時(shí))
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
[問]根據(jù)我們以前學(xué)過的制取氣體的實(shí)驗(yàn)問答,一套完整的制取氣體裝置應(yīng)包括哪幾個(gè)環(huán)節(jié)?
[生]包括氣體發(fā)生、氣體凈化、氣體收集、尾氣吸收四個(gè)環(huán)節(jié)。
[師]回答得很好!現(xiàn)在,就請(qǐng)大學(xué)以以上四個(gè)環(huán)節(jié)為依據(jù),結(jié)合有關(guān)信息,來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的裝置。
[投影]已知氯氣是一種有毒的、密度比空氣大的黃綠色氣體。能溶于水(常溫下,1體積的水約能溶解兩體積的Cl2),并能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)室制氯氣的反應(yīng)方程式如下:
MnO2+4HCl(濃)====MnCl2+Cl2↑+2H2O
可供選擇的試劑:濃鹽酸、二氧化錳、水、NaOH溶液、濃H2SO4、飽和食鹽水。
儀器:燒瓶、帶分液漏斗及導(dǎo)管的雙孔橡皮塞、橡皮管、洗氣瓶(兩個(gè))、集氣瓶、燒杯、石棉網(wǎng)、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、酒精燈
[學(xué)生思考,教師板書]
1.實(shí)驗(yàn)原理:MnO2+4HCl(濃)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O;
2.Cl2中可能含有的雜質(zhì);
3.除雜試劑;
4.收集方法:
5.尾氣吸收試劑;
[師]請(qǐng)大家根據(jù)剛才的思考結(jié)果回答,Cl2中可能含有的雜質(zhì)是什么?并說出推斷的依據(jù)。
[生]可能有HCl氣體和水蒸氣。因反應(yīng)物中的濃鹽酸有揮發(fā)性,故可能有HCl;反應(yīng)體系中有水,且反應(yīng)在加熱的條件下進(jìn)行,故可能有水蒸氣。
[板書]HCl、H2O(g)
[問]水蒸氣應(yīng)該選什么試劑除去?
[生]濃H2SO4
[講解]對(duì)于Cl2中含有的HCl氣體,我們常用排飽和食鹽水的方法除去。這是因?yàn)镠Cl氣體極易溶于水,而Cl2在飽和食鹽水中的溶解度較小之故。
[板書]飽和食鹽水、濃H2SO4
[問]實(shí)驗(yàn)室收集Cl2應(yīng)用什么方法?
[生]向上排空氣法!
[板書]向上排空氣法
[問]那么,用什么試劑來吸收有毒的尾氣呢?
[生]用NaOH溶液
[板書]NaOH液
[把信息中提供儀器在“電腦實(shí)驗(yàn)室”中呈現(xiàn)]
[師]好,現(xiàn)在就請(qǐng)一位同學(xué)把以上儀器進(jìn)行有效連結(jié)!
[一學(xué)生用鼠標(biāo)在“電腦實(shí)驗(yàn)室”中進(jìn)行模擬安裝,另兩名學(xué)生在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)際安裝,最終結(jié)果如下圖所示]
[師]下面,我們就按以上設(shè)計(jì)裝置來制取一瓶純凈干燥的氯氣。
[請(qǐng)兩位同學(xué)上臺(tái)來收集]
[過渡]我們剛剛制得的氯氣能和哪些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢?下面,我們就通過實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)氯氣的化學(xué)性質(zhì)。
[板書]二、氯氣的化學(xué)性質(zhì)
[師]請(qǐng)大家仔細(xì)觀察下面的實(shí)驗(yàn):
[演示實(shí)驗(yàn):把一塊紅紙分成兩片,一片直接投入剛剛制得的氯氣中,一片用水潤(rùn)濕后再投入]
[師]敘述你們所看到的現(xiàn)象。
[生]干燥的紅紙條不褪色,濕潤(rùn)的紅紙褪色。
[師]以上現(xiàn)象可說明氯氣與水反應(yīng)生成了能使紅紙褪色即具有漂白性的新物質(zhì)。
[板書]1.氯氣與水的反應(yīng)
[設(shè)問]那么,氯氣與水反應(yīng)生成的新物質(zhì)是什么呢?
[講解]實(shí)驗(yàn)證明,氯氣與水反應(yīng)生成了鹽酸和次氯酸。
[板書]Cl2+H2O====HCl+HClO
[設(shè)問]起漂白作用的到底是鹽酸還是次氯酸呢?
[補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)]把鹽酸滴在干燥的紅紙片上,不褪色。
[講解]由上面的實(shí)驗(yàn)可知,干燥的氯氣與鹽酸都不具有漂白性,則具有漂白作用的一定是次氯酸。
[設(shè)問]次氯酸有哪些重要的性質(zhì)和用途呢?請(qǐng)大家閱讀課本中的有關(guān)內(nèi)容,找出答案。
[學(xué)生活動(dòng)]
[板書](1)HClO的性質(zhì)
[師]請(qǐng)大家敘述次氯酸有哪些性質(zhì)?
[學(xué)生回答、教師板書]
HClO不穩(wěn)定,容易分解放出氧氣。
2HClO====2HCl+O2↑
有強(qiáng)氧化性,可用來漂白、殺菌、消毒。
[講解]次氯酸在光照的條件下,分解加速,它屬于弱酸,在水溶液中僅部分電離:
[板書]HClO H++ClO-
[設(shè)問]Cl2溶于水是否全部和水反應(yīng)?怎樣證明?
[補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)]在上面收集有Cl2的集氣瓶中注入少量水,振蕩,與另一瓶氯氣的顏色相比較,并把所得溶液顏色與純水的顏色相比較(可在瓶后襯一張白紙,現(xiàn)象更明顯)。
[講解]注入水后,集氣瓶中的黃綠色變淺,說明氯氣溶于水。溶液為黃綠色,而Cl-、HClO及ClO-無色,所以說明氯水中含有大量的氯氣分子。由此可知,氯氣溶于水時(shí),僅有少量的氯氣與水發(fā)生了反應(yīng)。
常溫下,1體積的水約溶解2體積的氯氣。
[問]在新制的氯水中,含有哪些粒子。
[學(xué)生思考并回答,教師板書]
(2)新制氯水中所含粒子:
H2O、HClO、Cl2、H+、Cl-、ClO-、OH-
[問]氯水為何要現(xiàn)用現(xiàn)制,并保存在棕色的細(xì)口瓶中?
[生]因氯水中的次氯酸不穩(wěn)定,易分解,而光照時(shí)分解加速,從而使次氯酸分子的數(shù)目大為減少,故氯水要現(xiàn)用現(xiàn)制,并保存在棕色的細(xì)口瓶中。
[過渡]剛才我們制氯氣時(shí),用于吸收尾氣的是NaOH堿溶液,說明Cl2是可與堿反應(yīng)的。
[板書]2.氯氣與堿的反應(yīng)
[補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)]把少量NaOH溶液注入另一瓶盛有氯氣的集氣瓶中,黃綠色全部消失,所得溶液無色。
[講解]Cl2可與NaOH溶液充分反應(yīng),生成可溶于水的NaCl和NaClO。
[板書]Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
[引導(dǎo)學(xué)生從Cl2與H2O的反應(yīng)來理解該反應(yīng)]
[教師]請(qǐng)大家根據(jù)上式,寫出Cl2與Ca(OH)2溶液的反應(yīng)。
[板書]2Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
[講解]上述反應(yīng)就是工業(yè)上生產(chǎn)漂粉精的原理,是通過Cl2與石灰乳作用制成的。其中的有效成分是次氯酸鈣。
思考:次氯酸具有漂白作用,為什么不用HClO直接漂白,而要轉(zhuǎn)換成次氯酸鹽?漂 *** 漂白的原理是什么?請(qǐng)大家看書后回答。
[學(xué)生看書,并回答]
[生]因?yàn)榇温人岵环(wěn)定,而次氯酸鹽較穩(wěn)定,故不用次氯酸直接漂白,而是把它轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的次氯酸鹽,次氯酸鹽可和空氣中的二氧化碳和水蒸氣反應(yīng),生成次氯酸而漂白。
[師]回答得很正確。漂 *** 中的有效成分次氯酸鈣的漂白原理,可用方程式表示如下:
[板書]Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3↓+2HClO
[設(shè)問]上述反應(yīng)說明了H2CO3與HClO的酸性強(qiáng)弱順序如何?Ca(ClO)2能與HCl反應(yīng)嗎?漂 *** 應(yīng)怎樣保存才能不很快失效?
[生]根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理,說明碳酸酸性強(qiáng)于次氯酸,因鹽酸是強(qiáng)酸,故也能與次氯酸鈣反應(yīng);因漂 *** 在潮濕的空氣中,易吸收空氣中的二氧化碳而釋放出次氯酸,次氯酸不穩(wěn)定,容易分解而使漂 *** 失效,故漂 *** 應(yīng)密閉保存,并置于陰涼、干燥處。
[師]請(qǐng)同學(xué)們寫出鹽酸與次氯酸鈣反應(yīng)的方程式。
[請(qǐng)一位同學(xué)上黑板來寫]
[學(xué)生板書]Ca(ClO)2+2HCl====CaCl2+2HClO
[小結(jié)]本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法和氯氣與水、堿的反應(yīng)。
[投影]課后思考題:
1.實(shí)驗(yàn)室制Cl2為何不用Ca(OH)2溶液來吸收尾氣?
2.用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)Cl2時(shí),為何試紙的顏色先變紅,后變白?
[答案]1.因Ca(OH)2在水中的溶解度很小,所得溶液極稀,不能保證尾氣被充分吸收。
2.Cl2與H2O發(fā)生反應(yīng),有鹽酸和HClO生成,變紅是因?yàn)樯伤岬乃嵝,變白是緣于HClO的漂白性。
[布置作業(yè)]習(xí)題:一、2. 二、3. 5. 七、1.
[參考練習(xí)]
1.在空氣中能穩(wěn)定存在的物質(zhì)是( )
A.石灰水 B.氯水 C.次氯酸鈉 D.食鹽水
解析:能與空氣中CO2、O2、H2O反應(yīng)和見光易分解的物質(zhì)在空氣中均不能穩(wěn)定存在。石灰水中的Ca(OH)2能與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3;氯水中的HClO易分解;次氯酸鈉在空氣中發(fā)生反應(yīng):CO2+H2O+2NaClO====Na2CO3+2HClO而變質(zhì)。
答案:D
2.下列關(guān)于氯水的敘述正確的是( )
A.新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子
B.新制的氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后變白
C.光照氯水有氣泡逸出,該氣體是Cl2
D.氯水放置數(shù)天后,pH會(huì)變小。
解析:新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-等粒子,光照氯水發(fā)生反應(yīng)2HClO=====2HCl+O2↑,故A、C項(xiàng)敘述錯(cuò)誤;氯水中的H+可使石蕊變紅,HClO具有漂白性可使石蕊褪色,前者反應(yīng)速率較快,后者反應(yīng)速率較慢,故先變紅后褪色;氯水久置,因弱酸(HClO)分解成強(qiáng)酸(鹽酸)使溶液酸性增強(qiáng)、pH減小。
答案:BD
3.比較次氯酸的漂白作用與活性炭的褪色作用在本質(zhì)上的區(qū)別。
答案:次氯酸具有強(qiáng)氧化性,能將有色物質(zhì)氧化而使其褪色,是化學(xué)變化,漂白后的物質(zhì)一般不恢復(fù)到原色;而活性炭的褪色作用是它的吸附作用引起,因吸附了有色物質(zhì)而褪色,是物理變化過程。
●板書設(shè)計(jì)
第四章 鹵 素
第一節(jié) 氯 氣(第一課時(shí))
一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1.實(shí)驗(yàn)原理:MnO2+4HCl(濃)===== MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.Cl2中可能含有的雜質(zhì):HCl、H2O(g)
3.除雜試劑:飽和食鹽水、濃H2SO4
4.收集方法:向上排空氣法。
5.尾氣吸收試劑:NaOH溶液
二、氯氣的化學(xué)性質(zhì)
1.氯氣與水的反應(yīng):Cl2+H2O====HCl+HClO
(1)HClO的性質(zhì)
HClO不穩(wěn)定,容易分解放出氧氣。
2HClO====2HCl+O2↑
有強(qiáng)氧化性,可用來漂白、殺菌、消毒。
HClO H++ClO-
(2)新制氯水中所含粒子
H2O、HClO、Cl2、H+、Cl-、ClO-、OH-
2.氯氣與堿的反應(yīng)
Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2====Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3↓+2HClO
Ca(ClO)2+2HCl====CaCl2+2HClO
●教學(xué)說明
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