課題:第二節(jié) 富集在海水中的元素------氯(一)授課班級
課 時
教
學
目
的知識
與
技能1、了解氯元素的存在,初步掌握氯氣的化學性質,并從氯原子結構特點和氯氣跟金屬、非金屬的反應。
2、了解氯氣是一種化學性質非常活潑的非金屬
3、了解氯氣的主要物理性質,掌握氯氣與水、堿反應及相關的生活生產應用。
4、認識燃燒現(xiàn)象的本質。
過程
與
方法1、引導學生自主、合作、探究學習,培養(yǎng)學生的觀察能力、推理能力、總結歸納能力及實驗能力。
2、學習科學家的科學態(tài)度和研究方法。
情感
態(tài)度
價值觀1、運用化學知識在生活中的應用,運用資料卡片------化學史“氯氣在一戰(zhàn)中的使用”引發(fā)學生學習化學的興趣,并且學會從史料中獲取科學知識。
2、培養(yǎng)學生保護環(huán)境的意識并形成勇于創(chuàng)新的品質,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
重 點氯氣的化學性質
難 點氯氣的強氧化性。
知
識
結
構
與
板
書
設
計 第二節(jié) 富集在海水中的元素—氯
氯氣的實驗室制法:MnO2 +4HCl MnCl2 +Cl2 ↑+2H2O
一、活潑的黃綠色氣體---氯氣
1、物理性質:通常情況下,黃綠色、氣體、有劇烈的刺激性氣味、能溶于水、有毒、密度比空氣大;易液化。
2、化學性質
(1)與金屬反應:
2Na+Cl2 2NaCl (產生大量白煙)
Cu+Cl2 CuCl2 2Fe+3Cl2 2FeCl3
(2)與某些非金屬反應
H2+Cl2 2HCl H2+Cl2 2HCl
2P+3Cl2 2PCl3 (在空氣中形成白霧)
2P+5Cl2 2PCl5 (在空氣中形成白煙)
(3)氯氣與水反應:
Cl2+H2O = HClO+HCl(HClO:次氯酸)
2HClO 2HCl+O2↑
(4)與堿液反應:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
漂 *** 漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
次氯酸鹽與強酸反應的離子方程式:ClO? +H+ ==HClO
漂 *** 失效的原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
2HClO 2HCl+O2↑
(5) 與鹽溶液反應:
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl? (溶液由淺綠色變成棕黃色)
2Br? +Cl2==2Cl?+Br2
2I?+Cl2==I2 +2Cl? (可使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{)
3、氯氣的用途:
過程
步驟、內容教學方法、手段、師生活動
[圖片導課]投影海洋圖片,閱讀海洋中的化學資源:海水的成分非常復雜,全球海洋的含鹽量就達5億億噸,還含有大量非常稀有的元素,如金達500萬噸,鈾達42億噸,所以海洋是地球上最大的礦產資源庫。海洋資源的持續(xù)利用是人類生存發(fā)展的重要前提,目前,全世界每年從海洋中提取淡水20多億噸、食鹽5000萬噸、鎂及氧化鎂260多萬噸、溴20萬噸,總產值達6億多美元。
[板書] 第二節(jié) 富集在海水中的元素—氯
[問]請畫出17號氯元素的原子結構示意圖,分析氯元素的非金屬性強弱。
[板書]
[講]容易獲得一個電子,是典型的非金屬,顯非金屬性(強),在自然界以化合物形式存在(NaCl、MgCl2 等,海水中,鹽礦里)。從化合價的角度分析:Cl2中顯零價,還有-1,+1,+3,+5,+7等價。Cl2 處于中間價,既有氧化性,又有還原性,但以氧化性為主。
[問]自然界中有沒有游離態(tài)的氯?如果沒有,人們是怎樣制得氯氣的呢?
[學生活動]閱讀教材P82上的科學史話
[講]1774年舍勒 發(fā)現(xiàn)氯氣,他將這種元素命名為Chlorine,這個名稱來自希臘文,有“綠色”的意思。我國早年譯文將其譯成“綠氣”,后改為氯氣。
[思考與交流]1、從氯氣的發(fā)現(xiàn)到確認為一種新的元素,時間長達三十多年。你從這一史實中得到什么啟示?
啟示1:科學研究需要有正確的理論作指導,錯誤的理論只能浪費時間
和精力。
啟示2:科學研究需要以大量事實為依據(jù),只有大量事實才能推翻錯誤
的理論,建立正確的理論或推動科學理論的發(fā)展。
啟示3:科學研究需要有熱愛科學的思想和奉獻科學的精神。
2、舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣的方法至今還是實驗室制取氯氣的主要方法之一。請寫出舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣的化學反應方程式
[板書] 氯氣的實驗室制法:
MnO2 +4HCl MnCl2 +Cl2 ↑+2H2O
[過]1915年4月22日,德軍在比利時的伊普爾戰(zhàn)役中首次大規(guī)模使用毒氣。當時戰(zhàn)場出現(xiàn)了有利于德軍的風向,德軍打開了早已在前沿陣地屯集的裝滿氯氣的鋼瓶,一人多高的黃綠色煙云被每秒2-3米的微風吹向英法聯(lián)軍陣地。面對撲面而來的刺鼻的怪味,英法守軍一陣大亂,陣線迅速崩潰,部分士兵用濕毛巾捂住嘴巴,甚至有的士兵用自己尿液浸濕的毛巾捂住嘴巴,他們逃往地勢更高的地方,幸免遇難。這次攻擊,英法守軍共中毒15000人,5000多人死亡,德軍亦有數(shù)千人中毒和死亡。這是戰(zhàn)爭史上的第一次化學戰(zhàn),從此,化學戰(zhàn)作為最邪惡的戰(zhàn)爭被寫入了戰(zhàn)爭的史冊.
[問]1、為什么氯氣可作為生化武器?2、為什么要逃往地勢更高的地方呢?3、為什么濕毛巾在一定程度上可以防止氯氣中毒?
[過]帶著這些問題,讓我們一同進入氯氣性質的學習
[板書]一、活潑的黃綠色氣體---氯氣
[展示]一瓶氯氣,讓學生觀察其顏色狀態(tài)。
[引導學生觀察]集氣瓶中氯氣的顏色、狀態(tài)、嗅氣味。
[板書]1、物理性質:通常情況下,黃綠色、氣體、有劇烈的刺激性氣味、能溶于水、有毒、密度比空氣大;易液化。
[強調] 易液化的氣體一般是氣體分子的分子量較大,液態(tài)氯又稱為液氯。聞氣體的方法:見投影:
[講]聞氣體的時候,不管毒性大小如何,均要正確操作,即“用手輕輕 地在瓶口(或試管口)扇動,僅使極少量的氣體飄進鼻孔”
[投]聞氣體:“用手輕輕 地在瓶口(或試管口)扇動,僅使極少量的氣體飄進鼻孔”
[講]干燥的氯氣在常溫下不與鐵反應,且氯易液化,因此大量的氯氣要加壓液化后貯存于鋼瓶中。氯氣能溶于水,但1體積水溶2體積的氯氣,故不能用排水法收集,但可以用排飽和食鹽水收集。另外,氯氣的密度比空氣大,因此要用向上排空氣法收集,但大家要注意的是,氯氣有毒,因此要有尾氣吸收裝置。
[問]1.根據(jù)氯的原子結構,推斷氯氣的化學性質是否活潑,它具有強還原性還是強氧化性?為什么?
最外層有七個電子,易得電子,具有強氧化性。
[問]寫出金屬鈉和氯氣反應的化學方程式,并指出哪個是氧化劑,哪個是還原劑。
[板書]2、化學性質
(1)與金屬反應: 2Na+Cl2 2NaCl (產生大量白煙)
[講]氯氣是一種化學性質很活潑的非金屬單質,它具有強氧化性,能與活潑金屬反應,氯氣能否跟不活潑金屬反應呢?讓我們來研究回答這個問題。
[視頻實驗]用坩堝鉗夾住一束銅絲,灼燒后立刻放入充滿氯氣的集氣瓶里,觀察。然后把少量的水注入集氣瓶里,用玻璃片蓋住瓶口,振蕩,觀察溶液顏色。
[講]銅絲在氯氣中燃燒,產生棕色的煙,溶于水后,溶液呈藍綠色
[板書] Cu+Cl2 CuCl2
[思考]氯氣與鐵反應生成二價鐵還是三價鐵?
[板書] 2Fe+3Cl2 2FeCl3
[投影]實驗現(xiàn)象:劇烈燃燒,生成棕色的煙
[講]Fe時一種變價金屬,當遇到強氧化劑時,它會失去3個電子(Fe3+ ) ;當遇到弱的氧化劑時,它只會失去2個電子(Fe2+ )
[思考]比較一下Cl2與HCl 的氧化性強弱。
[投]Fe+2HCl==FeCl2+H2 ↑,且氧化性HCl>Cl2
[講]Cl2有很強的氧化性,能與多數(shù)金屬反應生成相應的金屬氯化物,尤其要注意的是:它和變價金屬反應時,生成高價的金屬氯化物,如:CuCl2、FeCl3 。大多數(shù)金屬都能在一定條件下與氯氣化合(Pt,Au除外),生成對應的鹽。
[點擊試題]實驗事實證明,在一定條件下,氯氣可跟多種金屬直接化合。寫出氯氣跟下列金屬反應的化學方程式:
1.跟鋁反應: .
2.跟鎂反應:
2Al+3Cl2 2AlCl3 Mg+Cl2 MgCl2
[過渡]氯氣能跟多種金屬直接化合那么氯氣能否跟非金屬反應呢?下面讓我們來做H2在Cl2中燃燒的實驗。
[視頻實驗]在空氣中點燃氫氣然后把導管伸入盛滿氯氣的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象(講解操作要求和注意事項后,由學生動手實驗,觀察、描述現(xiàn)象,并寫出反應的化學方程式。
實驗現(xiàn)象:安靜的燃燒,火焰呈蒼白色,瓶口有白霧產生
若氫氣和氯氣充分混合后,用強光進行照射。
實驗現(xiàn)象:釋放大量的熱,發(fā)生爆炸。
[板書](2)與某些非金屬反應
H2+Cl2 2HCl H2+Cl2 2HCl
[講]純凈的H2在Cl2中燃燒發(fā)出蒼白色火焰,生成HCl氣體,HCl具有刺激性氣味,極易溶于水。HCl的水溶液叫做氫氯酸,亦稱鹽酸。同學們觀察到的白霧就是HCl氣體跟空氣中的水蒸氣結合所形成的鹽酸小液滴(酸霧)。鹽酸是重要的化工原料。
[討論]1.比較Cu在Cl2中燃燒與H2在Cl2中燃燒現(xiàn)象的共同點。2.燃燒是否一定要有O2參加?比較鐵、硫、木炭在O2中燃燒與Cu、H2等在Cl2中燃燒的現(xiàn)象,找出共同特點,并由此推論什么叫燃燒。
[投]①燃燒不一定有氧氣參加,物質并不是只有在氧氣中才可以燃燒。②燃燒的本質是氧化還原反應,所以發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學反應都稱為燃燒。
[點擊試題]實驗證明,在一定條件下,Cl2還可跟P、S、C等非金屬直接化合。試寫出下列反應的化學方程式:
1.P在Cl2(不足量)里燃燒生成PCl3 2.P在Cl2(過量)里燃燒生成PCl5
[板書]2P+3Cl2 2PCl3 (在空氣中形成白霧)
2P+5Cl2 2PCl5 (在空氣中形成白煙)
[討論]金屬、非金屬跟Cl2化合時,氯元素的化合價如何變化?表現(xiàn)了氯氣的什么性質?
[小結]氯氣是一種很活潑的非金屬單質,在化學反應中表現(xiàn)出較強的氧化性。
[交流探討]打開自來水龍頭,會聞到一股刺激性的氣味,你想過什么原因么?
[講]自來水廠用氯氣消毒,刺激性的氣味是余氯的氣味。
[講]氯氣溶解于水,所得的水溶液叫氯水。溶解的部分氯與水反應:
[板書](3)氯氣與水反應:
Cl2+H2O = HClO+HCl(HClO:次氯酸)
[講]次氯酸的重要性質:次氯酸是一種弱酸,次氯酸是一個不穩(wěn)定酸。次氯酸是一種強氧化劑能殺死水里的病菌,自來水常用氯氣殺菌消毒,就是因為氯氣溶于水產生次氯酸,次氯酸起殺菌作用。次氯酸可用作漂白劑,因為它能使染料和有機色質氧化而褪色。
[板書] 2HClO 2HCl+O2↑
[講]次氯酸是弱酸,是一種強氧化劑、殺菌劑、漂白劑。
[投影小結]HClO 的性質:
○1 弱酸性:H2CO3>HClO
○2 不穩(wěn)定性,見光受熱均易分解
○3 強氧化性,具有漂白作用
[實驗4-4、4-5]
[討論]Cl2可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,不能使干燥的有色布條褪色,這個事實說明什么?
[講]起氧化作用的不是氯氣而是次氯酸。
[探究性實驗]氯氣溶于水的這一過程是一個簡單的物理溶解過程,還是一個伴隨有化學變化的過程呢?新制的氯水當中究竟含有哪些微粒?如何證明這些微粒的存在呢?你能通過實驗來說明問題嗎?
藥品(HNO3 酸化的)AgNO3溶液 、紫色石蕊試劑、 紅紙、鎂粉、氯水等
注:氯水使用時不能超過1mL!
[投影結果]
微粒檢驗方法現(xiàn)象
H2O無水硫酸銅變成藍色晶體
Cl2觀察顏色,聞氣味黃綠色、有刺激性氣味
HClO(少量ClO?)紅紙褪色
H+加入CaCO3粉末或者鋅粒有氣體生成
Cl?加入HNO3酸化過的AgNO3溶液有白色沉淀
[思考]液氯與氯水的區(qū)別?新制氯水和久置氯水的區(qū)別?
[投影小結]
液氯新制的氯水久置的氯水
分類純凈物混合物混合物
成份只有Cl2 分子分子:Cl2 、H2O 、HClO
離子:H+、Cl?、ClO?、極少量的OH? 分子:H2O
離子:H+ 、Cl?
性質有氧化性,無酸性和漂白性有酸性、強氧化性,能漂白、殺毒、光照時HClO分解只有酸性,相當于鹽酸溶液
[講]因為HClO 見光易分解,故氯水要放在棕色試劑瓶里。
[講]最初人們直接用氯氣做漂白劑,但因氯氣不穩(wěn)定溶解度小難以保存,使用起來很不方便,,經(jīng)過多年的實驗改進,才有了今天的漂白液、漂 *** 。
[問]請同學們閱讀課本中氯氣與堿反應的有關內容。閱讀后用化學方程式回答下列問題:1.Cl2跟NaOH溶液反應。2.工業(yè)上用Cl2與石灰乳作用制取漂粉精。3.漂粉精為什么具有漂白、消毒作用?
[板書](4)與堿液反應:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
[總結]氯氣與堿反應的規(guī)律:氯氣+堿==次氯酸鹽+氯化物+水
[討論]漂白液、漂 *** 、漂白精有何區(qū)別?
[投影] 漂白液(有效成分:NaClO)、漂 *** (主要成分:Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分Ca(ClO)2))。漂粉精(主要成分和有效成分都是Ca(ClO)2 )。
[講]次氯酸鈉(NaClO)和次氯酸鈣[Ca(ClO)2]具有漂白性,是因為它們會與空氣中的CO2 和水蒸氣反應生成次氯酸。
[板書] 漂 *** 漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
[講]反應利用的是強酸制弱酸的原理,CO2與H2O組成碳酸可以制出比其酸性更弱的次氯酸。
[板書] 次氯酸鹽與強酸反應的離子方程式:ClO? +H+ ==HClO
[問]存放漂粉精時應注意哪些問題?
[講]漂 *** 能與空氣中的H2O和CO2反應并造成失效,故應密封保存。
[板書] 漂 *** 失效的原理:
Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
2HClO 2HCl+O2↑
[講]因為氯氣具有強氧化性,它還可以與一些具有還原性的溶液反應。
[板書] (5) 與鹽溶液反應:
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl? (溶液由淺綠色變成棕黃色)
2Br? +Cl2==2Cl?+Br2
2I?+Cl2==I2 +2Cl? (可使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{)
[講] 用氯氣對飲用水消毒會產生使人致癌的有機氯,世界環(huán)保聯(lián)盟已全面禁止用氯氣對飲用水消毒,建議采用廣譜高效消毒劑二氧化氯(ClO2)。二氧化氯是無色或微黃色透明液體,無懸浮物,是近年來國內外研究開發(fā)的一種新型的廣譜、安全、快速、高效氧化消毒劑,已被聯(lián)合國衛(wèi)生組織(WHO)列為A1級安全消毒劑。廣泛應用于養(yǎng)殖、食品、醫(yī)療衛(wèi)生、飲用水、工業(yè)水處理等領域。在抗“非典”中,因其高效、環(huán)保而成為抗“非典”明星消毒劑。
[板書] 3、氯氣的用途:
[投影小結]○1殺菌消毒
○2 制漂 *** (液)
○3 作制高純硅、鍺和鈦的中間物質
○4 合成塑料、橡膠、農藥、藥品等
[總結]
[自我評價]
1.下列敘述正確的是( B )
A.氯原子和氯離子的化學性質相同。B.氯離子比氯原子多一個電子。
C.氯氣有毒,氯離子也有毒。 D.氯氣和氯離子都呈黃綠色。
2.下列物質見光會分解的是( V )
A.HCl B.Ca(ClO)2 C.HClO D.NaCl
3.用自來水養(yǎng)魚,在將水注入魚缸之前需把水在陽光下曝曬一段時間,目的是( C )
A.增加水中含氧量。 B.利用陽光中紫外線殺菌。
C.使自來水中少量次氯酸分解。 D.通過日照提高水的溫度。
4、如圖所示,A處通入濕潤的Cl2,關閉B閥時,C處的紅布看不到明顯現(xiàn)象,當打開B閥后,C處紅布條逐漸褪色,則D中裝的是( AB )
A.濃H2SO4 B.NaOH溶液
C.H2O D.飽和NaCl溶液
5、漂 *** 在空氣中易失效的原因是( C )
A、CaCl2 易吸收空氣中的水分 B. Ca(ClO)2見光易分解
C. Ca(ClO)2與空氣中的水分和二氧化碳作用,生成HClO
D. Ca(ClO)2易被空氣中的氧氣氧化
教學回顧:
教 案
課題:第二節(jié) 富集在海水中的元素------氯(二)授課班級
課 時
教
學
目
的知識
與
技能1、鞏固氯氣的化學性質,初步掌握Cl?的檢驗方法。
2、了解鹵族元素的性質與氯的相似之處。
過程
與
方法1、引導學生自主學習、合作探究Cl?的檢驗方法,學習科學家研究化學的科學態(tài)度和研究方法。
情感
態(tài)度
價值觀1、培養(yǎng)學生辯證唯物主義的觀點,養(yǎng)成關注化學在生產、生活中的應用的習慣,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
重 點Cl? 的檢驗方法
難 點鹵族元素單質的氧化性
知
識
結
構
與
板
書
設
計二、氯離子(Cl-)的檢驗
Ag+ + Cl- = AgCl↓ 2Ag+ + CO32- = Ag2CO3↓
Ag2CO3+2H+ = 2Ag++CO2↑+H2O
三、成鹽元素—鹵素
1.與金屬反應
2、鹵素單質與非金屬的反應
(1)鹵素單質與H2化合的難易關系:F2 >Cl2>Br2>I2
(2)鹵化氫的穩(wěn)定性關系:HF > HCl > HBr > HI
3、鹵素與水的反應
2F2+2H2O=4HF+O2 (特例)
通式:X2+H2O=HX+HXO(X:Cl、Br、I)
4、鹵素單質間的置換反應
氧化性:Cl2>Br2>I2 還原性:I->Br->Cl-
四、氯氣及氯化氫的實驗室制法
1、實驗原理:4HCl(濃)+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2↑
五、氯化氫
1、物理性質:HCl是一種無色,有刺激性氣味的氣體,密度大于同條件下的空氣,熔沸點較低,極易溶于水
2、HCl制備原理:
H2SO4+NaCl NaHSO4+HCl↑ H2SO4+2NaCl Na2SO4+2HCl↑
教學過程
教學步驟、內容教學方法、手段、師生活動
[復習提問]
1.灼熱的銅絲伸入盛有氯氣的集氣瓶里,有何現(xiàn)象?寫出反應的化學方程式。
2.在空氣中點燃氫氣,然后伸入盛有氯氣的集氣瓶里,有何現(xiàn)象?寫出反應的化學方程式。
3.Fe、S、C在O2中燃燒,以及H2、Cu在Cl2中燃燒,有何共同特點?
[板書]二、氯離子(Cl-)的檢驗
[實驗4-6]檢驗鹽酸、NaCl溶液中的Cl-,并用Na2CO3溶液做對比實驗,并填表。
[強調]先加幾滴硝酸銀溶液,再加幾滴稀硝酸。
[問]為什么檢驗Cl-時,先加幾滴硝酸銀溶液,再加幾滴稀硝酸?
(防止CO32?的干擾)
[練習]寫出上述反應的離子方程式
[板書]Ag+ + Cl- = AgCl↓
2Ag+ + CO32- = Ag2CO3↓
Ag2CO3+2H+ = 2Ag++CO2↑+H2O
[投影小結]檢驗Cl?的方法
(1)在被檢驗的溶液中加入稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,若產生白色沉淀,則被檢液中含有Cl?。
(2)在被檢驗的溶液中滴入AgNO3溶液,若產生白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶,則被檢液中含有Cl?。
[講]氯原子的最外層是7個電子,在化學反應中易得一個電子,成為8電子的穩(wěn)定結構,和氯原子結構相似的元素還有F、Br、I等,統(tǒng)稱為鹵族元素—鹵素。
[板書]三、成鹽元素—鹵素
[講]氟單質是淡黃綠色氣體,氯氣是黃綠色氣體,溴是深紅棕色液體,易揮發(fā),用水封,溴水是橙紅色。碘是紫黑色固體,易升華,碘水是棕黃色,碘遇淀粉變藍色。
[思考與交流]鹵素原子結構有何相似點和不同點?由此推測它們化學性質有何相似性和遞變性?
[投影]
[投影小結]
[問]氯氣可以與金屬反應,那溴和碘哪?請寫出溴與碘和鐵反應的化學方程式
[板書]1.與金屬反應
[講]F2、Cl2、Br2的氧化性強,能把可變化合價的金屬氧化成高價的金屬鹵化物,I2的氧化能力最弱,跟鐵反應只奪取鐵的2個電子,生成FeI2。
[投影]3Br2+2Fe=2FeBr3 I2+Fe=FeI2
[思考與交流]鹵素單質都能與氫氣化合嗎?條件是否相同?
[板書]2、鹵素單質與非金屬的反應
[投影]H2+F2=2HF(黑暗、低溫、劇烈反應發(fā)生爆炸)
H2+CI2=2HCI(光照)
H2+Br2=2HBr(加熱500℃緩慢反應)
H2+I2 2HI(不斷加熱,緩慢進行,同時分解)
[講]氟、氯、溴、碘隨著核電荷數(shù)的增多、原子半徑的增大,它們單質與氫氣反應的劇烈程度逐漸減弱,所生成的氫化物的穩(wěn)定性也逐漸降低。
[板書](1)鹵素單質與H2化合的難易關系:F2 >Cl2>Br2>I2
(2)鹵化氫的穩(wěn)定性關系:HF > HCl > HBr > HI
[思考與交流]仿照氯氣與水反應寫出鹵素單質與水反應方程式。
[投影] 2F2+2H2O=4HF+O2 ↑ Cl2+H2O=HCl+HClO
Br2+H2O=HBr+HBrO I2+H2O=HI+HIO
[講]氟、氯、溴、碘與水反應的劇烈程度隨著核電荷數(shù)的增多、原子半徑的增大而減弱。
[板書]3、鹵素與水的反應
2F2+2H2O=4HF+O2 (特例)
通式:X2+H2O=HX+HXO(X:Cl、Br、I)
[投影] 2NaBr +Cl2 === 2NaCl+Br2 2KI + Cl2 === 2KCl + I2
2KI + Br2 === 2KBr + I2
[思考與交流]根據(jù)上述實驗,排出Cl2、Br2、I2的氧化性強弱順序及Cl-、
Br-、I-的還原性強弱順序
[板書]4、鹵素單質間的置換反應
氧化性:Cl2>Br2>I2 還原性:I->Br->Cl-
[設問]根據(jù)我們以前學過的制取氣體的實驗問答,一套完整的制取氣體裝置應包括哪幾個環(huán)節(jié)?
[回答]包括氣體發(fā)生、氣體凈化、氣體收集、尾氣吸收四個環(huán)節(jié)。
[投影]氣體發(fā)生裝置
(1)適用于固體反應物加熱制氣體,適用于O2、NH3
(2)適用于固體和液體不加熱制備氣體,適用于H2、CO2
(3)適用于固體和液體加熱制備氣體,適用于Cl2、HCl
(4)與(2)相同,啟普發(fā)生器
[投影]氣體凈化裝置
[投影]氣體收集裝置
[投影]尾氣吸收裝置
(1) 適用于吸收溶解速度不很快,溶解度也不很大的氣體用裝置
(2) 適用于若氣體在吸收劑中溶速快且溶解度極大,易倒吸
(3) 適用于少量尾氣可以集于氣球中
(4) 適用于難以吸收的可以點燃處理
[板書]四、氯氣及氯化氫的實驗室制法
[設疑]現(xiàn)在,以以上四個環(huán)節(jié)為依據(jù),結合有關信息,來設計實驗室制取氯氣的裝置。已知:制取氯氣的原理是:
MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O
我們如何選擇發(fā)生氣體的儀器然后裝配成一套氣體發(fā)生器呢?
(注:桌面上擺有燒杯、試管、燒瓶、若干橡皮塞、導管、酒精燈、分液漏斗、長頸漏斗以及夾持儀器等儀器、濃鹽酸、二氧化錳)
[探究]1、不能用長頸漏斗因為長頸漏斗會漏氣,該反應不象啟普發(fā)生器那樣可以隨關隨停,隨用隨開。因為二氧化錳是粉末,反應需要加熱所以不能用啟普發(fā)生器。
2、不能選用燒杯(不容易收集氣體),可以選用試管和燒瓶作為反應容器,燒瓶的容量大,試管容量小但比較方便。
3、由于反應要加熱,所以要選擇酒精燈、鐵圈、石棉網(wǎng)。
4、分液漏斗可以隨時向燒瓶中添加液體,可以 控制反應的進程。
5、需要兩個孔的橡皮塞。
[講解、組裝儀器]氯氣的發(fā)生裝置:裝配該裝置應該從下而上,
[板書]1、實驗原理:4HCl(濃)+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2↑
[投影]資料卡片:
實驗室制氯氣的其它方法:2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
KClO3+6HCl(濃 )=KCl+3H2O+3Cl2 ↑
工業(yè)上制氯氣:電解飽和食鹽水法:2NaCl + 2H2O==2NaOH + Cl2↑ +H2↑
[練習]請用雙線橋法標出電子轉移,并指出氧化劑和還原劑
[設疑]我們知道氯氣是一種有毒的、密度比空氣大的氣體、并且可以溶于水。那么如何收集該氣體呢?
[演示]裝配收集裝置和尾氣發(fā)生裝置,制取一瓶氯氣。
[引導]2、Cl2中可能含有的什么雜質,為什么?
3、除雜試劑; 4、收集方法: 5、尾氣吸收試劑;
[探究]2、可能有HCl氣體和水蒸氣。因反應物中的濃鹽酸有揮發(fā)性,故可能有HCl;反應體系中有水,且反應在加熱的條件下進行,故可能有水蒸氣。
3、可用濃硫酸除去水蒸氣,需要導管洗氣瓶
4、用瓶口向上排空氣集氣法收集。(集氣瓶)
5、NaOH溶液,需要燒杯
[提供儀器]氯氣發(fā)生器,分別裝有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶、裝有NaOH溶液的集氣瓶。
[視頻實驗]按以上設計裝置來制取一瓶純凈干燥的氯氣。
[知識拓展]五、氯化氫
[板書]1、物理性質:HCl是一種無色,有刺激性氣味的氣體,密度大于同條件下的空氣,熔沸點較低,極易溶于水
[講]HCl極易溶于水,可產生噴泉實驗,
[講]噴泉實驗是依據(jù)內外大氣壓強差產生壓力,將水壓入到燒瓶中,產生噴泉實驗現(xiàn)象,只要有壓強差,就會產生噴泉實驗現(xiàn)象。
[講]氯化氫溶于水形成鹽酸,鹽酸是無機強酸,具有酸的通性
[投影小結]酸的通性:
與指示劑反應 與較活潑金屬反應
與金屬氧化物反應 與堿的中和反應
與鹽反應
[板書]2、HCl制備原理:
H2SO4+NaCl NaHSO4+HCl↑
H2SO4+2NaCl Na2SO4+2HCl↑
[問]由以上信息可知,實驗室制備HCl可選用什么樣的裝置呢
[投影]實驗室制備HCl的實驗裝置同制氯氣相似,裝置圖如下:
[自我評價]
1、下列方法可用于制取氯氣的是( )
A、稀鹽酸與二氧化錳共熱 B、將氯酸鉀與濃鹽酸共熱
C、氯化鉀與濃硫酸共熱 D、氯化鉀與濃硫酸、二氧化錳共熱
2、實驗室制取氯氣有如下操作,正確順序是( )
①連好裝置檢查氣密性 ②緩緩加熱 ③加入二氧化錳粉末
④裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸 ⑤將多余氯氣用氫氧化鈉溶液吸收⑥向上排氣收集氯氣
A、① ② ③ ④ ⑤ ⑥ B、③ ④ ② ① ⑥ ⑤
C、① ④ ③ ② ⑥ ⑤ D、① ③ ④ ② ⑥ ⑤
3驗室制取氯氣的試管壁上粘有二氧化錳,除去其可用的試劑是 ( )
A、 蒸餾水 B、氫氧化鉀溶液 C、稀鹽酸 D、熱的濃鹽酸
4、實驗室用下列兩種方法制取氯氣( )
①用含HCl146g的濃鹽酸與MnO2足量的反應
②用87g MnO2與足量的濃HCl反應,則所得的Cl2(同溫同壓下)
A①比②多 B、②比①多
C、一樣多 D、無法比較
教學回顧:
教 案
研究性學習:氯水漂白性的探究授課班級
授課教師
教
學
目
的知識
與
技能1、知道氯水中起漂白作用的成份及其漂白原理。
2、學會簡單的實驗設計方法并鞏固基本實驗操作。
3、培養(yǎng)學生觀察實驗現(xiàn)象的方法和實驗探究能力。
過程
與
方法1、讓學生經(jīng)歷“提出問題-形成猜想-制定方案-動手實驗-分析推理-發(fā)現(xiàn)新問題-分析新問題-解決新問題”的科學探究過程,初步掌握認識科學的基本方法。
2、感受實驗方案設計,實驗條件控制等方法在化學學習和科學研究中的應用
情感
態(tài)度
價值觀1、體驗實驗探究的一般原理和方法,讓學生通過實驗探究獲取知識,從而感受到合作和學習的成就感。
2、認識嚴謹求實的科學態(tài)度在實驗設計中的重要性
3、通過環(huán)保教育培養(yǎng)學生的社會責任感
重 點探究實驗設計方法
難 點HClO漂白原理的實驗設計
課前 準備1、實驗準備
(1)儀器:多媒體投影儀、試管、膠頭滴管、燒杯、紅紙條、
(2)藥品:新制的氯水、稀鹽酸、NaClO溶液、酚酞、氫氧化鈉、四氯化碳萃取劑
2、學生活動準備
開課班級共有56人,每4人一組,共分為14組,以自薦的形式確定一位學生作為組長(職責:組織討論、管理實驗藥品、監(jiān)督實驗操作)、一位學生作為記錄員(職責:記錄討論結果、實驗現(xiàn)象)、一位學生作發(fā)言人(職責:匯報本組的實驗成果和結論)、一位學生作為實驗人員(職責:動手實驗、驗證猜想)
教學過程
環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖
創(chuàng)
設
情
境[引言]生活中我們經(jīng)常遇到一些具有漂白性能的洗滌液,很多時侯,我們都是被他美麗的廣告詞所迷惑,但卻因為不知道其漂白性能如何而不敢輕易使用。那么,我為大家現(xiàn)場演示一下漂白過程。
[演示實驗]將一有色布條浸泡到一黃綠色溶液中,觀察實驗現(xiàn)象。
[問]大家知道我用的這種溶液是什么嗎?
[引題]氯水具有漂白性,能使有色布條褪色,但我們知道氯水是由多重成分構成的,究竟是哪種粒子的作用使氯水具有漂白性呢?這就是我們這節(jié)課的研究主題
[板書]氯水中漂白成份的探究
學生觀察實驗現(xiàn)象,布條褪色
學生猜測:是一種黃綠色的液體,是氯水創(chuàng)設問題情境,激發(fā)學生的求知欲望。
提
出
問
題[問]首先請同學們跟我一起回顧一下新制氯水的成份
[副板書]H+、Cl?、ClO?、極少量的OH?和HClO、H2O、Cl2
[設疑]在這些眾多的粒子中,究竟是哪種粒子起漂白作用呢?我們能否利用現(xiàn)有的知識,輕松排除幾個粒子,為我們的研究縮小范圍呢?
學生回答:在氯水中存在的分子有未溶解的氯氣、未電離的HClO和H2O,存在的離子有H+、Cl?、ClO?、和極少量的OH?,
可以根據(jù)現(xiàn)有知識提到Cl?、H+、H2O不具有漂白性,從舊知識引入,激活學生的學習思維,引入探究主題。
提出假設[師]好,我們知道H+、Cl?、H2O和OH?一定不具有漂白性,那么,我們研究的焦點集中在Cl2、HClO和ClO?上。學生提出假設
提出本節(jié)課的探究主題,引發(fā)思考。
設計實驗方案
[師]下面,請同學們猜想一下這三種粒子中哪種可能具有漂白作用,你能用什么樣的對比實驗來證明你的觀點。
在大家進行實驗設計前,給大家?guī)讞l溫馨提示,我們進行實驗設計要注意幾點
[投影]設計實驗要注意:
現(xiàn)象明顯;可操作性強;
有對比參照性;簡約、環(huán)保
[師]好,下面,請各小組派發(fā)言人發(fā)布你們的實驗設計方案,
將學生提出的實驗方案設計一一列舉并以副板書的形式給出。
學生小組討論,進行實驗設計,
通過學生的發(fā)言與組與組之間的互評,得到最佳的實驗方案
培養(yǎng)學生分析問題、運用已有知識解決實際問題的能力,引導學生根據(jù)假設,設計實驗。
實
驗
探
究
[師]下面,請大家根據(jù)我們剛剛研究得到的最佳方案,進行一下實驗驗證,看看究竟得到什么樣的實驗現(xiàn)象,這種現(xiàn)象又能說明什么?我們最終能得到什么樣的結論。
請大家動手實驗,在這里提示大家注意藥品的使用和實驗的操作規(guī)范。
[師]好,哪位同學愿意匯報你們的實驗現(xiàn)象以及現(xiàn)象分析
學生動手操作,老師給予學生適當?shù)闹笇c幫助
學生匯報實驗現(xiàn)象及由現(xiàn)象分析得出的結論培養(yǎng)學生的實驗觀察能力、操作能力和小組合作學習的能力。
培養(yǎng)學生分析問題的能力
得出結論[問]那最終的實驗結論呢?
[板書]氯水中起漂白作用的成分是HClO 學生回答:氯水中起漂白作用的成分是HClO
再
次
設
疑[設疑]好,我們通過科學探究已經(jīng)證實氯水中起漂白作用的成分是HClO,那么HClO為什么能漂白,其漂白的原理又如何呢?請同學們注意觀察我的演示實驗,記錄實驗現(xiàn)象,并思考出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因又可能是什么嗎?
[演示實驗]在小燒杯中,向滴有酚酞的NaOH溶液中滴加氯水,觀察現(xiàn)象
[師]請同學們思考一下,褪色的原因可能是什么,說出你的觀點和理由。
[師]那么,請同學們針對假設,利用現(xiàn)有條件制定實驗方案驗證你的假設。
學生描述現(xiàn)象
學生提出假設
學生提出對比實驗方案繼續(xù)激發(fā)學生的探究熱情,拓展學生的思維
深
入
探
究[師]好,請同學們根據(jù)實驗方案,動手驗證,看看NaOH中酚酞溶液褪色的原因究竟是什么?
[問]那么,HClO破壞酚酞又是利用HClO的什么性質呢?
[師]HClO是一種強氧化性的酸,它具有漂白性,正是利用它的強氧化性將有機色素的結構破壞,使其褪色,我們將這種漂白性稱之為氧化漂白。氧化漂白不能復原。
[投影練習]干燥的舊報紙,遇到氯氣不褪色,濕潤的舊報紙遇到氯氣不但不褪色,字跡反而更清楚,這是為什么嗎
[師]次氯酸只能使有機有色物質褪色,而不能使無機有色物質褪色。學生動手實驗,通過實驗現(xiàn)象分析原因,并得出結論
學生根據(jù)HClO的基本性質,推測原因
學生根據(jù)這節(jié)課的學習,繼續(xù)思考,培養(yǎng)學生用實驗對比的方法得出結論。
舉一反三,遷移應用
總
結[師]這節(jié)課我們利用了科學探究的方法,研究了氯水中起漂白作用的成分是HClO,同時證實了HClO具有漂白性是因其具有強氧化性的結果。那么,大家課后到市場上做一下調查,看一下市場上常用的含氯的漂白劑成份是否是HClO?請思考原因并完成調查報告。
在今天的學習過程中,我們有哪些收獲呢?你愿意將你的感受與大家共同分享一下嗎?
[小結]通過這節(jié)課的學習我們不僅學習到了知識,還體味了科學研究的艱辛與喜悅,今后的學習中我們還會遇到類似氯水的復雜體系,那時,我們就可以借鑒今天研究的成功與失敗,幫助我們日后的研究學習。
聯(lián)系生活實際,加強知識的應用性。
學生表達內心感受
小結知識與感受,可使三維目標再次得到強化,動靜結合,可使學生感受到收獲的滿足。
作業(yè)完成社會調查
校本作業(yè):第四章第二節(jié) 課時作業(yè)(三)
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