苏教版必修1 专题2第1单元 氯、溴、碘及其化合物（第1课时） 教案.doc

第1单元 氯、溴、碘及其化合物第1课时 氯气的生产原理一、教学目标1、知识与技能：（1）知道海水晒盐的过程。（2）掌握氯气的工业制法和实验室制法。（3）掌握电解饱和食盐水的过程、原理、方法。2、过程与方法：（1）通过观察、分析实验现象，养成观察和分析问题的能力。（2）通过实验的探究，知道实验探究的过程和一般方法，形成化学实验操作的基本技能，知道化学实验是研究和认识化学物质的重要途径。3、情感态度与价值观：（1）通过自主查阅资料，小组讨论汇报，提高资料的检索、汇总能力和表达水平，建立团队合作意识。（2）认识化学发展道路的漫长与艰辛，知道化学是建立在大量实验基础上的。（3）认识海水是人类宝贵的自然资源，建立人与自然友好相处的情感态度。二、课前准备1、学生的学习准备课前查阅相关资料，了解人们如何从海水中获得食盐，使用氯化钠。2、教师的准备搜集相关图片、资料并结合教学设计制作成多媒体课件实验仪器和药品仪器：组装好的电解饱和食盐水的装置（包括铁棒、石墨棒、u形管、电流表、直流电源、导管）、试管若干药品：提前三天取得海水样品、稀hno3、agno3溶液、饱和食盐水、naoh溶液、淀粉碘化钾试纸、酚酞溶液三、教学过程【创设情景，导入新课】多媒体演示播放一段展示浩瀚无边美丽海洋的视频，配合背景音乐大海啊，故乡教师正如歌中所唱的，大海是我们美丽、神秘的故乡，地球上海洋的分布是怎样的呢？展示取出一个地球仪，旋转几圈提问从地球仪上，我们可以看出，地球上大部分都是什么颜色的？学生蓝色的教师是的，地球上大部分都是蓝色的海洋，而在这浩瀚的海洋里究竟蕴藏着什么物质呢？请同学们阅读每千克海水中几种氯化物的含量柱状图，从图中你可以获取哪些信息？多媒体演示每千克海水中几种氯化物的含量学生海水中含nacl、mgcl2、cacl2、kcl，其中nacl含量最高。教师其实海水中不仅含有这几种氯化物，如果从元素的角度去分析，现已发现的110多种元素其中海洋中存在的就有80多种。有些主要存在于海洋中，如溴、碘等。今天我们就先来学习海水中的氯。【合作交流，探究新知】内容一、氯化钠的获取和使用过渡既然海水中含有丰富的nacl，那么能否利用海水来制取食盐nacl呢？板书一、氯化钠的获取和使用教师同学们在课前查阅了相关资料，那么现在就请同学们以小组为单位来交流讨论自己查阅的结果人们是如何从海水中获得nacl和使用nacl的？最后由每个小组委派一名同学做总结陈述。学生交流讨论，汇报结果：一、人类获取食盐的几种方法：从含盐量高的干涸河床或湖床刮下盐结晶块海水晒盐冷冻法膜透析法二、氯化钠在生活中、医疗农业、食品、交通和工业等方面都有重要用途，如教师同学们都找到了很多获取食盐的方法，也了解了氯化钠在生活生产中的多种用途，老师也找了一些获取食盐的方法和氯化钠的应用。多媒体演示 获取食盐的方法和氯化钠的应用内容二、氯气的工业制法教师这都要归功于浩瀚的海洋给我们带来的丰富资源，今天老师就带了一瓶海水到课堂上来，大家应该知道，海水的味道是既带有咸味又带有一点苦味的，这和海水中的成分有关。我们已经知道海水中含有大量氯元素，那么，我们要如何检验海水中存在氯离子呢？学生向海水中滴加用稀hno3酸化了的agno3溶液，如果有白色沉淀产生，说明有氯离子。实验演示展示一瓶海水，取适量海水到试管中，滴加用稀hno3酸化了的agno3溶液，让同学们观察现象。过渡海水中既然有丰富的氯元素，那么我们是否可以从海水中提取氯气呢？氯气在工业上有广泛的用途，而海水资源又是非常丰富的，如果能从海水中制备氯气，那对我们人类来说可是一笔不小的财富。多媒体演示工业制取氯气的方法和离子交换电解槽教师这种电解食盐水的方法工业上称为“氯碱工业”。今天我们就要在课堂上做这个工业上电解饱和食盐水制备氯气过程的模拟实验。板书二、氯气的工业制法电解饱和食盐水实验演示如教材40页电解饱和食盐水的装置图所示组装实验装置（中间加一只电流表）。接通电源。教师接通电源后，同学们观察到了什么现象？学生 电流表指针发生了偏转两个电极上都有气泡产生。问题1：电流表指针发生偏转，说明电路中有电流存在，那么溶液中电流是怎么产生的呢？提示 初中我们学过，闭合回路里导体中的电子定向移动产生电流，但现在，我们的闭合回路是由金属导体和饱和食盐水共同构成的，饱和食盐水是怎样导电的呢？饱和食盐水中存在带电微粒吗？学生可能是氯化钠溶于水后发生电离，溶液中存在自由移动的阴、阳离子，在电场作用下，发生定向移动，溶液中就形成了电流。教师没错。那么饱和食盐水通电后溶液中到底有怎样的变化？溶液中移动的阴、阳离子又是什么呢？问题2：两个电极上都有气泡产生，请同学们大胆猜想，两极上产生的气体可能是什么？学生可能是氢气、氧气、氯气教师要知道两极产生的究竟是什么气体，就需要进行验证，先请两位同学分别从两极收集一试管的气体。阴极的产生气体用向下排空气法取，阳极产生的气体用向上排空气法取。并指导学生正确的实验操作，用拇指堵住试管口。大家观察两种气体有何不同？学生 阳极产生的气体呈黄绿色多媒体演示信息提示：氯气是一种黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味的有毒气体。加压条件下易液化。氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。教师从给出的信息中，我们知道了氯气是一种黄绿色气体，所以显然，阳极产生的气体是氯气。而氯气密度比空气大，这也正是我们用向上排空气法收集氯气的缘故。除此之外，氯气还有一种特殊性质：能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。请这位同学用这张湿润的淀粉碘化钾试纸来验证一下。教师除此之外，我们还可以根据给出的提示中哪个信息来检验它的特殊性？学生氯气有刺激性气味教师没错，氯气是一种有刺激性气味的有毒气体，所以我们在闻其气味的时候要将气体离自己20cm的地方，并用手轻轻将气体往自己的方向扇动教师那么我们如何来验证另一支试管中的气体是氢气还是氧气呢？如果是氢气，我们要如何来验证？请这位同学来自己想办法验证手中试管中气体是不是氢气。学生将试管移近点燃的酒精灯，松开拇指，有轻微爆鸣声。（如果没有，可以提示学生再重新收集一试管气体）教师所以阴极产生气体是氢气。问题3：为什么产生氯气的一极要将产生的气体由导管通入naoh溶液呢？学生刚才提到氯气是一种有毒气体，这个装置可能是为了吸收氯气。教师是的，氯气作为一种有毒气体不仅会伤害人体也会污染空气，为了避免氯气排放到空气中要设计这样的尾气吸收装置，但为什么我们要用naoh溶液来吸收氯气呢？学生 可能是cl2会和naoh发生反应教师没错，cl2和naoh溶液作用生成naclo，除了naclo还生产了什么呢？请同学们试着写一下反应方程式。板书2 、氯气溶于naoh：2naoh+ cl22nacl+naclo+h2o问题4：假如通电时间足够长，溶液中cl全部转化为cl2溢出，此时溶液中存在什么离子?学生 na+教师除了na+ 还存在什么离子？溶液是显电中性的，根据电荷守恒，一定还会有其它阴离子来中和na+ 的正电荷 ，大家推想一下，与na+ 共存的阴离子可能是什么？提示原溶液中含有nacl、h2o，电解产生的是氢气和氯气，那么溶液中最有可能存在的阴离子是什么？学生展开讨论，得出结论：可能是oh教师那么我们用实验来验证这一想法。实验演示关闭电源，打开u形管两端橡皮塞，向两端口溶液中分别滴加12滴酚酞溶液，观察颜色变化。学生阴极一方的溶液变红了。教师我们可以根据这一现象得出结论：电解产生了naoh吗？学生有人说能，有人说不能，只能说明溶液显碱性，各抒己见。教师联系反应之前的原溶液中，只有nacl这一种溶质，所以电解只能产生naoh这一种碱性溶液。根据上述探究过程，我们对电解饱和食盐水的现象做一个整理。多媒体演示实验现象实验结论1u形管的两端产生气泡发生了化学反应两极产生气体2阴极产生的气体靠近酒精灯听到轻微爆鸣声阴极产生了氢气3阳极产生的气体呈黄绿色，使淀粉碘化钾试纸变蓝阳极产生了氯气4溶液加酚酞变红溶液显碱性，生成naoh教师根据上述实验现象和结论，同学们可以自己写出电解氯化钠溶液的反应方程式吗？板书2、电解方程式2nacl+2 h2o 2naoh+h2+cl2阳极产物：cl2阴极产物：h2和naoh教师在书写反应方程式的时候要注意加上通电的条件和气体符号。上述方程就是工业上生产氯气的原理，不过在实际生产中规模要大得多，而且还有很多细节在我们这个简易的模拟装置中都没有考虑，大家思考一下，如果工业上使用这样的装置制备氯气存在怎样的缺陷？学生 h2和cl2混合会引起爆炸教师没错，所以在实际生产中使用的是离子交换膜电解槽，阳离子交换膜只允许na+通过，而cl、oh 和气体则不能通过，这样既能防止阴极产生的h2和阳极产生的cl2 混合而引起爆炸，也能避免另一个问题的产生：cl2和naoh溶液作用生成naclo而影响烧碱的质量。小结在知道了“氯碱工业”的反应原理与产物之后，我们就不难理解这种工业制氯气的方法为什么要叫做“氯碱工业”了，因为其产物有氯气和烧碱，因此而得名。关于“氯碱工业”的细节，我们在以后的课程中还会细讲，这里就不做过多解释了。内容三、氯气的实验室制法过渡工业上制氯气用的是电解的方法，由此可以得到大量氯气。那么，我们在实验室是如何制得少量氯气的呢？这还要追溯到17世纪，请同学们阅读大屏幕上的化学史话“氯的发现”，从中你能得到哪些信息？多媒体展示舍勒是18世纪中后期欧洲的一位相当出名的科学家，他从少年时代起就在药房当学徒，他迷恋实验室工作，在仪器、设备简陋的实验室里他做了大量的化学实验，涉及内容非常广泛，发明也非常多，他以其短暂而勤奋的一生，对化学做出了突出的贡献，赢得了人们的尊敬。 舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿(二氧化锰)，当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受，但是当他确信自己制得了一种新气体后，他又感到一种由衷的快乐。舍勒制备出氯气以后，把它溶解在水里,发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用；他还发现氯气能与金属或金属氧化物发生化学反应。从1774年舍勒发现氯气以后，到1810年，许多科学家先后对这种气体的性质进行了研究。这期间，氯气一直被当作一种化合物。直到1810年，戴维经过大量实验研究，才确认这种气体是由一种化学元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine，有“绿色的”意思。我国早年的译文将其译作“绿气”，后改为氯气。学生自主阅读，交流讨论 氯气是一种有强烈刺激性气味的黄绿色气体； 氯气水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用； 氯气能与金属或金属氧化物发生化学反应； 1774年舍勒发现了氯气，1810年英国化学家戴维对这种气体的性质进行了详细的研究，才确认它是由氯组成的； 用软锰矿与浓盐酸混合并加热可以制得氯气； 教师同学们都从这段话中提取了很多的信息。瑞典化学家舍勒在研究软锰矿时，把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，意外的发现了这种黄绿色、具有漂白作用的气体，但直到1810年，戴维才通过大量的实验确认了这种气体的组成。从中我们也可以看出，化学发展的道路是缓慢而艰辛的，并且化学研究是建立在大量实验基础上的。此外，同学们还从中得到了一种制备氯气的方法，就是利用mno2软锰矿的主要成分与浓盐酸混合并加热来制得，舍勒的这一无意发现正是后人在实验室用来制取少量氯气的方法，请同学们看书上41页mno2与浓盐酸反应的化学方程式，生成的是mncl2、cl2、h2o。这就是实验室制取氯气的原理。板书三、实验室制氯1、原理：mno2+4hcl(浓)mncl2+cl2+2h2o教师在方程式的书写时要主要浓盐酸要写明“浓”，氯气的气体生成符号和加热符号不能漏。接下来我们就来看看这个实验室制取氯气方法的具体过程。多媒体展示用浓盐酸和二氧化锰反应制备氯气的实验演示视频教师在实验演示过程中请同学们仔细观察实验的现象，以及实验装置是由哪几部分组成的？每部分的作用分别是什么？多媒体展示 浓盐酸和二氧化锰反应制备氯气实验装置图提问请同学们回忆在初中是否出现过类似装置？学生制取h2和co2的装置教师有同学们说这个装置与制取h2和co2的装置类似，能说出它们类似之处在哪里吗？学生气体发生装置类似，都是液体滴加到固体中教师没错，这个反应与同学们熟悉的制取h2和co2的方法一样，都是将液体滴加到固体中，可以用长颈漏斗和烧瓶用橡胶塞连接来实现，但是制取cl2的发生装置和h2、co2的发生装置又有不同之处，是在哪里？学生这个反应需要加热教师用浓盐酸和二氧化锰反应是在加热的条件下进行的，所以这个反应还要添加加热装置酒精灯。反应产生的气体则通过导管连接到集气瓶。这个装置采用的是何种收集方法？为什么呢？学生用的是向上排空气法，因为氯气密度比空气大。教师请同学们仔细观察装置中进气导管在集气瓶的哪个位置？学生导管通入了底部，这是为什么呢？教师同学们对此提出了疑问，为什么在氯气的收集装置中，导管要通入到集气瓶底部？这还是要从氯气密度比空气大这一角度出发进行思考，大家想一想，是不是只有将进口管插入瓶底才可以保证氯气能充满整个集气瓶呢？学生思考后恍然大悟追问那么我们又要如何知道氯气有没有收集满呢？学生这个简单，只要看颜色就行了教师是的，这是一种好办法，氯气是黄绿色气体，我们可以通过观察颜色是否充满集气瓶就可以知道氯气有没有集满了，那除此之外呢?联系刚才电解饱和食盐水的实验中，我们用来检验氯气的方法。学生用淀粉碘化钾试纸！教师对，我们可以用湿润的淀粉碘化钾试纸置于瓶口，如果变蓝，就说明气体已经收集满了。那除了用向上排空气法收集氯气之外，这里再介绍另外一种氯气的收集方法排饱和食盐水法。多媒体展示 用排饱和食盐水的方法收集氯气示意图教师这个收集装置利用的则是氯气能溶于水却微溶于饱和食盐水的性质。学习了氯气的收集方法后，大家要注意将它与h2、co2的收集方法区分开来：h2密度比空气小、不溶于水所以可以采用向下排空气法和排水法；co2密度大于空气、微溶于水所以一般采用向上排空气法。这些气体的收集装置的不同都是根据气体性质的不同而设计的。追问从集气瓶出来我们看到导管还通入了一个盛有naoh溶液的烧杯，这又是为什么呢？我们不是已经收集到想要的气体了吗？刚才在视频观看实验进行过程中，大家看到烧杯中