第一节 氯气

1 / 12 第一节 氯气 第一节氯气 教学目标 1.使学生掌握氯气的化学性质及在实验室中制取氯气的基本原理和方法。 2.使学生掌握氯离子的检验方法。 3.使学生了解氯气的物理性质和用途。 4.通过引导学生观察、分析演示实验现象，培养学生观察和分析问题的能力。 5.培养学生设计实验的能力。 教学重点 1.氯气的化学性质及实验室制法。 2.氯离子的性质。 教学难点 氯气的化学性质。 教学方法 实验探索、启发、引导、比较、讲解等。 课时安排 第一课时：氯气的实验室制法及氯气的化学性质 (与水、碱的反应 )。 第二课时：氯气的物理性质、化学性质 (与金属、非金属单质的反应，氯离子的检验 )。 2 / 12 教具准备 第一课时：电脑、投影仪、氯气制取装置一套（含净化装置和试剂）、集气瓶、玻璃片、大烧杯、 NaoH溶液、水、红纸、两瓶氯气。 第二课时：投影仪、集满氯气的集气瓶、酒精灯、火柴、坩埚钳、尖嘴弯管、制氯气的装置一套、铜丝、镁条、锌粒、稀硫酸、氯化钠溶液、稀盐酸、氯化钾溶液、硝酸银溶液、碳酸钠溶液。 教学过程 第一课时 引言前面我们学习了碱金属元素的有关知识，知道碱金属是几种在原子结构和元素性质上都具有一定相似性的金属元素，本章，我们来学习几种在原子结构和元素性质上都具有一定相似性的非金属元素 卤素，它们包括氟、氯、溴、碘、砹五种元素。 板书第四章卤素 讲解在卤素形成的单质中，最主要的是 18世纪 70年代的瑞典化学家舍勒首先发现并制得的氯气。本节课我们就来学习氯气的实验室制 法和它的一些化学性质。 板书第一节氯气（第一课时） 一、氯气的实验室制法 问根据我们以前学过的制取气体的实验问答，一套完整3 / 12 的制取气体装置应包括哪几个环节？ 生包括气体发生、气体净化、气体收集、尾气吸收四个环节。 师回答得很好！现在，就请大学以以上四个环节为依据，结合有关信息，来设计实验室制取氯气的装置。 投影已知氯气是一种有毒的、密度比空气大的黄绿色气体。能溶于水（常温下， 1 体积的水约能溶解两体积的 cl2），并能与 NaoH溶液发 生反应。 实验室制氯气的反应方程式如下： mno2 4Hcl(浓 )=mncl2 cl2 2H2o 可供选择的试剂：浓盐酸、二氧化锰、水、 NaoH 溶液、浓H2So4、饱和食盐水。 仪器：烧瓶、带分液漏斗及导管的双孔橡皮塞、橡皮管、洗气瓶（两个）、集气瓶、烧杯、石棉网、铁架台 (带铁夹 )、酒精灯 学生思考，教师板书 1.实验原理： mno2 4Hcl(浓 )=mncl2 cl2 2H2o； 中可能含有的杂质； 3.除杂试剂； 4.收集方法： 5.尾气吸收试剂； 4 / 12 师请大家根据刚才的思考结果回答， cl2中可能含有的杂质是什么？并说出推断的依据。 生可能有 Hcl气体和水蒸气。因反应物中的浓盐酸有挥发性，故可能有 Hcl；反应体系中有水，且反应在加热的条件下进行，故可能有水蒸气。 板书 Hcl、 H2o(g) 问水蒸气应该选什么试剂除去？ 生浓 H2So4 讲解对于 cl2中含有的 Hcl气体，我们常用排饱和食盐水的方法 除去。这是因为 Hcl气体极易溶于水，而 cl2在饱和食盐水中的溶解度较小之故。 板书饱和食盐水、浓 H2So4 问实验室收集 cl2应用什么方法？ 生向上排空气法！ 板书向上排空气法 问那么，用什么试剂来吸收有毒的尾气呢？ 生用 NaoH溶液 板书 NaoH液 把信息中提供仪器在 “ 电脑实验室 ” 中呈现 师好，现在就请一位同学把以上仪器进行有效连结！ 一学生用鼠标在 “ 电脑实验室 ” 中进行 模拟安装，另两名学生在实验台上进行实际安装，最终结果如下图所示 5 / 12 师下面，我们就按以上设计装置来制取一瓶纯净干燥的氯气。 请两位同学上台来收集 过渡我们刚刚制得的氯气能和哪些物质发生化学反应呢 ?下面，我们就通过实验来认识氯气的化学性质。 板书二、氯气的化学性质 师请大家仔细观察下面的实验： 演示实验：把一块红纸分成两片，一片直接投入刚刚制得的氯气中，一片用水润湿后再投入 师叙述你们所看到的现 象。 生干燥的红纸条不褪色，湿润的红纸褪色。 师以上现象可说明氯气与水反应生成了能使红纸褪色即具有漂白性的新物质。 板书 1.氯气与水的反应 设问那么，氯气与水反应生成的新物质是什么呢？ 讲解实验证明，氯气与水反应生成了盐酸和次氯酸。 板书 cl2 H2o=Hcl Hclo 设问起漂白作用的到底是盐酸还是次氯酸呢？ 补充实验把盐酸滴在干燥的红纸片上，不褪色。 讲解由上面的实验可知， 干燥的氯气与盐酸都不具有漂白性，则具有漂白作用的一定是次氯酸。 6 / 12 设问次氯酸有哪些重要的性质和用途呢 ?请大家阅读课本中的有关内容，找出答案。 学生活动 板书（ 1） Hclo的性质 师请大家叙述次氯酸有哪些性质？ 学生回答、教师板书 光 Hclo不稳定，容易分解放出氧气。 2Hclo=2Hcl o2 有强氧化性，可用来漂白、杀菌、消毒。 讲解次氯酸在光照的条件下，分解加速，它属于弱酸 ，在水溶液中仅部分电离： 板书 HcloH+clo 设问 cl2溶于水是否全部和水反应 ?怎样证明 ? 补充实验在上面收集有 cl2的集气瓶中注入少量水，振荡，与另一瓶氯气的颜色相比较，并把所得溶液颜色与纯水的颜色相比较 (可在瓶后衬一张白纸，现象更明显 )。 讲解注入水后，集气瓶中的黄绿色变浅，说明氯气溶于水。溶液为黄绿色，而 cl、 Hclo及 clo无色，所以说明氯水中含有大量的氯气分子。由此可知，氯气溶于水时，仅有少量的氯气与水发生了反应。 常温 下， 1 体积的水约溶解 2 体积的氯气。 7 / 12 问在新制的氯水中，含有哪些粒子。 学生思考并回答，教师板书 （ 2）新制氯水中所含粒子： H2o、 Hclo、 cl2、 H+、 cl、 clo、 oH 问氯水为何要现用现制，并保存在棕色的细口瓶中？ 生因氯水中的次氯酸不稳定，易分解，而光照时分解加速，从而使次氯酸分子的数目大为减少，故氯水要现用现制，并保存在棕色的细口瓶中。 过渡刚才我们制氯气时，用于吸收尾气的是 NaoH 碱溶液，说明 cl2是可与碱反应的。 板书 2.氯气与碱的反应 补充实验把少量 NaoH 溶液注入另一瓶盛有氯气的集气瓶中，黄绿色全部消失，所得溶液无色。 讲解 cl2可与 NaoH溶液充分反应，生成可溶于水的 Nacl和 Naclo。 板书 cl2 2NaoH=Nacl Naclo H2o 引导学生从 cl2 与 H2o的反应来理解该反应 教师请大家根据上式，写出 cl2 与 ca(oH)2 溶液的反应。 板书 2cl2 2ca(oH)2=cacl2 ca(clo)2 2H2o 讲解上述反应就是工业上生产漂粉精的原理，是通过cl2与石灰乳作用制成的。其中的有效成分是次氯酸钙。 思考：次氯酸具有漂白作用，为什么不用 Hclo 直接漂白，8 / 12 而要转换成次氯酸盐 ?漂白粉漂白的原理是什么 ?请大家看书后回答。 学生看书，并回答 生因为次氯酸不稳定，而次氯酸盐较稳定，故不用次氯酸直接漂白，而是把它转化为较稳定的次氯酸盐，次氯酸盐可和空气中的二氧化碳和水蒸气反应，生成次氯酸而漂白。 师回答得很正确。漂白粉中 的有效成分次氯酸钙的漂白原理，可用方程式表示如下： 板书 ca(clo)2 co2 H2o=caco3 2Hclo 设问上述反应说明了 H2co3 与 Hclo 的酸性强弱顺序如何 ?ca(clo)2能与 Hcl反应吗 ?漂白粉应怎样保存才能不很快失效 ? 生根据强酸制弱酸的原理，说明碳酸酸性强于次氯酸，因盐酸是强酸，故也能与次氯酸钙反应；因漂白粉在潮湿的空气中，易吸收空气中的二氧化碳而释放出次氯酸，次氯酸不稳定，容易分解而使漂白粉失效，故漂白粉应密闭保存，并置于阴凉、干燥处 。 师请同学们写出盐酸与次氯酸钙反应的方程式。 请一位同学上黑板来写 学生板书 ca(clo)2 2Hcl=cacl2 2Hclo 小结本节课我们主要学习了氯气的实验室制法和氯气与水、碱的反应。 9 / 12 投影课后思考题： 1.实验室制 cl2为何不用 ca(oH)2 溶液来吸收尾气 ? 2.用湿润的蓝色石蕊试纸检验 cl2 时，为何试纸的颜色先变红，后变白 ? 答案 1.因 ca(oH)2在水中的溶解度很小，所得溶液极稀，不能 保证尾气被充分吸收。 与 H2o 发生反应，有盐酸和 Hclo 生成，变红是因为生成酸的酸性，变白是缘于 Hclo的漂白性。 布置作业习题：一、 2.二、七、 1. 参考练习 1.在空气中能稳定存在的物质是（） A.石灰水 B.氯水 c.次氯酸钠 D.食盐水 解析：能与空气中 co2、 o2、 H2o 反应和见光易分解的物质在空气中均不能稳定存在。石灰水中的 ca(oH)2能与空气中的 co2反应生成 caco3；氯水中的 Hclo易分解；次氯酸钠在空气中发生反应： co2+H2o+2Naclo=Na2co3+2Hclo 而变质。 答案： D 2.下列关于氯水的叙述正确的是（） A.新制的氯水中只含有 cl2和 H2o 分子 B.新制的氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后变白 c.光照氯水有气泡逸出，该气体是 cl2 10 / 12 D.氯水放置数天后， pH会变小。 光 解析：新制的氯水中含有 H2o、 cl2、 Hclo、 H+、 cl、 clo等粒子，光照氯水发生反应 2Hclo=2Hcl+o2 ，故 A、c 项叙述错误；氯水中的 H+可使石蕊变红， Hclo具有漂白性可使石蕊褪色，前者反应速率较快，后者反应速率较慢，故先变红后褪色；氯水久置，因弱酸 (Hclo)分解成强酸（盐酸）使溶液酸性增强、 pH减小。 答案： BD 3.比较次氯酸的漂白作用与活性炭的褪色作用在本质上的区别。 答案：次氯酸具有强氧化性，能将有色物质氧化而使其褪色，是化学变化，漂白后的物质一般不恢复到原色；而活性炭的褪色作用是它的吸附作用引起，因吸附了有色物质而褪色，是物理变化过程。 板书设计 第四章卤素 第一节氯气（第一课时） 一、氯气的实验室制法 1.实验原理： mno2 4Hcl(浓 )=mncl2 cl2 2H2o 中可能含有的杂质： Hcl、 H2o(g） 11 / 12 3.除杂试剂：饱和食盐水、浓 H2So4 4.收集方法：向上排空气法。 5.尾气吸收试剂： NaoH溶液 二、氯气的化学性质 1.氯气与水的反应： cl2 H2o=Hcl Hclo （ 1） Hclo的性质 光 Hclo不稳定，容易分解放出氧气。 2Hclo=2Hcl o2 有强氧化性，可用来漂白、杀菌、消毒。 HcloH clo （ 2）新制氯水中所含粒子 H2o、 Hclo、 cl2、 H+、 cl、 clo、 oH 2.氯气与碱的反应 cl2 2NaoH=Nacl Naclo H2o 2cl2 2ca(oH)2=ca(clo)2 ca