氯气的性质——教案

氯气的性质教案高一化学科组 梁晓红一、 教材分析“氯气的性质”位于高中化学（苏教版）必修1专题2第一单元氯、溴、碘及其化合物的第二节。在初中学生已经接触过氯气，也学习过像H2、CO2等这些气体，初步掌握了学习气体的一些基本方法，而在这节课前也刚学习了“氯碱工业”、“研究物质的试验方法”、“氯气的生产原理”等知识，这些都对学生学习本节课的内容有很大的帮助。本节课是由“氯气的生产原理”引入了氯气，介绍了氯气的物理性质、化学性质（如：与金属的化合、与非金属的化合等等），以及关于氯水的基础知识、漂白粉的漂白原理等，其中涉及到化合、分解等反应类型，还接触了可逆符号，这些既是本节的重点又是难点所在，尤其是关于氯水的知识，学生掌握起来会更困难；与此同时，教材还将氯气、氯水的实际生产应用紧紧的与每一个知识点相扣，引导学生关注社会问题。更重要的是，本节内容是属于元素化合物知识的内容，更是学生第一次接触具体元素化合物知识的学习，而氯元素不仅仅是卤素中最具代表性的元素，也形成了最典型的非金属单质，通过这节课的学习，培养学生用学习 “氯气的性质”的学习方法指导后面溴、碘单质，以及硫、氮等元素及其化合物的学习，也为必修2的“元素周期律”的学习奠定基础；另外，本节课中的反应还涉及到物质的化合价变化，这直接为接下来的“氧化还原反应”的学习打好基础。总体来说，这节课的内容在高中化学中具有十分重要的作用。二、 教学目标知识与技能：1、通过看、闻、做来了解氯气的物理性质； 2、初步掌握氯气的化学性质，如：与金属、非金属的化合；与水的反应等等； 3、了解氯水的成分和性质，以及它的漂白作用，并了解漂白粉的漂白原理和制法； 4、能够在老师的指导下完成或设计简单的探究实验； 5、了解氯气和氯水在生活、生产中的广泛应用。过程与方法：1、通过简单的探究实验，培养学生观察能力、思维能力； 2、通过指导阅读材料，培养学生学会提取和加工信息的方法； 3、通过将氯气与金属等的化合反应与氧气的燃烧反应比较，培养学生比较分析的能力； 4、通过引导学生自行设计简单的实验，培养他们的探究能力和知识迁移能力。情感态度与价值观：1、通过介绍氯气的毒性，引导学生树立正确的安全意识和环保意识； 2、通过介绍氯气在生产生活中的应用，让学生充分感受化学在我们生活中的正面推动作用，激发他们学习化学的兴趣和热情； 3、通过介绍氯气的广泛用途和它的毒性，让学生们明白事物都具有两面性，对学生进行矛盾的对立统一规律的教育； 4、在实验探究中，培养学生一丝不苟，实事求是的科学精神。三、教学方法本节内容多以实验为主，采用多媒体演示，采用实验探究法，多媒体辅助法，启发法等多种教学方法相结合，注重互动，调动学生积极性，激发学生学习兴趣。四、教学重点、难点重点：氯气的物理、化学性质及其在生活中的运用；氯水的成分及其性质；漂白粉的漂白原理。难点：氯水的成分分析、漂白粉的漂白原理。五、教学仪器、药品仪器：多媒体设备、投影仪、石棉网、酒精灯、铁架台（带铁夹）、玻璃棒、烧杯、集气瓶、矿泉水瓶、小试管、表面皿药品：一矿泉水瓶氯气、两集气瓶氯气、若干瓶新制氯水、晒干的玫瑰花瓣、新鲜玫瑰花瓣、金属钠、硝酸银溶液、稀硝酸、碳酸氢钠溶液、品红溶液、PH试纸六、教学过程【板书】氯气的性质【引入新课-PPT1】上节课我们学习了海水中主要元素之一的氯元素，还学习了它的工业制法电解饱和食盐水，以及它的实验室制法二氧化锰与浓盐酸共热法。不过氯气到底是个怎样的物质我们还不是很清楚，那么这节课我们就一步步来好好认识一下氯气，看看它到底有什么样的性质。【板书】一、物理性质【实物展示】 从实验箱中取出一瓶事先收集的氯气置于讲台。【讲述-PPT2】首先，我们从氯气的物理性质开始认识它，这也是我们学习一种物质的一般步骤，以后我们还会学习很多物质，都是从物理性质开始的。那么，同学们对照老师已经列好的性质表格，仔细观察一下氯气，说说你们就通过观察，可以得到它的哪些物理性质。【学生回答】 （配合着学生回答完成相应的PPT2中表格内容）【引导提问】同学们回答了它的颜色和状态，它的气味是怎样的呢？老师先来闻闻看啊，大家要注意我闻的方法。【演示闻气味】将盖着的玻璃片移开一个小口，鼻子凑近瓶口，用手在瓶口轻轻地往鼻子处煽动，一闻到气味就盖上玻璃片勿须再闻。【提问】大家知不知道为什么要这样子闻，为什么不直接凑上去闻？【学生回答】【讲述】真正原因呢，我先不说，待会儿大家就会知道了。【互动】那么，我已经闻过了它的味道，我现在还想请一位同学上来用同样的方法闻闻看，有哪位同学自告奋勇上来？【学生上讲台演示】（老师在一边指导闻的方法）【提问】这位同学可以告诉大家你闻到的氯气是什么味道吗，或者你有什么感觉？【学生回答】【讲解】这位同学说是一种难闻的味道，很刺鼻，跟我的感觉一样，而我们把这样的味道称为“刺激性气味”（同时完成相应的PPT2表格内容），大家还记得在初中接触过的氨气吗，它也是“刺激性气味”的气体。【讲解】我们已经完成了表格的前三项，接下来我们要来看看它的水溶性如何，这个性质可不是光看光猜就行，我们要动手做才知道。下面，我们就一起来用实验探究一下氯气的溶解性如何。在我做实验的时候，同学们要仔细观察现象。【演示实验】取出装满氯气的矿泉水瓶，用针管注入少量水，轻轻振荡，让学生观察。【提问】大家观察之后，哪位同学来说说看现象？【学生回答】【归纳】我们看到注入水后，矿泉水瓶就瘪了，说明瓶内的气体少了，这也证明了氯气是能溶于水的，而且科学证明水与氯气的体积比为1:2（同时完成相应的PPT2表格内容）。【讲述-PPT3】我们已经完成了四项性质，为了能够让大家了解更多关于氯气的信息，我们一起来看一则与氯气有关的报道。【讲解】通过报道中的描述，我们发现刚刚大家得出的关于氯气的物理性质都是正确的，与报道中的描述相符，并且通过其中突出的字眼，比如“中毒、人散到高处”等，我们又可以从中推测出氯气的哪些性质呢？【学生回答】（老师适当引导）【归纳-PPT2】我们从这则报道中读出氯气有毒，而这也是为什么我们刚刚要用手轻轻煽动来闻气味的原因，用手煽动吸入的气体量少，这样对我们人体不会造成什么伤害，若猛地吸入则会中毒，大家要谨记，闻有毒气体就要用这种方法；而且从“将人群往高处疏散”可知，氯气的密度比空气大；而“液氯”就是液态的氯气，也是纯净物，从这一描述我们又可知氯气是容易被液化的（完成相应的PPT2表格内容）。【讲述】到这里我们已经把氯气的物理性质表格都完成了，我们再一起来总结一下呢，大家也一起把学案上的性质表格填写完整。【归纳并板书】黄绿色有刺激性气味的气体，能溶于水，密度比空气大，有毒，易液化【讲述】鉴于氯气以上的物理性质，我们在贮存氯气的时候，都是将其液化后保存在专用钢瓶中，放于干燥通风处，并且一定要有氯气泄漏报警装置。因为氯气一旦没有保存得当而外漏，那么它的毒性就会给人们的生活带来非常多的不便甚至危险，（由PPT2中的“毒性”超链接至PPT4）就如这几张图片所展示的情况一样，不管是人还是植物等其他生物都会中毒而变得不健康，所以我们一定要树立安全意识和环保意识，为了所有的生命健康，我们对待有毒的化学物质千万不能马虎大意。【过渡-PPT5】可能大家刚刚在学习了氯气的物理性质后，会觉得氯气是个可怕危险的物质，会觉得它太毒了所以我们最好不要接触它以免被它毒害！要是大家真这么想的，那我就要为氯气大喊冤枉了。其实，只要我们合理运用，氯气在我们的日常生活和工业生产中的用途是非常广泛的，接下来我就带领大家一起来收集证据为氯气伸冤，而这些证据就要从它的化学性质入手了！【板书】二、化学性质【引入-PPT6】俗话说，一个人的习惯决定他的性格，而对于一种物质来说那就是：结构决定性质。我们要为它伸冤就得了解它有什么样的性质。结合以前学习的原子的电子式，我们一起来写写氯原子的结构，请大家写在你们的学案上，我想请一位同学上黑板写一下。【学生写氯原子的结构】【讲解】（先评讲写的是否规范，再展示PPT6）我们从氯原子的结构可以知道，它的最外层有7个电子，它只要得一个电子就能形成8电子的稳定结构，从而我们得知它的得电子能力很强，即有强氧化性，通常化合价显-1价。【过渡-PPT7】氯原子易得电子，那么它可以和易失去电子的物质反应，比如我们知道的金属就很容易失去电子形成正离子。那么氯气到底能不能和金属反应，我们的推测正不正确呢？这就需要我们通过实验来探讨。我们选择一种金属，比如钠，来试试看会发生什么反应。【演示实验】取一小粒钠放在石棉网上，用酒精灯稍微加热使它熔成小球，迅速将一装满氯气的集气瓶罩在钠珠上，观察现象。【学生回答】【归纳现象-PPT7】熔融的钠珠和氯气反应发出耀眼的白光，并生成白色固体物质（同学们完成相应的学案内容）【讲解】大家猜想生成的白色物质是什么呢？根据元素守恒原理，我们知道反应物只有钠和氯气，所以我们猜测生成的新物质为氯化钠，而事实上这种新物质正是氯化钠，因为氯气与金属钠直接发生了化合反应。根据我们描述的现象，我们一起来写一下这个反应的化学方程式。【板书并配合讲解】与金属的反应 2Na+Cl2=2NaCl（学生们写在学案上）（并完成PPT7）【提问】钠是性质非常活泼的金属，它能和氯气反应，那么性质不如它活泼的金属能不能和氯气反应呢？比如铁能反应吗？（展示PPT8）我们一起来看一段视频。大家注意观察倾听，并将你们看到的现象填在学案上。【视频播放】铁在氯气中燃烧【提问】请同学来描述一下反应现象。【学生回答】【归纳现象-PPT8】铁丝燃烧，产生红棕色的烟。【讲述】由金属钠与氯气的反应我们可以推测出铁与氯气反应生成的是三氯化铁或二氯化铁，但是我们要记住氯气的氧化性非常强，它能把原子氧化到高价态，所以生成的是三氯化铁，请同学们在各自学案上写出这个反应方程式。【学生书写方程式】【实物投影】拿一位同学的书写结果去实物投影（配合讲解评价），（并在PPT8中展示该化学方程式）。点燃【板书】2Fe+3Cl2=2FeCl3【讲述-PPT9】氯气的强氧化性不仅能将钠、铁这类活泼金属氧化，也能使铜这样的活泼性排在氢后面的金属被氧化。铜和氯气的反应与铁的相似。【播放视频】铜在氯气中燃烧【讲述】我们一起来描述一下反应现象：铜在氯气中燃烧，生成棕黄色的烟（描述在PPT9中）请同学们参照钠、铁的反应式，写出铜与氯气的反应方程式。点燃【学生在学案上书写】（完成PPT9）【归纳并板书】Cu+Cl2=CuCl2【过渡-PPT10】通过以上的实验我们知道，氯气的强氧化性能和具有还原性的金属反应，那么氯气能不能和具有还原性的非金属反应呢？比如氢气，因为氢原子也是容易失去电子的。我们通过看下面一段视频就会有答案了。【播放视频】氢气在氯气中燃烧【讲述并互动回答】我们看到氢气的确是与氯气反应的，我们一起来描述一下它的现象：氢气在氯气中安静的燃烧，发出耀眼的白光（同时展示在PPT10中）。那么通过之前的学习，同学们应该知道反应生成了什么物质吧？是氯化氢。请大家把它的方程式写出来，填在相应的表格中，老师在黑板上写。【板书】与非金属的反应点燃 H2+Cl2=2HCl【讲述】大家有没有发现，我们刚刚描述铁、铜、氢气等与氯气的反应时用了“燃烧”这个词，大家回想一下初中学习的知识，我们把发光发热生成新物质的反应称为燃烧反应，而且初中我们说燃烧都要有氧气参加，但其实燃烧不一定非要氧气参与，只要有助燃气就行，而氧气只是助燃气中的一种，这里我们学习的几个反应中氯气也在充当助燃气的角色。【归纳小结-PPT18】通过刚刚的学习，我们知道氯气有强氧化性，而利用氯气的这个性质，我们可以置备生产许多工业中需要的氯化物，从而可以生产出很多我们日常使用的产品。这是我们收集的第一个证据来说明氯气的用途。【板书】三、用途 制得各种工业生产所需氯化物，包括药物，各种化工材料 （与第二之间空出适当的距离）【过渡-PPT11】接下来，我们还得继续探索为氯气收集证据申冤。（取出之前做溶解性实验的矿泉水瓶）我们知道了氯气的性质很活泼，那它溶解在水里面后，是仅仅发生了物理变化吗，它会不会与水发生反应呢？假设它们反应的话，那我们来分析一下，这个氯水里会有哪些粒子？【师生共同分析】（边展示PPT12）这个溶液里肯定是有水分子的，而根据溶液的颜色为黄绿色我们也可以知道里面一定有氯气分子，再根据元素守恒原理，另外只可能有H+、OH-、Cl-或还有其他一些由O、H、Cl元素组成的粒子。（返回到PPT11）那么，在我们不知道它们到底是什么的情况下，该怎样来判断粒子的种类呢？我们只有通过有针对性的检验来判断是否存在了，这就要结合我们之前学过的物质检验方法了，现在就请根据已经给大家的仪器和药品，结合给你们的表格2，四人一组讨论设计小实验来探究氯水的成分，并完成表格（展示PPT13）。【学生设计并完成实验】根据已给的药品（新制氯水、PH试纸、硝酸银溶液、稀硝酸、品红溶液、碳酸氢钠溶液、澄清石灰水）和仪器（玻璃棒、小试管3支、表面皿，烧杯）设计探究实验。（老师要从旁稍作指导）【提问】同学们的实验做得都非常好很成功，相信大家对于氯水的成分也有了一定的认识，现在请几位同学分别来说说你们的实验情况和结论。【学生回答】【归纳总结】（并完成PPT13内容）为了检验H+/ OH-，我们将氯水滴在PH试纸上，发现试纸先变红后褪色，这个说明了氯水显酸性，其中含有大量H+，而褪色又说明氯水具有漂白性；将氯水与硝酸银、稀硝酸混合，生成白色不容沉淀，说明氯水中含Cl-；将氯水与碳酸氢钠混合，发现有气泡，且该气体能使澄清石灰水变浑浊，再次说明氯水中含大量H+；氯水使品红溶液褪色也再次说明氯水具有漂白性。通过这些探究实验，我们可以判定，氯气与水的确发生了化学反应，生成了新的物质，比如HCl。（展示PPT14）不过，疑问又来了，具有漂白性质的是什么呢？到底是氯气分子还是另有新物质呢？我们不妨再做个实验来检验一下。【演示实验】将一片晒干的红色玫瑰花瓣与一片新鲜的湿润的红色玫瑰花瓣分别放入两瓶装有氯气的集气瓶中，盖好玻璃片，观察现象。【师生共同描述】晒干的花瓣没有褪色，而湿润的花瓣颜色明显变淡【讲述】这说明了，具有漂白性的不是氯气分子，而是氯水中的新物质，这个新微粒是什么呢？它就是次氯酸HClO，其中氯显正一价，具有氧化性，正是这种氧化性使它具有漂白性。（回到PPT12）也就是说，氯气与水反应生成了H+、Cl-、HClO，分析到这里，我们已经弄清楚了氯水的成分，其中既有氯气分子，水分子，也有H+、Cl-、ClO-、OH-这些离子，既有反应物又有产物，仿佛没有反应彻底，那么这个反应应该怎么写呢，还和我们之前写的方程式一样吗？（展示PPT15）请大家打开书本到43页，看一下在这一页的最下面的注解，而氯气与水的反应正是这样的可逆反应，我们要用可逆符号代替等号。下面请同学们在学案上写出这个反应方程式。【板书】（接第二）与水的反应 Cl2+H2O=(可逆符号)HCl+HClO（次氯酸-具有漂白性）【讲述-PPT15】我们通过刚才的实验和分析知道，氯水是黄绿色的，具有酸性和漂白性，而具有漂白性质的成分就是次氯酸，次氯酸是一种弱酸，它能使染料等有机色素褪色，而且还能杀死水里的细菌，能起到杀菌消毒的作用；不过，次氯酸不稳定，它容易分解放出氧气，特别是在光照条件下，放出氧气的速度会加快，反应方程式为：光照【板书】2 HClO=O2+2HCl【提问】所以，大家思考一下，我们要如何来保存氯水？而久置氯水的PH又会怎么变？【学生回答】【归纳】所以，我们要将氯水密封保存在阴凉的地方，一旦它失效了，也就是次氯酸分解了，那么就会生成氯化氢，溶液的酸性增强，PH会降低，所以氯水不能久置，容易失效。【小结-PPT18】我们通过学习氯水的性质，又为氯气收集了一个有用的证据，将它与水混合就可以用来杀菌消毒，还具有漂白作用，这又为我们的生产生活提供了巨大的利用价值。【板书】（接第三）氯水具有漂白、杀菌消毒的作用【过渡】革命还未成功，我们还需努力，接下来我们继续探索。我要先问一下大家还记得上节课我们讲的实验室制氯气的装置吗？（展示PPT16）我们在收集氯气的集气瓶后面又加了一个装有氢氧化钠的烧杯来吸收溢出的气体，当时我们不知道为什么要处理尾气，现在我们应该知道了，那是因为氯气有毒，溢出来会污染环境更会对健康造成威胁，所以以后我们做实验时一定要记得处理尾气，尤其是对大家有害的气体。那我们在处理氯气的时候为什么要用氢氧化钠溶液来吸收呢？结合我们刚刚学习的氯水的性质。【学生回答】【讲述】那是因为氯气遇到水会显酸性，那么它就会和碱性物质发生反应了，那氯气与氢氧化钠反应的反应方程式怎么写呢，我们一起来写写看。（PPT17）【板书】（接第二）与碱反应 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O （次氯酸钠）【学生书写】（在学案上）（并展示在PPT17中）【讲述】工业上常用氢氧化钠来吸收氯气尾气。而工业上制造漂白粉也是由氯气与碱反应而得的，不过这个碱不再是氢氧化钠而是氢氧化钙，请同学们参照氢氧化钠与氯气的反应写出氯气与氢氧化钙的反应方程式，注意方程式的配平。【学生书写】【同时板书】2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O【讲述】大家一起来看看黑板，对照自己写的看看有没有出错，包括书写和配平。我们工业上的漂白粉主要成分就是氯化钙和次氯酸钙了，（展示在PPT17中）我们都知道起漂白作用的其实应该是次氯酸，那它们俩到底是怎样起到漂白作用的呢？其实，是次氯酸钙与空气中的CO2和水蒸气发生反应，生成了碳酸钙和次氯酸，从而起到漂白的作用。反应的方程式是这样的。【板书】漂白原理Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO（同时展示在PPT17中）【讲述】从这个方程式我们还可