第2节研究物质性质的方法和程序第2课时（导学案）

第2节研究物质性质的方法和程序第2课时研究物质性质的程序一、知识目标1.掌握研究物质性质的基本程序，包括观察物质外部特征、预测性质、实验和观察、解释及结论等环节。2.了解氯气的物理性质和化学性质，掌握氯气与金属（如钠、铁、铜）、氢气的反应，以及氯气与水的反应。3.理解含氯化合物（如次氯酸、次氯酸钠、次氯酸钙）的性质和用途，掌握漂白剂和漂白粉的制备原理、漂白原理和失效原理。二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：从宏观上观察氯气及其化合物的性质和变化，从微观上理解氯气与其他物质反应的本质。2.证据推理与模型认知：通过实验现象和数据，推理氯气的性质和反应规律，建立研究物质性质的基本模型。3.科学探究与创新意识：通过实验探究氯气的性质和含氯化合物的漂白原理，培养科学探究能力和创新意识。4.科学态度与社会责任：了解氯气及其化合物在工农业生产和生活中的应用，认识化学对社会发展的重要贡献，同时关注氯气的毒性和环境保护问题。一、学习重点1.研究物质性质的基本程序。2.氯气的化学性质。3.含氯化合物的性质和用途。二、学习难点1.氯气与水的反应。2.次氯酸的性质。3.漂白剂和漂白粉的漂白原理和失效原理。存在状态颜色一、研究物质性质的基本程序存在状态颜色二、氯气的性质1．氯气的物理性质颜色状态气味密度水溶性毒性黄绿色气体有刺激性比空气大1∶2有毒微点拨：闻气体气味的方法是用手在集气瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔。2．化学性质(1)与单质反应反应物现象反应的化学方程式金属钠加热后的钠块在氯气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，产生大量的白烟2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up8(点燃))2NaCl铁加热后的铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生大量的红棕色烟，加适量水振荡后得到棕黄色溶液2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up8(点燃))2FeCl3铜丝加热后的铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生大量的棕黄色烟，加适量水振荡后溶液呈蓝色Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up8(点燃))CuCl2非金属H2点燃后的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，在集气瓶口产生白雾(盐酸小液滴)；光照Cl2与H2的混合气体则发生爆炸H2＋Cl2eq\o(=,\s\up8(点燃))2HCl微点拨：(1)Cl2与变价金属(如Fe、Cu等)反应时生成的是高价态的金属氯化物。(2)H2与Cl2混合光照发生爆炸：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up8(光照))2HCl。(2)与水反应实验操作实验现象A中干燥的有色布条不褪色；B中湿润的有色布条褪色化学方程式Cl2＋H2O=HCl＋HClO(3)与碱反应Cl2与碱反应生成盐酸盐、次氯酸盐和水。如Cl2与NaOH溶液反应：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O(化学方程式)。三、身边的化学1．次氯酸——常见的漂白剂、消毒剂(1)酸性：属于弱酸；酸性比碳酸弱。(2)不稳定性：见光易分解，化学方程式为2HClOeq\o(=,\s\up8(光照))2HCl＋O2↑。(3)强氧化性：能使有色物质褪色，并能杀灭细菌，因此次氯酸具有作用和作用。2．漂白粉制备漂白粉的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。3．二氧化氯(ClO2)ClO2的漂白能力和消毒能力比Cl2强，且安全。微点拨：含氯漂白剂和消毒剂通常应避光并置于阴凉处密封保存。一、研究物质性质的基本程序活动一引入研究物质性质的基本程序问题思考：回忆上节课以及以前的知识，总结一下我们是按照怎样的方法和程序去研究物质性质的呢？答案：观察物质外部特征可以让我们对物质有一个初步的直观认识，了解其颜色、气味、状态等基本信息，为后续的研究提供基础。预测性质是基于已有的知识和经验，对物质可能具有的化学性质进行推测，为实验设计提供方向。实验和观察是通过具体的实验操作来验证预测的性质，同时观察实验现象，获取新的信息。解释及结论则是对实验现象进行分析和解释，得出关于物质性质的结论，从而形成对物质的全面认识。归纳总结：研究物质基本程序：观察物质的外观总结物质的物理性质——用分类的方法预测化学性质——设计实验进行验证——分析现象得出结论活动二观察氯气的外部特征归纳总结：观察氯气样品，总结它的颜色、状态、味等特点。颜色气味密度水溶性毒性氯水颜色黄绿色强烈刺激性气味比空气大溶于水剧毒浅黄绿色问题思考：根据之前学过的气体收集方法，思考氯气可以用什么方法收集，并说明理由。答案：氯气可以用向上排空气法和排饱和食盐水法收集。理由如下：向上排空气法是因为氯气的密度比空气大，所以可以用向上排空气法将空气从集气瓶中排出，从而收集到氯气。排饱和食盐水法是因为氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，而氯化氢气体在饱和食盐水中的溶解度很大，所以可以用排饱和食盐水法除去氯气中可能混有的氯化氢气体，同时收集到较纯净的氯气。活动三预测氯气的化学性质问题思考：已知氧气是一种非金属单质，能与Fe、Al、Cu、Na等金属反应，也能与H2、S、P答案：预测氯气可能也能与Fe、Al、Cu、Na等金属反应，以及与H2、S、P活动四实验验证氯气的化学性质问题探究：请同学们根据实验步骤，观察实验现象，思考现象与预测性质之间的关系。并分析得出实验结论。答案：熔化的钠球在氯气中剧烈燃烧，产生白色的烟。2Na＋Cl22NaCl铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕红色的烟，得到黄色溶液。2Fe＋3Cl22FeCl3铜丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，得到绿色溶液。Cu＋Cl2CuCl2纯净的氢气在氯气中安静燃烧，产生苍白色火焰。集气瓶瓶口上方产生白雾。H2＋Cl22HCl活动五发现新问题，进一步研究问题探究：在研究氯气溶解性时，发现一段时间后氯水颜色变浅，这是为什么呢？如果氯气能与水发生反应，生成物是什么？请查阅资料，分析除了生成HCl和HClO，是否可能有其他产物生成，从理论和实际两方面进行探讨。如何设计实验检验产物？答案：推测氯气与水发生了反应。从理论上来说，根据元素守恒和常见的化学反应规律，主要产物是Cl⁻和H⁺氯水中加入的试剂实验现象起作用的微粒化学方程式或解释AgNO3溶液产生白色沉淀Cl⁻HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3特制钢瓶石蕊溶液特制钢瓶先变红后褪色_HCl和HClO酸性使石蕊变红，次氯酸使之褪色HClO具有漂白性【实验结论】(1)氯气不仅能溶于水，还会与水发生化学反应，反应的化学方程式：Cl2+H2O=HCl+HClO(2)干燥的Cl2不具有漂白性。(3)HClO具有漂白性，它遇到有色物质时，能破坏其中的有机色质，使有色物质褪色，并能杀灭细菌，因此次氯酸具有漂白作用和消毒作用。二、含氯化合物的性质及用途归纳总结：次氯酸——常见的漂白剂、消毒剂(1)酸性：属于弱酸；酸性比碳酸弱。(2)不稳定性：见光易分解，化学方程式为2HClOeq\o(=,\s\up8(光照))2HCl＋O2↑。(3)强氧化性：能使有色物质褪色，并能杀灭细菌，因此次氯酸具有漂白作用和消毒作用。问题思考：液氯、新制氯水和久置氯水。它们之间有什么区别和联系呢？答案：液氯氯水（新制）久置氯水分类纯净物混合物混合物所含物质只有Cl2分子Cl2、HCl、HClO、H2OHCl、H2O颜色黄绿色浅黄绿色无色化学性质氧化性强氧化性、酸性、不稳定性酸性保存方法特制钢瓶棕色试剂瓶、密封避光，现用现配带塞子试剂瓶问题思考：查阅资料，了解含氯化合物在日常生活和工业生产中的其他应用，以及在使用这些含氯化合物时需要注意的安全事项。答案：含氯化合物在日常生活和工业生产中有广泛的应用。在日常生活中，84消毒液（主要成分是次氯酸钠）常用于家庭和公共场所的消毒杀菌；漂白粉用于衣物的漂白等。在工业生产中，氯气可用于制造盐酸、农药、含氯溶剂等。在使用含氯化合物时，需要注意安全事项。例如，84消毒液不能与洁厕灵（主要成分是盐酸）混合使用，因为两者混合会产生有毒的氯气。漂白粉应避光、密封保存，防止其失效和分解产生有害气体。同时，含氯化合物具有一定的腐蚀性和刺激性，使用时应避免接触皮肤和眼睛，若不慎接触，应立即用大量清水冲洗，并及时就医。问题思考：漂白剂（84消毒液）和漂白粉的制备原理、存在状态、主要成分、有效成分、漂白原理、失效原理分别是怎样的？保存方式有什么要求？完成下表答案：漂白剂漂白粉制备原理氯气通入到氢氧化钠溶液中Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O氯气通入到石灰乳中2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O存在状态液体固体主要成分NaClOCaCl2和Ca(ClO)2有效成分NaClOCa(ClO)2漂白原理NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3失效原理NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3（三）归纳总结1.研究物质性质的基本程序总结包括观察物质外部特征、预测性质、实验和观察、解释及结论。2.氯气的物理性质氯气的颜色为黄绿色，闻其气味有强烈刺激性气味，能溶于水，密度比空气大，有剧毒3.化学性质总结与金属反应（1）与钠反应：2（2）与铁反应：2（3）与铜反应：Cu与非金属反应：与氢气反应：H与水反应：C与碱反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O注意：①变价金属与Cl2反应生成高价氯化物。②H2和Cl2在强光照射下会发生爆炸生成HCl，工业上利用氢气在氯气中燃烧的方法制取HCl。③燃烧是一切发光放热的剧烈反应，燃烧过程中不一定有氧气参加反应。4.含氯化合物的性质和用途总结物质性质用途次氯酸具有漂白性、不稳定性（2HClO漂白、消毒液氯纯净物，具有强氧化性工业上用于制取盐酸、农药等新制氯水混合物，含有Cl2、H2O、HClO、H+杀菌消毒、漂白久置氯水混合物，主要成分是稀盐酸，具有酸性一般无特殊用途漂白剂（84消毒液）主要成分是次氯酸钠，具有强氧化性，能与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸杀菌消毒漂白粉主要成分是氯化钙和次氯酸钙，有效成分是次氯酸钙，具有强氧化性，能与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸漂白、消毒1、判断正误(1)打开盛有Cl2的集气瓶，可直接闻其气味 ()(2)铁在过量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2 (）(3)要得到FeCl₃，既可以让铁与Cl₂直接反应，也可以让铁与盐酸反应()(4)Cl₂不但溶于水，还可以与H2O发生化学反应()(5)实验室中多余的氯气用NaOH溶液吸收()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√【解析】(1)氯气有毒，不能直接闻其气味，应用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘进鼻孔，故(1)错误；(2)铁与氯气反应，无论氯气少量还是过量都生成FeCl₃，故(2)错误；(3)铁与盐酸反应生成FeCl₂，不能得到FeCl₃，故(3)错误；(4)Cl₂能溶于水，且与水反应生成盐酸和次氯酸，故(4)正确；(5)氯气能与氢氧化钠溶液反应，实验室中多余的氯气可用NaOH溶液吸收，故(5)正确。2、氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，下列说法不正确的是()A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟B．钠在氯气中燃烧，产生白色的烟C．纯净的H₂在Cl₂中安静地燃烧，产生苍白色火焰，集气瓶口出现白色烟雾D．氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸，久置氯水最终变为稀盐酸【答案】C【解析】A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成氯化铜，产生棕黄色的烟，故A正确；B．钠在氯气中燃烧生成氯化钠，产生白色的烟，故B正确；C．纯净的H₂在Cl₂中安静地燃烧，产生苍白色火焰，集气瓶口出现白雾，而不是白色烟雾，雾是小液滴，烟是固体小颗粒，故C错误；D．氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸，次氯酸不稳定，见光易分解生成盐酸和氧气，久置氯水最终变为稀盐酸，故D正确。3、下列说法正确的是()A．漂白粉是纯净物，84消毒液是混合物，两者都可以长期保存B．漂白粉中含有次氯酸，所以漂白粉能使有机色质褪色C．工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉D．漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)₂与CO₂、H₂O反应生成的HClO不稳定【答案】D【解析】A．漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，是混合物，84消毒液的主要成分是次氯酸钠，是混合物，漂白粉和84消毒液都不能长期保存，故A错误；B．漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，本身不含次氯酸，漂白粉与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸，次氯酸能使有机色质褪色，故B错误；C．工业上用氯气与石灰乳反应制取漂白粉，而不是澄清石灰水，因为澄清石灰水中氢氧化钙的浓度太小，故C错误；D．漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)₂与CO₂、H₂O反应生成的HClO不稳定，见光易分解，故D正确。考点1：研究物质性质的基本程序【对应训练1】研究物质性质的基本程序的第一步是（）A.预测物质的性质B.观察物质的外部特征C.实验和观察D.解释及结论【答案】B【解析】研究物质性质的基本程序第一步是观察物质的外部特征，所以选B。【对应训练2】下列属于观察物质外部特征的是（）A.分析物质的组成B.预测物质与其他物质的反应C.观察物质的颜色D.对实验现象进行解释【答案】C【解析】观察物质的颜色属于观察物质的外部特征，A选项分析物质组成不属于观察外部特征；B选项预测物质反应不属于观察；D选项对实验现象解释是后续步骤，所以选C。考点2：氯气的物理性质【对应训练1】氯气的收集方法可以是（）A.向下排空气法B.排水法C.向上排空气法或者排饱和食盐水法D.排酒精法【答案】C【解析】氯气密度比空气大，所以可以用向上排空气法；氯气能溶于水，但在饱和食盐水中溶解度较小，所以也可以用排饱和食盐水法收集，选C。【对应训练2】下列关于氯气物理性质的描述正确的是（）A.无色无味B.密度比空气小C.难溶于水D.有强烈刺激性气味【答案】D【解析】氯气是黄绿色、有强烈刺激性气味、密度比空气大、能溶于水的气体，所以选D。考点2：氯气的化学性质【对应训练1】下列关于氯气与金属反应的说法正确的是（）A.氯气与铁反应生成氯化亚铁B.氯气与铜反应生成氯化亚铜C.变价金属与氯气反应一般显高价D.氯气与钠反应现象不明显【答案】C【解析】变价金属与氯气反应一般显高价，如氯气与铁反应生成氯化铁，与铜反应生成氯化铜，氯气与钠反应剧烈燃烧，产生白烟，现象明显，所以选C。【对应训练2】氢气在氯气中燃烧的现象是（）A.发出黄色火焰B.产生红棕色烟C.安静地燃烧，产生苍白色火