高一化學(xué)《氯氣的性質(zhì)》教案設計
【教學(xué)背景】
氯是典型的非金屬元素，氯和氯的化合物在日常生活、工農業(yè)生產(chǎn)中的應用非常廣泛。對氯氣的性質(zhì)、用途等進(jìn)行比較全面的學(xué)習和研究，是以后學(xué)習、研究鹵素性質(zhì)相似性及其變化規律和氯堿工業(yè)知識的需要。同時(shí)，為學(xué)生正確掌握非金屬元素的學(xué)習方法打下堅實(shí)基礎。
依據課程目標的標準，主要的學(xué)習目標是：
1.了解氯氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、氯離子的檢驗方法。
2.理解氯的原子結構特點(diǎn)與化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，初步認識物質(zhì)的微觀(guān)結構對其性質(zhì)的影響。
3.認識氯和氯的化合物在生產(chǎn)中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響；通過(guò)了解氯氣的“功”與“過(guò)”，初步形成正確認識、合理使用化學(xué)物質(zhì)的意識。
4.通過(guò)實(shí)驗，激發(fā)學(xué)習興趣，培養嚴謹求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和主動(dòng)探索的優(yōu)良品質(zhì)；通過(guò)對氯氣性質(zhì)的推測----→實(shí)驗----→分析----→得出結論的研究，應用觀(guān)察、記錄、科學(xué)抽象的科學(xué)方法，來(lái)研究物質(zhì)的性質(zhì)及其變化。培養透過(guò)現象、挖掘本質(zhì)的探究精神。
本節內容強調氯氣與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，注意利用日常生活中的事例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，指導學(xué)生對氯氣的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗探究，幫助學(xué)生更全面地認識氯及其化合物在自然和人類(lèi)生活中的重要性。注意把握教學(xué)內容的深廣度，對于鹵素性質(zhì)相似性及其變化規律只作簡(jiǎn)單介紹。
【案例設計】
設計思路
本節采用“實(shí)驗”、“對比”、“聯(lián)想”的教學(xué)方式，以“提出問(wèn)題----→實(shí)驗探究----→分析、推理----→得出結論”等環(huán)節組織教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生了解氯的主要性質(zhì)，認識其在生活中的應用。結合有關(guān)內容，多樣的演示實(shí)驗和學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗，在實(shí)驗探究中培養觀(guān)察能力、實(shí)驗操作能力以及探究意識。
設計中注意以下問(wèn)題：
1.通過(guò)“展示一瓶氯氣，讓學(xué)生觀(guān)察并描述其顏色和狀態(tài)”；“請學(xué)生聞氯氣的氣味，強調聞氣體氣味的方法”；“向盛有氯氣的試管中注入水”等實(shí)驗來(lái)學(xué)習氯氣的物理性質(zhì)，培養學(xué)生觀(guān)察能力，強化實(shí)驗安全意識。
2.讓學(xué)生回憶氯的原子結構推測氯氣的化學(xué)性質(zhì)，引導學(xué)生以氯的原子結
構與化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系為線(xiàn)索進(jìn)行聯(lián)想：
氯在元素周期表中的位置----→聯(lián)想氯元素的原子結構特點(diǎn)----→聯(lián)想氯氣的化學(xué)性質(zhì)（典型的非金屬性）----→聯(lián)想氯氣的用途。
3.運用對比的方法引導學(xué)生學(xué)習：由Fe、Cu、H2在Cl2中燃燒的演示實(shí)驗，比較初、高中不同學(xué)習階段對“燃燒”的條件及其本質(zhì)的認識；比較Cl2分別與水、堿、碘化鉀等化合物的反應產(chǎn)物，學(xué)習氯氣的化學(xué)性質(zhì)。
4.本節課的難點(diǎn)是氯氣與化合物反應的化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)。通過(guò)比較Cl2分別與水、堿等化合物的反應事實(shí)，找出氯氣與有關(guān)物質(zhì)反應的規律。
5.引導學(xué)生討論氯氣對人類(lèi)社會(huì )的“功”與“過(guò)”，認識氯和氯的化合物在生產(chǎn)中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。
教學(xué)過(guò)程
[學(xué)習情景創(chuàng )設]
瑞典化學(xué)家舍勒于1974年在研究軟錳礦（主要成分是MnO2）時(shí)，把鹽酸與軟錳礦混合在一起加熱，意外地發(fā)現生成了一種具有強烈的刺激性氣味的黃綠色氣體。這立即引起了舍勒的興趣，并對它進(jìn)行了研究。他將制備出來(lái)的氣體溶解到水中，發(fā)現這種氣體的水溶液略顯酸性；該水溶液還能使花朵、紙張、葉子等的顏色褪去；將蚱蜢放進(jìn)裝滿(mǎn)這種氣體的容器中，蚱蜢蹦跶幾下就死去了。這種黃綠色的氣體就是氯氣。
氯氣的水溶液為什么呈酸性？為什么能使花朵、紙張、葉子褪色？氯氣是一種怎樣的物質(zhì)呢？
一、氯氣的性質(zhì)
[演示實(shí)驗]出示一瓶氯氣，瓶后襯一張白紙。請學(xué)生觀(guān)察并描述其顏色和狀態(tài)；請一名學(xué)生上來(lái)聞氯氣的氣味，并強調聞氣體氣味的方法。然后，向集氣瓶中注入少量水，充分振蕩，觀(guān)察溶液的顏色。
[觀(guān)看影象資料]1915年4月22日，世界上第一次化學(xué)武器（氯氣）的使用。
[交流討論]從觀(guān)察到的實(shí)驗現象，你認為氯氣具有哪些物理性質(zhì)？氯氣和氯水有什么關(guān)系？
[歸納小結]閱讀教材中的相關(guān)內容，讓學(xué)生歸納氯氣的物理性質(zhì)。
1.物理性質(zhì)：
氯氣通常狀況下為黃綠色氣體，有刺激性氣味，常溫下能溶于水，1體積水大約溶解2體積氯氣。氯氣可以通過(guò)降溫而變?yōu)橐簯B(tài)和固態(tài)。氯氣有毒,易液化。
[補充講解]氯氣是一種毒性氣體，有很強的刺激性，吸入少量就會(huì )使鼻和喉頭的粘膜受到刺激，引起胸痛和咳嗽，吸入多量氯氣會(huì )使人窒息，甚至死亡。因此聞氯氣要特別小心，只能輕輕煽動(dòng)，使少量氣體飄進(jìn)鼻孔。但只要掌握正確的操作方法，實(shí)驗是沒(méi)有危險的。
[交流討論]物質(zhì)的.宏觀(guān)性質(zhì)是由微觀(guān)結構決定的，根據氯的原子結構能否推測氯氣的化學(xué)性質(zhì)是否活潑？
引導學(xué)生運用氯的原子結構示意圖，分析氯原子最外電子層結構特點(diǎn)，推測氯元素是活潑的非金屬元素，容易結合一個(gè)電子，形成具有穩定結構的氯離子。
[演示實(shí)驗]（用實(shí)物投影儀）
�。�1）將兩根細鐵絲用砂紙打磨，螺旋繞于火柴棍上，用鑷子夾住，在酒精燈上引燃火柴，稍停，待火柴將燃盡，置于盛有氯氣的集氣瓶中，觀(guān)察現象。反應完畢，加少量水于集氣瓶中，觀(guān)察溶液顏色。
�。�2）用砂紙打亮銅絲，用鑷子夾住，在酒精燈上加熱至紅熱，放入盛有氯氣的集氣瓶中，觀(guān)察現象。反應完畢，用洗瓶注少量水于集氣瓶中。觀(guān)察溶液顏色。
�。�3）在空氣中點(diǎn)燃氫氣，然后把導管伸入盛有氯氣的集氣瓶中。觀(guān)察現象。
[歸納小結]由學(xué)生描述以上三個(gè)實(shí)驗的現象，得出結論：氯氣既能與金屬單質(zhì)也能和非金屬直接化合。
2.化學(xué)性質(zhì)
�。�1）氯氣和金屬的反應
�。�2）氯氣與非金屬反應
[思考與討論]通過(guò)H2在Cl2中燃燒的實(shí)驗，與初中學(xué)習階段對“燃燒”的認識比較，可燃物是否一定有氧氣才能燃燒呢？你對“燃燒”的條件及其本質(zhì)有什么新的認識？
�。▽W(xué)生通過(guò)對比、交流、得出結論：燃燒不一定要有氧氣，如Na、Fe、H2等物質(zhì)均可在Cl2中燃燒。任何發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應都叫燃燒。）
[提出問(wèn)題]自來(lái)水廠(chǎng)可以用氯氣來(lái)消毒水，氯氣能溶解于水嗎？能與水發(fā)生反應嗎？
[觀(guān)察演示實(shí)驗]
1.向一支充滿(mǎn)氯氣的大試管中加入2～3mL水后，迅速塞緊塞子，充分振蕩，將上述試管和另一支充滿(mǎn)氯氣的大試管以及另外一支裝有4～5mL蒸餾水的試管放在一起，觀(guān)察試管中物質(zhì)的顏色。再向氯水和蒸餾水中滴入石蕊試液，觀(guān)察現象。
2.把一裝滿(mǎn)Cl2的試管倒立在滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液中，搖動(dòng)試管，觀(guān)察現象。
3.將濕潤的淀粉－碘化鉀試紙蘸在玻璃棒上，并將試紙靠近集滿(mǎn)氯氣的集氣瓶口，觀(guān)察現象。
[交流討論]（學(xué)生描述現象并嘗試加以解釋?zhuān)處熥⒁鈳椭鷮W(xué)生理解和表述）
[歸納小結]
�。�3）氯氣與水反應，生成的HClO具有強氧化性
Cl2+H2O===HCl+HClO
�。�4）氯氣與堿反應
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
�。�5）氯氣與碘化鉀溶液反應
Cl2+2KI===2KCl+I2
[交流與討論]氯氣廣泛應用于生產(chǎn)和生活中，造福于人類(lèi)。但任何事物都有兩面性，對化學(xué)品使用不當或誤用甚至濫用，也會(huì )給人類(lèi)帶來(lái)嚴重后果。請結合日常生活事例談?wù)劼葰獾摹肮Α迸c“過(guò)”。
�。▽W(xué)生各抒己見(jiàn)，相互補充，逐步形成正確、合理地使用化學(xué)物質(zhì)的意識）
[提出問(wèn)題]Cl2跟金屬、非金屬單質(zhì)以及某些化合物反應時(shí)，往往生成氯化物。氯化物中的氯和氯氣中的氯有什么不同？
[歸納小結]氯化物中的氯是-1價(jià)的氯元素，氯氣中的氯是結合成氯分子的0價(jià)態(tài)氯�？扇苄月然锶苡谒畷r(shí)，能電離出Cl-。氯氣由氯分子組成的。我們用AgNO3、稀硝酸檢驗Cl-；用淀粉--碘化鉀溶液檢驗氯氣。
[學(xué)生實(shí)驗]在5支試管中分別加入2～3mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自來(lái)水、蒸餾水，然后各滴入幾滴AgNO3溶液，觀(guān)察實(shí)驗現象。再分別加入少量稀硝酸，觀(guān)察、描述實(shí)驗現象。
[歸納小結]
二、氯離子的檢驗方法
1.試劑：AgNO3、稀硝酸
2.原理：溶液中的Cl-都能與AgNO3反應生成AgCl白色沉淀，AgCl白色沉淀遇稀硝酸不溶解（Ag++Cl-===AgCl↓）
3.方法和結論：在被檢驗的溶液中加稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若溶液中出現白色沉淀，則被檢液中含有Cl-。（或在被檢驗的溶液中滴入AgNO3溶液，若溶液中出現白色沉淀，再滴入稀硝酸，沉淀不溶解，則被檢液中含有Cl-。）
[課堂討論]自來(lái)水生產(chǎn)中常通入適量氯氣進(jìn)行殺菌消毒。請你設計一個(gè)實(shí)驗方案來(lái)區別蒸餾水和自來(lái)水。
[本節小結]
1.氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)非�；顫姷姆墙饘�，氯氣能與絕大多數金屬、非金屬直接化合，還能與水、堿、碘化物等發(fā)生反應。
2.氯離子的檢驗方法。
[課外作業(yè)]（建議補充使用以下部分習題）：
�、賹⒁皇M(mǎn)Cl2的試管倒立在水槽中，當用日光照射一段時(shí)間，試管內液面不再上升時(shí)，剩余氣體的體積約占試管容積的（）。
A.2/3；B.1/2；C.1/3；D.1/4
�、谟米髀樽韯┑穆确拢–HCl3）常因保存不慎而被空氣氧化，產(chǎn)生劇毒的光氣（COCl2），反應的化學(xué)方程式為2CHCl3＋O2===2HCl＋2COCl2。為了防止事故，使用前可用于檢驗氯仿是否變質(zhì)的試劑是（）。
A.酚酞試液
B.氫氧化鈉溶液
C.用硝酸酸化后的硝酸銀溶液
D.用硝酸酸化后的硝酸鋇溶液
3.科學(xué)家提出，使用氯氣對自來(lái)水消毒時(shí)，氯氣會(huì )與水中的有機物發(fā)生反應，形成的物質(zhì)可能是潛在的致癌物。世界環(huán)保聯(lián)盟推廣采用廣譜性高效殺菌劑二氧化氯（ClO2黃綠色氣體）。
�。�1）目前，歐洲一些國家主要采用Kesting法（原料為氯酸鉀和鹽酸）制ClO2，該法的缺點(diǎn)是同時(shí)產(chǎn)生Cl2（占ClO2體積的一半），使產(chǎn)物的純度較低。寫(xiě)出該法制ClO2的化學(xué)方程式：。
�。�2）我國最近研究用氯氣氧化亞氯酸鈉（NaClO2），在氯氣保護下成功制得ClO2，表示這一反應的化學(xué)方程式為。與上述方法相比，此法的優(yōu)點(diǎn)是（寫(xiě)出其中一種）。
4.1995年諾貝爾化學(xué)獎授予致力于研究臭氧層破壞問(wèn)題的三位化學(xué)家。大氣中的臭氧可吸收和阻擋太陽(yáng)光中強烈的、有害的紫外線(xiàn)輻射，保護地球上的生物。氟氯烴（如CCl2F2）可在光的作用下分解產(chǎn)生Cl原子，Cl原子會(huì )對臭氧層產(chǎn)生長(cháng)久的破壞作用。有關(guān)反應為：
O3 ==O2＋O，Cl＋O3 ==ClO＋O2，ClO＋O ==Cl＋O2
�。�1）寫(xiě)出上述變化的總反應式。
�。�2）在上述變化中，Cl原子的作用是什么？
5.研究性學(xué)習課題
�、俸Ｋ侨祟�(lèi)獲取氯、溴、碘的重要資源。查閱有關(guān)資料，了解海水曬鹽的生產(chǎn)過(guò)程。將了解的情況與同學(xué)交流討論。
�、诼葰馐且环N重要的化工原料，在生活和生產(chǎn)中有著(zhù)廣泛的應用。有條件的同學(xué)請到生產(chǎn)或使用氯氣的工廠(chǎng)參觀(guān)，也可以請教專(zhuān)家或查閱資源了解氯氣的用途。將你獲取得信息與同學(xué)交流。
【案例評析】
本案例從學(xué)生已有的經(jīng)驗和社會(huì )生活實(shí)際出發(fā)，用實(shí)驗、聯(lián)想、對比的方式組織學(xué)生活動(dòng)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1.由“舍勒發(fā)現氯氣”的科學(xué)史實(shí)、“氯氣作為化學(xué)武器”等資料，引發(fā)認知碰撞，充分激活學(xué)生的問(wèn)題意識。
2.重視發(fā)揮實(shí)驗的作用，強化實(shí)驗對培養學(xué)生探究能力的功能。本案例設計了7個(gè)演示實(shí)驗、1個(gè)學(xué)生實(shí)驗，由實(shí)驗探究得出氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，讓學(xué)生在學(xué)習中學(xué)會(huì )探究。
3.在教學(xué)過(guò)程中，重視學(xué)法指導。注意引導學(xué)生利用結構推測性質(zhì)、以實(shí)驗驗證性質(zhì)，并采用對比、聯(lián)想的學(xué)習方法，讓學(xué)生在概括、推理、解決問(wèn)題的過(guò)程中不斷進(jìn)行反思，在探究中學(xué)會(huì )學(xué)習。
4.引導學(xué)生討論氯氣的“功”與“過(guò)”，認識氯和氯的化合物在生產(chǎn)中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響，培養學(xué)生初步形成正確認識、合理使用化學(xué)物質(zhì)的意識。
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