化学教案

高中化学《氯气的性质》教学案例分析

来源:网络综合 | 作者:佚名 | 本文已影响

 

高中化学教学案例:

【教学背景】

氯是典型的非金属元素,氯和氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛。对氯气的性质、用途等进行比较全面的学习和研究,是以后学习、研究卤素性质相似性及其变化规律和氯碱工业知识的需要。同时,为学生正确掌握非金属元素的学习方法打下坚实基础。

依据课程目标的标准,主要的学习目标是:

1.了解氯气的物理性质、化学性质、氯离子的检验方法。

2.理解氯的原子结构特点与化学性质的关系,初步认识物质的微观结构对其性质的影响。

3.认识氯和氯的化合物在生产中的应用和对生态环境的影响;通过了解氯气的“功”与“过”,初步形成正确认识、合理使用化学物质的意识。

4.通过实验,激发学习兴趣,培养严谨求实的科学态度和主动探索的优良品质;通过对氯气性质的推测----→实验----→分析----→得出结论的研究,应用观察、记录、科学抽象的科学方法,来研究物质的性质及其变化。培养透过现象、挖掘本质的探究精神。

本节内容强调氯气与生产、生活的联系,注意利用日常生活中的事例激发学生的学习兴趣,指导学生对氯气的性质进行实验探究,帮助学生更全面地认识氯及其化合物在自然和人类生活中的重要性。注意把握教学内容的深广度,对于卤素性质相似性及其变化规律只作简单介绍。

【案例设计】

设计思路

本节采用“实验”、“对比”、“联想”的教学方式,以“提出问题----→实验探究----→分析、推理----→得出结论”等环节组织教学活动,帮助学生了解氯的主要性质,认识其在生活中的应用。结合有关内容,多样的演示实验和学生动手实验,在实验探究中培养观察能力、实验操作能力以及探究意识。

设计中注意以下问题:

1.通过“展示一瓶氯气,让学生观察并描述其颜色和状态”;“请学生闻氯气的气味,强调闻气体气味的方法”;“向盛有氯气的试管中注入水”等实验来学习氯气的物理性质,培养学生观察能力,强化实验安全意识。

2.让学生回忆氯的原子结构推测氯气的化学性质,引导学生以氯的原子结

构与化学性质的关系为线索进行联想:

氯在元素周期表中的位置----→联想氯元素的原子结构特点----→联想氯气的化学性质(典型的非金属性)----→联想氯气的用途。

3.运用对比的方法引导学生学习:由Fe、Cu、H2在Cl2中燃烧的演示实验,比较初、高中不同学习阶段对“燃烧”的条件及其本质的认识;比较Cl2分别与水、碱、碘化钾等化合物的反应产物,学习氯气的化学性质。

4.本节课的难点是氯气与化合物反应的化学方程式的书写。通过比较Cl2分别与水、碱等化合物的反应事实,找出氯气与有关物质反应的规律。

5.引导学生讨论氯气对人类社会的“功”与“过”,认识氯和氯的化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。

教学过程

[学习情景创设]

瑞典化学家舍勒于1974年在研究软锰矿(主要成分是MnO2)时,把盐酸与软锰矿混合在一起加热,意外地发现生成了一种具有强烈的刺激性气味的黄绿色气体。这立即引起了舍勒的兴趣,并对它进行了研究。他将制备出来的气体溶解到水中,发现这种气体的水溶液略显酸性;该水溶液还能使花朵、纸张、叶子等的颜色褪去;将蚱蜢放进装满这种气体的容器中,蚱蜢蹦跶几下就死去了。这种黄绿色的气体就是氯气。

氯气的水溶液为什么呈酸性?为什么能使花朵、纸张、叶子褪色?氯气是一种怎样的物质呢?

一、氯气的性质

[演示实验]出示一瓶氯气,瓶后衬一张白纸。请学生观察并描述其颜色和状态;请一名学生上来闻氯气的气味,并强调闻气体气味的方法。然后,向集气瓶中注入少量水,充分振荡,观察溶液的颜色。

[观看影象资料]1915年4月22日,世界上第一次化学武器(氯气)的使用。

[交流讨论]从观察到的实验现象,你认为氯气具有哪些物理性质?氯气和氯水有什么关系?

[归纳小结]阅读教材中的相关内容,让学生归纳氯气的物理性质。

1.物理性质:

氯气通常状况下为黄绿色气体,有刺激性气味,常温下能溶于水,1体积水大约溶解2体积氯气。氯气可以通过降温而变为液态和固态。氯气有毒,易液化。

[补充讲解]氯气是一种毒性气体,有很强的刺激性,吸入少量就会使鼻和喉头的粘膜受到刺激,引起胸痛和咳嗽,吸入多量氯气会使人窒息,甚至死亡。因此闻氯气要特别小心,只能轻轻煽动,使少量气体飘进鼻孔。但只要掌握正确的操作方法,实验是没有危险的。

[交流讨论]物质的宏观性质是由微观结构决定的,根据氯的原子结构能否推测氯气的化学性质是否活泼?

引导学生运用氯的原子结构示意图,分析氯原子最外电子层结构特点,推测氯元素是活泼的非金属元素,容易结合一个电子,形成具有稳定结构的氯离子。

[演示实验](用实物投影仪)

(1)将两根细铁丝用砂纸打磨,螺旋绕于火柴棍上,用镊子夹住,在酒精灯上引燃火柴,稍停,待火柴将燃尽,置于盛有氯气的集气瓶中,观察现象。反应完毕,加少量水于集气瓶中,观察溶液颜色。

(2)用砂纸打亮铜丝,用镊子夹住,在酒精灯上加热至红热,放入盛有氯气的集气瓶中,观察现象。反应完毕,用洗瓶注少量水于集气瓶中。观察溶液颜色。

(3)在空气中点燃氢气,然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。观察现象。

[归纳小结]由学生描述以上三个实验的现象,得出结论:氯气既能与金属单质也能和非金属直接化合。

2.化学性质

(1)氯气和金属的反应

(2)氯气与非金属反应

[思考与讨论]通过H2在Cl2中燃烧的实验,与初中学习阶段对“燃烧”的认识比较,可燃物是否一定有氧气才能燃烧呢?你对“燃烧”的条件及其本质有什么新的认识?

(学生通过对比、交流、得出结论:燃烧不一定要有氧气,如Na、Fe、H2等物质均可在Cl2中燃烧。任何发光、发热的剧烈的化学反应都叫燃烧。)

[提出问题]自来水厂可以用氯气来消毒水,氯气能溶解于水吗?能与水发生反应吗?

[观察演示实验]

1.向一支充满氯气的大试管中加入2~3mL水后,迅速塞紧塞子,充分振荡,将上述试管和另一支充满氯气的大试管以及另外一支装有4~5mL蒸馏水的试管放在一起,观察试管中物质的颜色。再向氯水和蒸馏水中滴入石蕊试液,观察现象。

2.把一装满Cl2的试管倒立在滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中,摇动试管,观察现象。

3.将湿润的淀粉-碘化钾试纸蘸在玻璃棒上,并将试纸靠近集满氯气的集气瓶口,观察现象。

[交流讨论](学生描述现象并尝试加以解释,教师注意帮助学生理解和表述)

[归纳小结]

(3)氯气与水反应,生成的HClO具有强氧化性

Cl2+H2O===HCl+HClO

(4)氯气与碱反应

Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O

(5)氯气与碘化钾溶液反应

Cl2+2KI===2KCl+I2

[交流与讨论]氯气广泛应用于生产和生活中,造福于人类。但任何事物都有两面性,对化学品使用不当或误用甚至滥用,也会给人类带来严重后果。请结合日常生活事例谈谈氯气的“功”与“过”。

(学生各抒己见,相互补充,逐步形成正确、合理地使用化学物质的意识)

[提出问题]Cl2跟金属、非金属单质以及某些化合物反应时,往往生成氯化物。氯化物中的氯和氯气中的氯有什么不同?

[归纳小结]氯化物中的氯是-1价的氯元素,氯气中的氯是结合成氯分子的0价态氯。可溶性氯化物溶于水时,能电离出Cl-。氯气由氯分子组成的。我们用AgNO3、稀硝酸检验Cl-;用淀粉--碘化钾溶液检验氯气。

[学生实验]在5支试管中分别加入2~3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察实验现象。再分别加入少量稀硝酸,观察、描述实验现象。

[归纳小结]

二、氯离子的检验方法

1.试剂:AgNO3、稀硝酸

2.原理:溶液中的Cl-都能与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,AgCl白色沉淀遇稀硝酸不溶解(Ag++Cl-===AgCl↓)

3.方法和结论:在被检验的溶液中加稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,若溶液中出现白色沉淀,则被检液中含有Cl-。(或在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液,若溶液中出现白色沉淀,再滴入稀硝酸,沉淀不溶解,则被检液中含有Cl-。)

[课堂讨论]自来水生产中常通入适量氯气进行杀菌消毒。请你设计一个实验方案来区别蒸馏水和自来水。

[本节小结]

1.氯气是一种化学性质非常活泼的非金属,氯气能与绝大多数金属、非金属直接化合,还能与水、碱、碘化物等发生反应。

2.氯离子的检验方法。

[课外作业](建议补充使用以下部分习题):

①将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中,当用日光照射一段时间,试管内液面不再上升时,剩余气体的体积约占试管容积的()。

A.2/3;B.1/2;C.1/3;D.1/4

②用作麻醉剂的氯仿(CHCl3)常因保存不慎而被空气氧化,产生剧毒的光气(COCl2),反应的化学方程式为2CHCl3+O2===2HCl+2COCl2。为了防止事故,使用前可用于检验氯仿是否变质的试剂是()。

A.酚酞试液

B.氢氧化钠溶液

C.用硝酸酸化后的硝酸银溶液

D.用硝酸酸化后的硝酸钡溶液

3.科学家提出,使用氯气对自来水消毒时,氯气会与水中的有机物发生反应,形成的物质可能是潜在的致癌物。世界环保联盟推广采用广谱性高效杀菌剂二氧化氯(ClO2黄绿色气体)。

(1)目前,欧洲一些国家主要采用Kesting法(原料为氯酸钾和盐酸)制ClO2,该法的缺点是同时产生Cl2(占ClO2体积的一半),使产物的纯度较低。写出该法制ClO2的化学方程式:。

(2)我国最近研究用氯气氧化亚氯酸钠(NaClO2),在氯气保护下成功制得ClO2,表示这一反应的化学方程式为。与上述方法相比,此法的优点是(写出其中一种)。

4.1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层破坏问题的三位化学家。大气中的臭氧可吸收和阻挡太阳光中强烈的、有害的紫外线辐射,保护地球上的生物。氟氯烃(如CCl2F2)可在光的作用下分解产生Cl原子,Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应为:

O3 ==O2+O,Cl+O3 ==ClO+O2,ClO+O ==Cl+O2

(1)写出上述变化的总反应式。

(2)在上述变化中,Cl原子的作用是什么?

5.研究性学习课题

①海水是人类获取氯、溴、碘的重要资源。查阅有关资料,了解海水晒盐的生产过程。将了解的情况与同学交流讨论。

②氯气是一种重要的化工原料,在生活和生产中有着广泛的应用。有条件的同学请到生产或使用氯气的工厂参观,也可以请教专家或查阅资源了解氯气的用途。将你获取得信息与同学交流。

【案例评析】

本案例从学生已有的经验和社会生活实际出发,用实验、联想、对比的方式组织学生活动,具有以下几个特点:

1.由“舍勒发现氯气”的科学史实、“氯气作为化学武器”等资料,引发认知碰撞,充分激活学生的问题意识。

2.重视发挥实验的作用,强化实验对培养学生探究能力的功能。本案例设计了7个演示实验、1个学生实验,由实验探究得出氯气的物理性质和化学性质,让学生在学习中学会探究。

3.在教学过程中,重视学法指导。注意引导学生利用结构推测性质、以实验验证性质,并采用对比、联想的学习方法,让学生在概括、推理、解决问题的过程中不断进行反思,在探究中学会学习。

4.引导学生讨论氯气的“功”与“过”,认识氯和氯的化合物在生产中的应用和对生态环境的影响,培养学生初步形成正确认识、合理使用化学物质的意识。

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