氯氣的生產(chǎn)原理教案.

1、氯氣的生產(chǎn)原理【教學(xué)理念】本節(jié)課的內(nèi)容是氯氣的生產(chǎn)原理。在教學(xué)過(guò)程中，遵循“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的教學(xué)理念，用實(shí)驗(yàn)視頻以及知識(shí)間的類比來(lái)完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將對(duì)本節(jié)課充滿興趣，積極性也會(huì)提高，達(dá)到教學(xué)的目的?！窘滩姆治觥勘竟?jié)內(nèi)容是本專題的第一課時(shí)，也是高中化學(xué)中第一塊有關(guān)元素化合物的內(nèi)容的學(xué)習(xí)。本節(jié)課繼專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界中“研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法”和“人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)”之后，是學(xué)生在之前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)化學(xué)學(xué)科研究的基本方法實(shí)驗(yàn)法的深化體驗(yàn)，也為之后氯氣的性質(zhì)及溴、碘、鈉、鎂等其它元素化合物的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，通過(guò)從海水中提取氯化鈉及工業(yè)制取氯氣的模擬實(shí)驗(yàn)，來(lái)激發(fā)學(xué)生進(jìn)入元素化合物

2、學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)也幫助學(xué)習(xí)者逐漸樹立起人與自然和諧相處的意識(shí)，培養(yǎng)起對(duì)大自然的熱愛之情，有助于在以后的學(xué)生中了解其它幾種從大自然中提取的元素化合物的學(xué)習(xí)，具有十分重要的承上啟下的地位。而本課電解飽和食鹽水的原理和方法的學(xué)習(xí)也為化學(xué)與技術(shù)中氯堿工業(yè)的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。【學(xué)情分析】學(xué)生通過(guò)專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界的學(xué)習(xí)，已經(jīng)體驗(yàn)和了解了化學(xué)科學(xué)研究的一般過(guò)程和方法，并學(xué)會(huì)了一些簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和方法，再加之在初中階段，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電解水生成氧氣和氫氣的反應(yīng)，對(duì)于電解飽和食鹽水的現(xiàn)象和生成產(chǎn)物能在老師的引導(dǎo)和提示下找出比較接近的設(shè)計(jì)方案。但對(duì)于電解飽和食鹽水的現(xiàn)象以及結(jié)果的分析還存在一些困難，需

3、要通過(guò)學(xué)生與學(xué)生，老師與學(xué)生的交流和討論，在老師的指引下通過(guò)自主思考去分析、歸納，并自主得出結(jié)論。但學(xué)生通過(guò)給定的結(jié)果來(lái)書寫電解方程式可能也有一定的困難，對(duì)電解飽和食鹽水的方程式和實(shí)驗(yàn)室制氯氣的方程式學(xué)生可能采用死記硬背的方法，應(yīng)該在此對(duì)學(xué)生做及時(shí)引導(dǎo)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)與技能：（1）知道海水曬鹽的過(guò)程。（2）掌握氯氣的工業(yè)制法和實(shí)驗(yàn)室制法。（3）掌握電解飽和食鹽水的過(guò)程、原理、方法。2、過(guò)程與方法：（1）通過(guò)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，養(yǎng)成觀察和分析問(wèn)題的能力。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)的探究，知道實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程和一般方法，形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的基本技能，知道化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究和認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)的重要途徑。3、情感態(tài)度與

4、價(jià)值觀：（1）認(rèn)識(shí)化學(xué)發(fā)展道路的漫長(zhǎng)與艱辛，知道化學(xué)是建立在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。（2）認(rèn)識(shí)海水是人類寶貴的自然資源，建立人與自然友好相處的情感態(tài)度。【教學(xué)重點(diǎn)】氯氣的工業(yè)生產(chǎn)原理和實(shí)驗(yàn)室制法【教學(xué)難點(diǎn)】對(duì)電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的探究和分析【教學(xué)方法】以化學(xué)多媒體實(shí)驗(yàn)室為主要授課地點(diǎn)，以講授法、討論法、探究性學(xué)習(xí)及多媒體、網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用等適合中學(xué)生心理發(fā)展特點(diǎn)的教學(xué)方式和手段為主要授課方法，讓學(xué)生在生動(dòng)活潑的探究活動(dòng)過(guò)程中學(xué)習(xí)、體驗(yàn)和應(yīng)用化學(xué)科學(xué)。【課時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)手段】搜集相關(guān)圖片、資料并結(jié)合教學(xué)設(shè)計(jì)制作成多媒體課件實(shí)驗(yàn)儀器和藥品儀器：組裝好的電解飽和食鹽水的裝置（包括鐵棒、石墨棒、U形管、電

5、流表、直流電源、導(dǎo)管）、試管若干藥品： 淀粉碘化鉀試紙、酚酞溶液、NaOH溶液【教學(xué)過(guò)程】二次備課【引入】：大家都知道，海洋是生命的發(fā)源地，地球大約有70%的面積被海洋所覆蓋【師】：海洋不僅如我們剛才看到的美麗，同時(shí)還蘊(yùn)含著豐富的資源，那么浩瀚的大海里究竟有什么呢？【多媒體演示】：海水中蘊(yùn)含的元素有80多種地球上99%以上的溴蘊(yùn)藏在大海中，因此溴被稱為“海洋元素”。海水中還有豐富的碘元素?！径嗝襟w演示】：每千克海水中幾種氯化物的含量【師】：經(jīng)過(guò)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，得出了每千克海水中含有的氯化物含量，那在這些氯化物中，那種含量最多呢？【生】：氯化鈉【生活中的NaCI】談到氯化鈉大家一定不會(huì)陌生，它是食

6、用鹽的主要成分，人類日常生活必不可少的調(diào)味劑之一。在我們生病（發(fā)熱、脫水、中暑等）的時(shí)候，就會(huì)注射NaCI生理鹽水（生理學(xué)或臨床上常用的滲透壓與動(dòng)物或人體血漿相等的氯化鈉溶液，其濃度用于兩棲類時(shí)是0.67%0.70%，用于哺乳類和人體時(shí)是0.85%0.9%。0.9%氯化鈉無(wú)菌水溶液。其滲透壓與人體血液近似，鈉的含量也與血漿相近，但氯的含量卻明顯高于血漿內(nèi)氯的含量，因此生理鹽水只是比較的合乎生理，其用途為供給電介質(zhì)和維持體液的張力。亦可外用，如清潔傷口或換藥時(shí)應(yīng)用。）那人們是如何從海水中獲得氯化鈉的呢？【生】：【多媒體演示】：海水曬鹽過(guò)程（圖片）海水蒸發(fā)結(jié)晶析出苦鹵水（含有鎂離子、溴離子、碘離子

7、等）和粗鹽（含鈉離子、氯離子、鎂離子、硫酸根離子等）依次加入氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉。去除雜質(zhì)過(guò)濾得到沉淀和濾液加入稀鹽酸溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到純凈鹽（氯化鈉）【師】：這個(gè)母液我們下幾堂課還會(huì)學(xué)習(xí)，可以用于制取溴等化工原料?！編煛浚寒?dāng)然本堂課的重點(diǎn)不是氯化鈉，而是我們從氯化鈉中還能得到寫什么？首先我們看NaCI是不是由Na元素和CI元素組成的？那Na我們?cè)跁?huì)在今后的學(xué)習(xí)中遇到，本節(jié)課我們主要來(lái)研究CI，NaCI中的CI是不是以化合態(tài)的形式存在？要研究CI是不是比較困難（還要排除Na），如果把CI從NaCI中單獨(dú)提取出來(lái)研究，這樣是不是簡(jiǎn)單多了？這個(gè)問(wèn)題早在19世紀(jì)就被科學(xué)家解決，他們通過(guò)電解飽和食鹽

8、水，也就是電解氯化鈉水溶液得到了工業(yè)上的重要工業(yè)原料之一的氯氣。談到電解大家有沒有回憶起初中時(shí)期所學(xué)習(xí)的電解水？電解水的方程式還記得么？水分子由氫原子和氧原子構(gòu)成（或水是由氫元素和氧元素組成）通電后水分子被破壞，分解為氫原子、氧原子（分解）兩個(gè)氫原子組成一個(gè)氫分子；兩個(gè)氧原子組成一個(gè)氧分子（重組）許多氫分子聚集在一起為氫氣；許多氧分子聚集在一起為氧氣（聚集）陰極H2；陽(yáng)極O2【多媒體演示】：思考：(1) 與電源正、負(fù)兩極相連的鉑絲叫什么極？ (2)A、B兩管中分別產(chǎn)生什么氣體？【生】：【師】：如果我把水換成飽和食鹽水，那么他可能的產(chǎn)物是什么？【生】：NaOH溶液飽和食鹽水鐵棒石墨直流電源【多媒

9、體演示】：提問(wèn)：鐵棒和石墨分別叫什么極？【師】看實(shí)驗(yàn)視頻之前呢我有三個(gè)要求電極附近有無(wú)氣泡產(chǎn)生；若有生成了什么氣體，如何檢驗(yàn)；溶液有無(wú)變化，若有，怎么檢驗(yàn)?！緦?shí)驗(yàn)視頻】：【師】：。你看到了什么？【生】：【師】：我們來(lái)把。說(shuō)的總結(jié)一下。化學(xué)方程式：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 1陰極2H2O+2e-=H2+2OH-陽(yáng)極2Cl- -2e=Cl22.氯化鈉水溶液濃度應(yīng)該比較稀，所以正極生成的氯氣迅速溶解在水中，只有負(fù)極生成氫氣。3.黃綠色是氯水的顏色。氯化鈉分解的速度在電極（尤其是負(fù)極，氯離子受靜電力排斥擴(kuò)散速度加快，有效碰撞次數(shù)增多）應(yīng)該更快。我們把以電解食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)

10、品的工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)”，顧名思義，Cl2NaOH。剛才老師演示的實(shí)驗(yàn)只是工業(yè)制取氯氣的一個(gè)簡(jiǎn)易裝置，那真正在工業(yè)上是怎么制備氯的呢？【flash演示陽(yáng)離子交換膜法電解槽】工業(yè)制備適用于獲取大量氯氣以用來(lái)工業(yè)生產(chǎn)，若我們只需少量氯去用來(lái)定性定量研究怎們辦？其實(shí)我們還有實(shí)驗(yàn)室制法p41【實(shí)驗(yàn)室制法】【氯的發(fā)現(xiàn)】1774年，瑞典化學(xué)家舍勒在研究軟錳礦（MnO2）時(shí)，把濃鹽酸與軟錳礦混合在一起加熱，意外發(fā)現(xiàn)有黃綠色的氣體生成。1810年，英國(guó)化學(xué)家戴維研究了這種氣體是由一種元素組成的。他將這種元素命名為chlorine,希臘文意為“綠色的”。實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸來(lái)制取氯氣，主要操作步驟為：1、檢

11、查裝置的氣密性 （在尾氣吸收裝置中家適量水，連接好裝置，關(guān)閉分液漏斗的活塞，用熱毛巾（手）捂住發(fā)生裝置，觀察燒杯中有無(wú)氣泡產(chǎn)生）2、把酒精燈放在鐵架臺(tái)上，根據(jù)酒精燈高度確定鐵圈的位置，固定鐵圈后放好石棉網(wǎng)；3、將圓底燒瓶固定在鐵架臺(tái)上；4、用藥匙向圓底燒瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加濃鹽酸，并將導(dǎo)管放入集氣瓶中；5、在圓底燒瓶上安裝好分液漏斗，連接好導(dǎo)氣管；反應(yīng)裝置：由下到上，由左往右 實(shí)驗(yàn)裝置搭建的要求 （不能對(duì)圓底燒瓶加強(qiáng)熱，因?yàn)闈恹}酸易揮發(fā)，溫度越高，揮發(fā)的鹽酸的量越多，使氯氣中混有更多的雜質(zhì)氯化氫，也降低了濃鹽酸的利用率）凈化裝置：濃流酸的吸水性收集裝置：排飽和食鹽水法、向上排空氣

12、法尾氣處理：氫氧化鈉溶液的吸收反應(yīng)完后：先移除導(dǎo)管，再熄滅酒精燈（先熄滅燈的話 由于溫度降低 氣體體積減小 導(dǎo)致裝置內(nèi)部壓強(qiáng)減小 外界壓強(qiáng)大于裝置內(nèi) 水會(huì)倒吸入試管內(nèi) 導(dǎo)致熱的試管炸裂 所以要將導(dǎo)管移出水面）1.實(shí)驗(yàn)原理：MnO2 + 4HCl(濃) = MnCl2 + Cl2+2H2O2.發(fā)生裝置：依據(jù): 固體（二氧化錳）+ 液體（濃鹽酸） 加熱 制取氣體3.收集裝置：排飽和食鹽水法向上排空氣法：密度比空氣大4.尾氣處理：通入NaOH溶液主要儀器：分液漏斗、圓底燒瓶、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、酒精燈、集氣瓶、燒杯、導(dǎo)管、雙孔橡皮塞等【多媒體演示】新型實(shí)驗(yàn)室制備氯氣，想一想1、揮發(fā)出的HCI氣體、H2O;2、除去上述氣體；3、不能，還會(huì)有飽和氯化鈉溶液中的水蒸氣未除盡；4、濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在瓶口，變藍(lán)【隨堂練習(xí)】1、答：選B。電解食鹽水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為2NaCl2H2O=2NaOHH2Cl2，其中在陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)是：2Cl2e=Cl2，陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H2O2e=H22OH-。對(duì)照分析選項(xiàng)，A錯(cuò)誤；陽(yáng)極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl22KI=2KClI2，溶液呈棕色，B正確；陰極附近產(chǎn)生大量的OH，滴入酚酞試液后，酚酞試液變