2021-2022學(xué)年高中化學(xué)新人教版必修第一冊(cè)-第二章-2.1-氯氣的性質(zhì)-教案

第二章海水中的重要元素----鈉和氯第二節(jié)氯及其化合物第1課時(shí)氯氣的性質(zhì)【教學(xué)目標(biāo)】(1)能通過實(shí)驗(yàn)探究氯氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用，培養(yǎng)證據(jù)推理意識(shí)。(2)能用氧化復(fù)原反響、離子反響的觀點(diǎn)預(yù)測(cè)并解釋氯氣的化學(xué)性質(zhì)，并能用化學(xué)方程式正確表達(dá)。(3)以氯及其化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)為線索，建立含氯元素的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，進(jìn)一步了解研究物質(zhì)的思路和方法。(4)通過含氯物質(zhì)性質(zhì)和用途的學(xué)習(xí)，感受物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系，體會(huì)化學(xué)對(duì)生活、環(huán)境保護(hù)的重要意義，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。(5)了解氯氣的發(fā)現(xiàn)史，學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究精神及勤于鉆研、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度?！緝?nèi)容分析】氯是一種典型的非金屬元素，具有多種化合價(jià)，可以形成食鹽、漂白粉等多種含氯化合物，學(xué)生在日常生活中對(duì)這些物質(zhì)比擬熟悉。因此，教材在本節(jié)以學(xué)生不熟悉的氯氣為主線，選擇氯氣的性質(zhì)、用途等內(nèi)容，將含氯化合物穿插在其中進(jìn)行介紹，讓學(xué)生在重點(diǎn)學(xué)習(xí)氯氣單質(zhì)的過程中，關(guān)注這些含氯元素物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)不同價(jià)態(tài)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，形成非金屬及其化合物的研究思路和方法。從氯氣的知識(shí)結(jié)構(gòu)來看，重點(diǎn)介紹氯氣的強(qiáng)氧化性，并引導(dǎo)學(xué)生從離子反響、氧化復(fù)原反響的視角對(duì)反響的產(chǎn)物進(jìn)行預(yù)測(cè)、探究，表達(dá)了宏觀與微觀相結(jié)合的思想，強(qiáng)化證據(jù)推理意識(shí)。從內(nèi)容的選取看，重視氯及其化合物的應(yīng)用價(jià)值，如氯氣用于自來水消毒，84消毒液、漂白粉是日常生活中重要的消毒劑和漂白劑等，有助于學(xué)生更好地了解化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。氯氣有毒又有用的編寫方式，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到要學(xué)好知識(shí)并正確運(yùn)用，才能讓資源更好地為人類效勞，從而開展社會(huì)參與意識(shí)，建立社會(huì)責(zé)任感。本節(jié)教材以氯及其化合物的研究為載體，建構(gòu)了非金屬及其化合物的研究模型，突出了對(duì)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，有利于后續(xù)硫、氮及其化合物的學(xué)習(xí)。.【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】重點(diǎn)：氯氣的化學(xué)性質(zhì)；氯及其化合物的研究思路和方法的建構(gòu)。難點(diǎn)：氯氣分別與水、氫氧化鈉的反響?！窘虒W(xué)流程】【學(xué)習(xí)任務(wù)一】信息整合，發(fā)現(xiàn)問題【溫故知新】回憶氯原子的結(jié)構(gòu)和存在形式根據(jù)氯的原子結(jié)構(gòu)，并結(jié)合以下材料，答復(fù)以下問題。18世紀(jì)70年代，瑞典化學(xué)家舍勒(C.W.Scheele,1742----1786)將軟錳礦(主要成分是MnO2)與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。受當(dāng)時(shí)流行學(xué)說的影響，舍勒未能確認(rèn)這種氣體。直到1810年，英國(guó)化學(xué)家戴維(S.H.Davy，1778----1829)才確認(rèn)這種氣體是一種新元素組成的單質(zhì)----氯氣?！舅伎寂c討論】1.從材料中，你發(fā)現(xiàn)了氯氣的哪些物理性質(zhì)？2.從氯氣的發(fā)現(xiàn)到氯被確認(rèn)為一種新的元素，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)三十多年，其間經(jīng)歷了數(shù)位科學(xué)家的不懈探索。你從這一史實(shí)中得到什么啟示?3.根據(jù)氯的原子結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)氯的化學(xué)性質(zhì)?！敬鸢浮?.氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。2.啟示1:科學(xué)研究需要有可靠的理論作指導(dǎo)，否那么只能浪費(fèi)時(shí)間和精力。啟示2:科學(xué)研究需要以大量事實(shí)為依據(jù)。啟示3:科學(xué)研究需要有對(duì)科學(xué)的熱愛和奉獻(xiàn)科學(xué)的精神。氯原子的最外電子層上有7個(gè)電子，在化學(xué)反響中很容易得到1個(gè)電子，使最外電子層到達(dá)8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。氯氣可能具有具有強(qiáng)氧化性?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過氯氣的發(fā)現(xiàn)史，學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究精神及勤于鉆研、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)二】宏觀辨識(shí)微觀探析，分析解決問題氯氣能與大多數(shù)金屬化合，生成金屬氯化物。例如，鈉、鐵、銅等都能與氯氣在加熱條件下發(fā)生反響:【思考】初中的時(shí)候，我們已經(jīng)知道鐵的常見價(jià)態(tài)為+2、+3，而銅的常見價(jià)態(tài)為+1、+2，根據(jù)上述反響，你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？氯氣與有變價(jià)的金屬反響時(shí)，總是生成高價(jià)金屬氯化物。氯氣也能與大多數(shù)非金屬單質(zhì)發(fā)生化合反響?！緦?shí)驗(yàn)2-7】在空氣中點(diǎn)燃?xì)錃?，然后把?dǎo)管緩慢伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：H2安靜燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，瓶口有白霧。解析：產(chǎn)物HCl在空氣中與水蒸氣結(jié)合，呈現(xiàn)霧狀，所以瓶口有白霧?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過價(jià)態(tài)、實(shí)驗(yàn)探究等角度學(xué)習(xí)氯氣與金屬、非金屬單質(zhì)的反響，構(gòu)建非金屬及其化合物的研究思路和方法?！舅伎寂c討論】我們以前學(xué)過的燃燒反響，都是物質(zhì)在氧氣中的燃燒。通過H2在Cl2中的燃燒，你對(duì)燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識(shí)?燃燒不一定要有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是氧化復(fù)原反響，所有發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反響都稱為燃燒?！驹u(píng)價(jià)任務(wù)一】〔教材P47練習(xí)與應(yīng)用2〕2.以下說法中，不正確的選項(xiàng)是()?！敬鸢浮緾【設(shè)計(jì)意圖】通過燃燒反響的重新定義，讓學(xué)生初步了解定義的狹義和廣義。從而養(yǎng)成不應(yīng)拘束于文字，而應(yīng)該從本質(zhì)看問題的科學(xué)態(tài)度?！舅伎肌啃再|(zhì)決定用途。目前，很多自來水廠用氯氣來殺菌、消毒，我們偶爾聞到的自來水散發(fā)出來的刺激性氣味就是余氯的氣味。Cl2溶于水為什么能殺菌消毒？請(qǐng)用相關(guān)的化學(xué)方程式解析?！蔡崾荆焊鶕?jù)氧化復(fù)原反響原理、質(zhì)量守恒定律及已掌握的Cl2的性質(zhì)預(yù)測(cè)Cl2與H2O反響的生成物。〕在常溫下，溶于水中的局部氯氣與水發(fā)生反響:H2O+Cl2=HCl+HClO產(chǎn)物次氯酸(HClO)具有強(qiáng)氧化性，因此，次氯酸能殺死水中的病菌，起到消毒的作用。次氯酸的強(qiáng)氧化性還能使某些染料和有機(jī)色素褪色,因此，次氯酸可用作棉、麻和紙張的漂白劑。次氯酸是很弱的酸，只存在于水溶液中。次氯酸不穩(wěn)定，在光照下容易分解放出氧氣。請(qǐng)根據(jù)氧化復(fù)原反響原理、質(zhì)量守恒定律寫出該反響方程式?！究茖W(xué)技術(shù)社會(huì)】驗(yàn)證次氯酸光照分解產(chǎn)物的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)依次相連，采集實(shí)驗(yàn)過程中各種物理量(如pH、溫度、壓強(qiáng)、電導(dǎo)率等)變化的數(shù)據(jù)并記錄和呈現(xiàn)，通過軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。也就是說，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是利用傳感器和信息處理終端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析。驗(yàn)證次氯酸光照分解的產(chǎn)物可以設(shè)計(jì)成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)將pH傳感器、氯離子傳感器、氧氣傳感器分別與數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)連接;(2)將三種傳感器分別插入盛有氯水的廣口瓶中;(3)用強(qiáng)光照射氯水，同時(shí)開始采集數(shù)據(jù)。【設(shè)計(jì)意圖】介紹化學(xué)在科研上的成就，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。通過實(shí)驗(yàn)圖像的解讀，初步掌握?qǐng)D形閱讀的最根本方法〔坐標(biāo)的意義〕。【思考與討論1】近年來有科學(xué)家提出，使用氯氣對(duì)自來水消毒時(shí)，氯氣會(huì)與水中的有機(jī)物發(fā)生反響，生成的有機(jī)氯化物可能對(duì)人體有害。所以，國(guó)家規(guī)定了飲用水中余氯含量的標(biāo)準(zhǔn);而且已開始使用新的自來水消毒劑，如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。從中你能得到什么啟示？啟示1:要一分為二地看待物質(zhì)，正確認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，合理使用物質(zhì)。啟示2:化學(xué)研究的方向之一就是根據(jù)需要發(fā)現(xiàn)、合成并使用新物質(zhì)?！舅伎寂c討論2】你知道如何用自來水養(yǎng)金魚嗎?首先,用容器取適量的自來水,將其放置在陽光照射的地方兩天(三天更好),再將其倒進(jìn)魚缸里面。這是因?yàn)樽詠硭疄榱诉m合人類飲用,都經(jīng)過了處理,其中含有氯氣,此氣體對(duì)于金魚的生長(zhǎng)不利,時(shí)間久了很容易造成金魚死亡。將其放置在陽光照射的地方,是因?yàn)樵陉柟庹丈湎?可以使得有毒物質(zhì)減少,從而使得金魚慢慢適應(yīng)新的水源。①自來水用氯氣來消毒,說明氯氣具有哪些方面的性質(zhì)?②自來水曬過一段時(shí)間后,可以減少水中的有毒物質(zhì),發(fā)生了哪些化學(xué)反響?【答案】①自來水用氯氣來消毒,說明氯氣具有強(qiáng)氧化性。②氯氣對(duì)自來水消毒后,含有少量氯氣和次氯酸。經(jīng)過陽光照射后,發(fā)生的化學(xué)反響有2HClO2HCl+O2↑?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過對(duì)社會(huì)熱點(diǎn)問題以及化學(xué)生活問題的討論，提升應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決生活問題的能力，落實(shí)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任?！舅伎肌恳韵聢D為市面上常用的漂白劑，為什么不直接用次氯酸作漂白劑？氯氣在水中的溶解度不大，而且生成的HClO不穩(wěn)定，難以保存，使用起來很不方便，效果也不理想。次氯酸鹽比次氯酸的穩(wěn)定性強(qiáng)很多。比方NaClO雖然也會(huì)分解，但它的水溶液在低溫下存放三年才分解一半左右，比HClO穩(wěn)定得多。次氯酸鹽可以在溶液中轉(zhuǎn)化為次氯酸，從而具有一定的漂白和消毒能力，所以漂白液、漂白粉、漂粉精都是常用的消毒劑和漂白劑。漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、紙張的漂白劑，又可用作游泳池等場(chǎng)所的消毒劑?！舅伎肌咳绾沃频么温人猁}？在常溫下，將Cl2通人NaOH溶液中，可以得到以NaClO為有效成分的漂白液。根據(jù)氯氣與水的反響，寫出氯氣與氫氧化鈉溶液反響的化學(xué)方程式，并改寫為離子方程式。根據(jù)上面的反響，寫出氯氣與氫氧化鈣溶液反響的方程式將氯氣通入冷的石灰乳中會(huì)得到以次氯酸鈣為有效成分的漂白粉。如果氯氣與氫氧化鈣充分反響使次氯酸鈣成為主要成分，就得到了漂粉精【思考】次氯酸鹽如何轉(zhuǎn)化為次氯酸?

【知識(shí)拓展】漂白粉和漂白液的漂白原理

【思考與交流】怎樣保存漂白粉？

密封保存。【設(shè)計(jì)意圖】通過含氯物質(zhì)性質(zhì)和用途的學(xué)習(xí)，感受物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系，體會(huì)化學(xué)對(duì)生活、環(huán)境保護(hù)的重要意義，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。【知識(shí)拓展】

上述反響使用的是強(qiáng)酸〔相對(duì)強(qiáng)的酸〕制取弱酸的原理。

通過方程式可得出結(jié)論：H2CO3>HClO〔酸性〕【思考】該原理我們是否在其他方面應(yīng)用過？

利用碳酸鈣和稀鹽酸反響制取二氧化碳?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過反響原理的介紹，落實(shí)科學(xué)觀?！拘〗Y(jié)】氯氣的用途：

1.用于自來水的殺菌、消毒；

2.制取漂白粉、漂白液、消毒液等；

3.工業(yè)制鹽酸。【課堂小結(jié)】

【評(píng)價(jià)任務(wù)二】〔教材P47第1題〕1.以下生活中的物質(zhì)與其有效成分的化學(xué)式、用途的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，不正確的選項(xiàng)是()。

【答案】B【評(píng)價(jià)任務(wù)三】含氯物質(zhì)在生活中有廣泛的應(yīng)用。課后請(qǐng)查閱資料了解含氯物質(zhì)的用途。

消毒/漂白液：NaClO

漂白粉：Ca(ClO)2

消毒洗衣粉：NaClO

清潔劑：HCl

合成纖維：氯綸耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，不燃燒。工作服、濾布、平安帳篷、地毯

聚氯乙烯：PVC56-58%。塑料薄膜、雨衣、玩具、拖鞋、窗簾

合成殺蟲劑：六六六、敵百蟲、樂果、賽力散、DDT

【評(píng)價(jià)任務(wù)四】〔教材P48第8題〕

8.氯氣用途廣泛，是一種重要的化工原料，因此氯氣的發(fā)現(xiàn)具有重要的意義。但是，在第一次世界大戰(zhàn)期間，氯氣被用來制作毒氣彈，使受害者的身體遭受嚴(yán)重傷害?？茖W(xué)家是否應(yīng)進(jìn)行類似氯氣這類有可能被錯(cuò)誤利用的物質(zhì)的研究?請(qǐng)談?wù)勀愕目捶ā?/p>

應(yīng)該進(jìn)行研究，因?yàn)槁葰庥袕V泛的用途。但是要正確認(rèn)識(shí)這類物質(zhì)，防止人類受到傷害。

【設(shè)計(jì)意圖】強(qiáng)調(diào)氯氣有毒又有用，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到要學(xué)好知識(shí)并正確運(yùn)用，才能讓資源更好地為人類效勞，從而開展社會(huì)參與意識(shí)，建立社會(huì)責(zé)任感。一、實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)2-7]盛氯氣的集氣瓶要枯燥。瓶中的氯氣要濃。為了防止氯氣逸散，可在集氣瓶口涂一點(diǎn)凡士林，使玻璃片與瓶口更密合。因?yàn)檫@是第一個(gè)關(guān)于氯氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要提醒學(xué)生注意觀察氯氣的顏色(黃綠色)，并注意氫氣在空氣里燃燒與在氯氣里燃燒火焰的顏色是不同的。實(shí)驗(yàn)前務(wù)必要檢驗(yàn)H2的純度，在確保H2純潔的前提下完本錢實(shí)驗(yàn)。二、思考與討論[思考與討論1]從氯氣的發(fā)現(xiàn)到氯被確認(rèn)為一種新的元素，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)三十多年，其間經(jīng)歷了數(shù)位科學(xué)家的不懈探索。你從這一史實(shí)中得到什么啟示?啟示1:科學(xué)研究需要有可靠的理論作指導(dǎo)，否那么只能浪費(fèi)時(shí)間和精力。啟示2:科學(xué)研究需要以大量事實(shí)為依據(jù)。啟示3:科學(xué)研究需要有對(duì)科學(xué)的熱愛和奉獻(xiàn)科學(xué)的精神。[思考與討論2]我們以前學(xué)過的燃燒反響，都是物質(zhì)在氧氣中的燃燒。通過H2在Cl2中的燃燒，你對(duì)燃燒的條件及其本質(zhì)有什么新的認(rèn)識(shí)?提示:燃燒不一定要有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是氧化復(fù)原反響，所有發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反響都稱為燃燒。[思考與討論3]近年來有科學(xué)家提出，使用氯氣對(duì)自來水消毒時(shí)，氯氣會(huì)與水中的有機(jī)物發(fā)生反響，生成的有機(jī)氯化物可能對(duì)人體有害。所以，國(guó)家規(guī)定了飲用水中余氯含量的標(biāo)準(zhǔn);而且已開始使用新的自來水消毒劑，如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。從中你能得到什么啟示？啟示1:要一分為二地看待物質(zhì)，正確認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，合理使用物質(zhì)。啟示2:化學(xué)研究的方向之一就是根據(jù)需要發(fā)現(xiàn)、合成并使用新物質(zhì)。三、科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)驗(yàn)證次氯酸光照分解產(chǎn)物的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)依次相連，采集實(shí)驗(yàn)過程中各種物理量(如pH、溫度、壓強(qiáng)、電導(dǎo)率等)變化的數(shù)據(jù)并記錄和呈現(xiàn)，通過軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。也就是說，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是利用傳感器和信息處理終端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析。驗(yàn)證次氯酸光照分解的產(chǎn)物可以設(shè)計(jì)成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)將pH傳感器、氯離子傳感器、氧氣傳感器分別與數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)連接;(2)將三種傳感器分別插入盛有氯水的廣口瓶中;(3)用強(qiáng)光照射氯水，同時(shí)開始采集數(shù)據(jù)。此實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定光照過程中氯水的pH、氯水中氯離子的濃度、廣口瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)這三者的變化，并通過計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能將這些變化顯示在計(jì)算機(jī)屏.幕上(如圖2-16)。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終可驗(yàn)證次氯酸光照分解的產(chǎn)物。四、課后練習(xí)〔教材P47~48〕1.以下生活中的物質(zhì)與其有效成分的化學(xué)式、用途的對(duì)應(yīng)關(guān)系中，不正確的選項(xiàng)是()。

2.以下說法中，不正確的選項(xiàng)是()。5.NaCl是一種化工原料，可以制備多種物質(zhì)，如以下圖所示。請(qǐng)根據(jù)以上轉(zhuǎn)化關(guān)系填寫以下空白。(1)氯化鈉溶液通電后，發(fā)生反響的離子方程式為_________________________________。氫氣在氯氣中燃燒的現(xiàn)象是_________________________________________________。(2)Cl2與Ca(OH)2反響的化學(xué)方程式為_________________________________________；從氧化劑和復(fù)原劑的角度分析，該反響中Cl2的作用是_______________。6.請(qǐng)答復(fù)以下問題。(1)氯氣可用于自來水的殺菌、消毒。請(qǐng)用化學(xué)方程式和簡(jiǎn)要的文字說明理由。(2)漂白粉或漂粉精中的Ca(ClO)2能與空氣中的CO2和水蒸氣發(fā)生如下