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第14章 氯气

【教学目标】

一、知识目标

1.使学生了解氯气的物理性质。

2.掌握氯气的化学性质,以氯原子的结构特点作为切入点,通过氯气与多种物质的反应来认识氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,具有强氧化性。

3.通过氯气的化学性质来认识其用途。

4.掌握氯气的实验室制法的基本原理和方法。

5.掌握氯离子的检验方法。

6.进一步了解广义燃烧的概念。

二、能力目标

通过观察实验现象、分析实验结果培养学生的观察能力、分析能力。培养学生通过实验研究物质性质的科学方法。

三、情感目标

激发学生透过现象探究本质的探索兴趣。尊重科学,以发展的眼光看待科学。

【教学建议】

一、教材分析

新教材中对于氯气的性质部分删掉了红磷和氯气反应的实验,把这一部分内容放在新教材第二册第一章第一节氮和磷一节中,不再安排演示实验。目的是为了分散难点,教学中可以根据情况取舍。详见教法建议部分。关于钠和氯气的反应新教材中未安排演示实验,对于这个反应可以以复习的形式出现,从氯原子的结构入手。

此外新教材把氯离子的检验的内容放在氯气这一节,使得知识更具系统性。

氯是典型的非金属元素,因此对于氯气的性质、用途、制法等进行比较全面的学习,为后面进一步研究卤族元素性质的相似性和递变性打下基础。此部分知识还和氧化还原反应有紧密的联系,因此注意前后知识的连接。对于学生学习方法的指导具有重要作用。

二、教学建议

1.本节课的引入可以结合碱金属,学生对于在原子结构和性质上都具有一定相似性的金属元素有了一定的认识之后,这一章将学习典型的非金属元素族。卤素包括氟、氯、溴、碘、砹等五种元素,逐一学习既繁琐也没有必要,对于元素化合物知识的学习主要是研究典型物质,然后从个别到一般,结合结构,得出一族元素的性质特点及其变化规律。可以简单介绍氯气的发现,让学生了解相关的化学史。

2.氯气的物理性质的教学,可以先让学生观察氯气的颜色和状态,通过观看实物或图片,认识到氯气是一种黄绿色的气体。闻气味之前要介绍氯气的毒性,简单讲解一些中毒后的现象,提示学生注意安全。然后说明并演示正确的闻气体的方法。

氯气溶于水可以通过对比实验得出结论。向盛有氯气的试管中注入一定量的水,与盛有蒸馏水的试管对比。

3.氯气的化学性质是本节的重点内容。应注意做好演示实验,提示学生认真观察,然后分析现象,从实验事实出发,认识氯气的化学性质很活泼,表现出较强的氧化性。可以根据具体情况增加几个演示实验:(1)钠在氯气中燃烧。(2)铁丝在氯气中燃烧。(3)红磷在氯气中燃烧。通过实验说明氯气的氧化性很强,可以把铁氧化到正三价,可以和非金属反应等。同时注意和氧气做对比,既突出氯气的强氧化性,又为后面得出燃烧的广义定义作铺垫。实验是最有利的证明,因此做好演示实验对于学生学习化学,激发兴趣相当重要。此外对于氯水的成分和性质可以通过探究实验说明,教师可以根据具体情况参考探究活动中相关内容的说明使用。重视实验是一方面,教学中应更重视对实验现象的分析,结合氧化还原反应的知识,得出结论。教学中可以适当使用动画展示反应的微观机理,帮助学生理解反应。

4.关于燃烧的概念,要结合初中的知识,说明在一定范围内,科学的定义是相对的,人们对科学的认识是不断发展的。在以后的学习中学生还会遇到这样的例子,如:人类对于有机物的认识,对于糖类的认识等。教师应抓住一切有利时机培养学生尊重科学,以发展的眼光看待科学的态度。

【教学设计示例】

(第一节)氯气(第一课时)

教学目标

一、知识目标

1.使学生了解氯气的物理性质。

2.掌握氯气的化学性质,以氯原子的结构特点作为切入点,通过氯气与多种物质的反应来认识氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,具有强氧化性。

3.进一步了解广义燃烧的概念。

二、能力目标

通过观察实验现象、分析实验结果培养学生的观察能力、分析能力。培养学生通过实验研究物质性质的科学方法。

三、情感目标

激发学生透过现象探究本质的探索兴趣。尊重科学,以发展的眼光看待科学。

教学重点:氯气的化学性质

教学难点:氯气的化学性质

教学方法:实验-分析-得出结论

四、教学过程

引入:前面学习了碱金属元素的有关知识,大致了解了化学上学习、认识元素的方法。碱金属是几种在原子结构和元素性质上都有一定相似性的金属元素。这一章我们要学习在原子结构和元素性质上都有一定相似性的非金属元素,它包括氟、氯、溴、碘、砹五种元素。我们重点学习它的代表——氯元素。

板书:第一节氯气

一、氯气的性质和用途

1.物理性质:黄绿色有刺激性气味的气体,常温下能溶于水(1:2),比空气重,易液化,有毒。

提出:液氯和氯水是有区别的。

提问:氯原子的结构特点,让学生画出其原子结构示意图,根据结构推测氯气的化学性质是否活泼,它具有氧化性还是还原性?

追问:氯气可以和哪些物质反应表现出它的强氧化性?氯气的化学性质要从实验入手。

回顾:钠在氯气中燃烧的实验现象(有条件的也可以播放视频文件或者演示实验,实验时最好用玻璃匙,取一小片金属钠,直接伸入盛有氯气的集气瓶中,就可以看到现象。)

微机演示:氯化钠的形成过程

分析:让学生写出方程式,标出电子转移的方向和数目,找出此反应的氧化剂。

2.氯气的化学性质

(1)与金属反应

2Na+Cl2点燃2NaCl氧化剂:Cl2

引言:钠是活泼的金属,如果换成中等活泼的铁会如何呢?

视频:铁在氯气中燃烧(实验中注意与钠对比,铁丝需要在空气中加热,然后再伸入氯气的集气瓶中)

小结:现象:剧烈燃烧,集气瓶中充满棕褐色的烟。

让学生写出方程式,标出电子转移的方向和数目,找出此反应的氧化剂。说明铁被氧化到高价。

板书:2Fe+3Cl2点燃FeCl3氧化剂Cl2

说明:通常条件下,干燥的氯气不和铁反应,因此可以用钢瓶储运液氯。

(第一节)氯气(第二课时)

一、知识目标

1.通过氯气的化学性质来认识其用途。

2.掌握氯气的实验室制法的基本原理和方法。

3.掌握氯离子的检验方法。

二、能力目标

通过观察实验现象、分析实验结果培养学生的观察能力、分析能力。培养学生通过实验研究物质性质的科学方法。

三、情感目标

激发学生透过现象探究本质的探索兴趣。

教学重点:氯气的化学性质,氯离子的检验。

教学难点:氯气的化学性质,氯离子的检验。

教学方法:实验-分析-得出结论

四、教学过程

引入:上一节我们学习了氯气可以和金属、非金属单质反应。今天继续学习氯气和化合物的反应。氯气可以溶于水(1:2),能和水反应吗?

演示实验:把氯水滴加到紫色石蕊试液中,让学生观察现象。

讨论:如何解释先变红,后褪色的现象。

解释:说明氯水显酸性。氯水有漂白性。

提问:氯水的颜色是黄绿色,说明有氯分子存在。那么是Cl2有漂白性吗?

演示实验:次氯酸的漂白作用(也可以播放动画)

讨论:实验现象说明什么?

结论:说明Cl2与水反应生成了一种具有漂白性的物质。

板书:与水反应

Cl2+H20=HClO(次氯酸)+HCl动画演示:次氯酸分解

讨论:新制的氯水和久置的氯水有什么不同?

讲述:次氯酸因为有强氧化性,因此可以使很多有色物质褪色。以前初中还学过一种物质可以使有色物质脱色,是活性炭,它漂白的机理是因为它具有疏松多孔的结构,可以吸附有色物质,因此它的脱色是物理变化。而次氯酸的漂白是化学变化。次氯酸虽好但不稳定。如何利用它的漂白性为人类服务,又能解决稳定存放的问题?把酸转化成盐。与碱反应可以完成转化。

板书:与碱反应

2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2(次氯酸钙)+CaCl2+2H2OCa(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO解释:次氯酸钙比次氯酸稳定,容易储运。市售的漂白粉和漂白精的有效成分就是次氯酸钙。漂白原理是次氯酸钙与空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成次氯酸,这个反应也说明碳酸的酸性比次氯酸还强。因此注意密闭保存。

【典型例题】

例1下列关于氯气的说法不正确的是

A.尽管氯气的化学性质很活泼,但是干燥的液氯能用钢瓶贮存。

B.氯气和液氯是两种不同的物质。

C.可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气。

D.氯气有毒,它曾在战争中被用于制造毒气弹。

选题目的:考查氯气的有关知识。

分析:铁可以在氯气中燃烧,但是在通常状况下,干燥的液氯可以用钢瓶储运。氯气和液氯是同一种物质的不同状态。除去氯气中混有的水蒸气应选用能吸收水的干燥剂,同时注意不能和氯气反应。因此用浓硫酸吸收水蒸气是正确的。氯气有毒,对人体有害。

解答:B

例2下列离子方程式正确的是

A.氯气与水反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-

B.氯气与氢氧化钠溶液反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OC.浓盐酸与二氧化锰共热:MnO2+4HCl=Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2OD.漂白粉溶液中通入少量的二氧化碳气体:Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO选题目的:前面已经学习了离子方程式的有关内容,应该多练习,巩固知识。

分析:离子方程式应以客观事实为基础,考虑物质的实际存在方式,一般难电离的弱酸、弱碱和难溶性的固体(沉淀)、气体等,都应保持化学式的形式。

解答:B、D

例3用MnO2和浓盐酸制取纯净干燥的氯气,并让氯气与铜粉反应制取纯净的无水,CuCl2装置如下图所示。

请回答下列问题:

①实验前检查整套装置的气密性的方法是。

②B中选用的试剂是饱和食盐水,其作用是;C中选用的试剂是,其作用是。

③D中反应的化学方程式是,将此生成物溶于少量水,得到色溶液。

选题目的:本题考查实验室制取氯气及氯气与铜的反应。

分析:①装置气密性的检查是在装置连接好后,而尚未放入药品之前进行的。装置气密性的检查中,为使现象明显,可采用酒精灯加热烧瓶的方法,当烧杯中的导管口有气泡冒出时,停止加热,若导管口部形成一段水柱,表明整套装置不漏气。

②B中选用饱和食盐水除去A中产生的Cl2中的杂质气体HCl;C中盛放浓硫酸,除去Cl2中混有的水蒸气。

③D中发生如下反应:

Cu+Cl2△CuCl2

将生成物CuCl2溶解于少量的水中,得到绿色的CuCl2溶液。

【习题精选】

一、选择题

1.下列关于氯水的叙述不正确的是

A.新制氯水长期放置后颜色会逐渐褪色为无色

B.长期放置的氯水也能使有色布条褪色

C.长期放置的氯水中含有的H+多于新制氯水

D.新制氯水中含有的阳离子只有H+

2.如图所示,在A处通入氯气,关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是

A.浓硫酸B.溶液

C.H2OD.饱和氯化钠溶液

3.下列氯化物中,不能用金属与氯气直接化合而生成的是

A.FeCl3B.CuCl2C.NaClD.FeCl2

4.能与硝酸银反应,生成沉淀的是

A.KClB.KClO3C.KClOD.CCl4

5.下列方程式正确的是

A.2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2B.Cu+2HCl=CuCl2+H2

C.Fe+Cl2=FeCl2

D.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O答案

1.B(新制氯水的主要成分为:Cl2、H+、Cl-、HClO、ClO-等。久置氯水的成分主要为:H+和Cl-等。HClO具有强氧化性,能杀菌和漂白。)

2.A、B(当关闭B阀时,A处的Cl2将通过D后才能到达C,C处红布条不褪色可能是①到达C处的Cl2为干燥的Cl2;②无Cl2到达C处。)

3.D(氯气是非常活泼的非金属单质,具有强氧化性,可将具有可变价态的金属氧化成高价的金属氯化物。)

4.A(与硝酸银反应生成沉淀反应是:

Ag++Cl-=AgCl

在上述所给出的备选答案中只要溶于水能电离产生Cl-的,即可与AgNO3反应产生沉淀。)

5.D(A错误,因为HCl虽然有氧化性,可以夺得铁的电子,但HCl中的H+的氧化性太弱,只能把铁氧化成Fe2+,生成FeCl3而不是。B错误,铜不能置换酸中的H+产生H2。C错误,因为Cl2为强氧化剂,可将单质铁氧化至其最高价正3价,生成FeCl3。)

二、计算题

氯气通入石灰乳中得漂白粉,其主要成份是Ca(OH)2·3CaCl(ClO)·nH2O,现有一种漂白粉的有效氯(过量HCl和漂白粉作用生成氯气的质量和漂白粉质量之比)为35%,若漂白粉的组成和上述化学式相符,则式中n值是多少?

解析:这是一道信息给予题,需要把原有知识和新信息结合起来加以运用,新信息有3个:(1)漂白粉的成份是:Ca(OH)2·3CaCl(ClO)·nH2O(2)有效氯=WCl2W漂白粉

(3)漂白粉与过量盐酸反应的方程式应为:Ca(OH)2·3CaCl(ClO)·nH2O+8HCl=4CaCl2+(n+5)H2O+3Cl2↑455+18n3×71

∵3×71455+18n×100%=35%所以解出n=8.5

答:n值为8.5。

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