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氯气教案

2021-03-06 来源:步旅网
氯气的性质

教学目的:知识技能: 1.理解氯气的物理性质2.掌握氯气与金属及氢气

的反应3.理解氯水的成分并掌握氯气与水的反应4.掌氯酸的性质及其原理,并了解漂白粉制备与生效原理

过程与方法论: 通过引导学生观察,并理性分析实验,提高学生

分析实验能力

情感态度与价值观: 1.氯气的毒性与在生活中的应用,培养学生看待

事物要看到事物的两面性。2.次氯酸在生活中的额应用,体现化学的价值。

教材分析:“氯气的性质”位于化学必修一的专题2中第一单元第2节。氯气在

生活成产中的广泛应用,及氯气是一种重要的非金属气体,它的活动性很强。对于氯气的性质的学习是学生第一次接触具体对一种元素的研究。本节的学习对于后面其他卤族元素的学习及其他族元素学习具有奠定基础作用。在本单元第一节中学习氯气的制取,为氯气的性质引入有一定作用

教学难点:氯气与水反应

教学重点:氯离子的检验、次氯酸,氯气与水和氢氧化物反应

教学方法:多媒体演示配以演示实验,以探究教学法为主,启发教学法为辅 教学过程:实验探究----知识小结----习题巩固

实验仪器:试管、烧杯、胶头滴管、针筒、pH试纸、玻璃棒、火柴

实验药品:酚酞试剂、氢氧化钠溶液、氯气、蒸馏水、硝酸银溶液、稀硝酸溶液、粗铁丝、细铁丝 教学内容:

讲解: 在上节课中我们已经学习了氯气的实验室制法,今天我们要学习氯气的

性质。首先我们回忆下,在制备中我们收集的氯气是(黄绿色,且有刺激性气味的有毒气体)

板书: 一、物理性质

PPT: 1.黄绿色、气体、有刺激性气味

2.有毒

讲解: 在收集的时候我们通过什么方法收集?(向上排空气法)说明氯气的密

度比空气大。

PPT: 3.密度大于空气

讲解: 氯气在常温下是气体可见它的熔沸点较低,我们给它加加压,就能使之

液化成为“液氯”,这样就可以存储于钢瓶中便于运输。

PPT: 4.熔沸点较低,易于液化为“液氯”

提问: 物理性质还应包括在水中的溶解度,那我们来通过实验探究下氯气在水

中的的溶解度如何?然后思考下能否用排水法收集氯气。

演示: 配讲解:这只针筒内装有80ml的氯气,我们吸取20ml的水,振荡,注

意观察现象。你们观察到什么现象啦?

回答: (。。。。。。)

讲解: 原来活塞在80ml的位置,当我们吸入20ml的水后。假使氯气不溶于水,

那活塞应位于(100ml)处,而现在位于xxml处。

①xx=60,说明有40ml的氯气溶解在20ml的水中,那也就是说,氯气可溶于水并且一体积水能溶解二体积的氯气。

②xx≠60,在理论上此时的活塞应位于60ml处,实验出现了误差,可能是收集的氯气气体不纯-->60

或者针筒的气密性不好<60。我们按理论分析,当活塞处于60ml处时,说明有40ml的氯气溶解在20ml的水中,那也就是说,氯气可溶于水且一体积水溶解二体积的氯气。

PPT: 5.能溶于水(Cl2:H2O=1:2)

讲解: 由此可见,我们收集氯气的时候(不能)用排水法收集。但是啊,我们

实验时却通常用排饱和食盐水的方法来收集氯气,同学们回去想下为什么排饱和食盐水就可以收集氯气了?

讲解: 好,那在认识了氯气的相关物理性质之后,我们来看下它具有哪些化学

性质。

板书: 二、化学性质

讲解: 我们都知道,结构决定性质,那我们先来书写下氯原子的原子结构。 互动: 请学生上黑板书写

讲解: 同学们看下,氯原子核带17个单位正电荷,外面是3层电子层,分别有

2个、8个、7个电子,共17个电子。氯原子最外层电子为7个,那它就(容易得1个电子)达到8电子稳定,由此我们可以推测,氯气中的氯原子也易各得一个电子达8电子稳定。

PPT: 氯原子结构

讲解: 根据之前的学习,核外电子数少于4个的易于失去电子,而达到稳定结

构。活泼金属钠,最外层有一个电子它易于失去这个电子,形成钠离子。一个易于失电子,一个易于得电子,那么他们互相“成全对方”,发生反应生成氯化钠分子。

PPT: Na + Cl2 === 2NaCl

讲解: 在这里,钠失去一个电子生成钠离子,氯气中的2个氯原子各得到一个

电子生成氯离子,与钠离子结合生成氯化钠分子。其中钠失去电子导致化合价升高。反之,氯气中的氯原子得到电子而化合价降低。

既然金属钠能与氯气反应,那常见金属铁和铜能与氯气反应吗?下面我

们来做下铁与氯气的反应。在观察的时候思考几个问题:①实验的现象及产物是什么?②反应方程式③这反应与我们一般的燃烧反应有何异同点

演示: 我们将细铁丝绕成螺旋状,为的是(能让铁丝充分燃烧),然后我们把铁

丝一端系在粗铁丝上,另一端系一根火柴,用来点燃铁丝。我们将铁丝点燃,在火柴快燃尽时迅速伸入氯气中。

提问: 我们看到的实验现象是什么? 回答: 同学回答

PPT: 按学生回答填入表格

讲解: 恩,铁丝在氯气中 剧烈燃烧,产生黄棕色的烟。注意哦,这里产生的是

烟,是固体,而不是雾,气体。

那产物是(三氯化铁:FeCl3),因为三价铁是黄色的,而二价铁则是绿

色的。所以这里产物就是三氯化铁。

PPT: Fe +Cl2 ﹦ FeCl3 (高价金属)

(配讲解:方程式书写应该是:Fe +Cl2 ﹦ FeCl3 反应条件是(点燃) 注意这里的产物为 高价金属)

提问: 第三个问题,我们以前学习的燃烧反应是指(在点燃条件下,在氧气中

能发光发热的反应称为燃烧反应)。那这个燃烧反应和我们之前定义的燃烧反应有什么相同点和不同点?

回答: 。。。。。。

PPT: 根据学生回答完成表格

讲解: 在铁和氯气燃烧的反应中,有发光现象,那请同学摸下烧杯壁,有什么

感受?

互动: 学生触摸烧杯壁,检验反应是否放热

讲解: 烧杯壁暖和的,说明这个反应也放热。在这里的可燃物应该是(铁),那

氯气充当了氧气的作用,在这里是助燃气。

练习: 那我们根据活泼金属与氯气的反应下面我们来练习下,铜丝在氯气中燃

烧的反应化学方程式

讲解: 铜失去两个电子生成铜离子,而氯气中的2个氯原子得两个电子形成氯

离子,与铜离子形成氯化铜。

讲解: 氯气它是非金属气体,它能与活泼金属/不活泼金属反应,看见氯气的活

泼性还是很强的。那它能否与非金属反应呢?下面我们也通过录像来观察下氯气与氢气的反应,观看的时候也思考几个问题:①反应现象,及产物,如何检验产物②反应方程式③这个反应与一般的燃烧反应 有何异同,与氯气与铁的燃烧反应呢?

录像: 。。。。。。

板书: 2、与氢气反应

提问: 实验现象如何啊?(产生苍白色火焰,且瓶口有白雾。) 回答: 。。。。。。

PPT: 按学生回答填表格,并补充烧杯璧有温热

讲解: 在氢气和氯气的燃烧反应中,和之前的燃烧反应相同点的是有发光,发

热现象,在这里的可燃性气体是(氢气),那氯气也是(助燃气)。

那我们根据这些总结下燃烧的广泛定义是:凡是能发光发热的反应均为

燃烧反应。

讲解: 那这里氢气和氯气燃烧的反应产物应该是(盐酸HCl),那我们如何检验这

个产物呢?

互动: 同学提出方案

讲解: 首先我们向集气瓶加入适量蒸馏水,再取样放入试管,用玻璃棒蘸取点

在pH试纸然后与比色卡对比后,显酸性则说明原溶液含氢离子;那氯离子怎么检验啊?我们向试管滴加几滴硝酸银溶液,并滴加稀硝酸,振荡试管。有白色沉淀即为溶液含氯离子。

提问: 这里我们检验氯离子的时候滴加的是硝酸银和稀硝酸,滴加硝酸银是可

以产生氯化银沉淀,那滴加稀硝酸是为了什么?

讲解: 因为能让银离子产生沉淀的还有碳酸根等,加稀硝酸一些产生干扰的沉

淀会消失,而氯化银沉淀不会消失(因为它既不溶于酸,也不溶于碱),且硝酸盐全是可溶性盐,不用考虑其他沉淀因素, 如放硫酸,则有可能与钡离子结合生成硫酸钡沉淀,也是白色沉淀,造成干扰。

讲解: 在我们日常生活中,我们的自来水需要消毒,那用于消毒的呢,就是我

们今天的主角氯气了。大家肯定很疑惑,氯气不是有毒气体吗,怎么可以用来消毒?下面我们就通过实验来了解下氯气的消毒原理。

演示: 这是我们之前没有溶解玩的氯气,现在我们继续加水,振荡,直至氯气

完全溶解。我们把溶解大量氯气的水称为氯水。

提问: 你们看氯水是什么颜色的啊? 回答: 。。。。(浅黄绿色)

讲解: 恩,氯水呈黄绿色,说明氯水中含氯气分子,并且一定还含有水分子。 板书: 3.与水反应

PPT: 新制氯水成分:分子:Cl2 、H2O

演示: 我们来通过实验验证新制氯水的成分,首先我们向试管滴加几滴硝酸银

溶液,并滴加稀硝酸,排出其他离子的干扰,振荡试管。注意观察,有白色沉淀。则说明溶液含氯离子。

PPT: 离子:Cl-

演示: 现在我们取少量倒入试管中,用玻璃棒蘸取点再pH试纸,试纸先出现

红色,然后慢慢褪去,直至无色。

讲解: 试纸首先出现偏红色,我们看下比色卡,应该是属于酸性,也就是说溶

液中含有氢离子

板书: 离子:Cl-、H+

讲解: 但是,为什么试纸又慢慢褪色,直至无色呢?这说明氯水中含有一种具

有漂白性的物质,这种物质就是次氯酸。

板书: 分子:Cl2 、H2O、 HClO(次氯酸)

讲解: 在氯气与水反应时,既有氯气和水反应生成次氯酸和氯化氢,同时在该

条件下生成的部分氯化氢和次氯酸反应生成氯气和水,因此我们在书写氯气与水的反应方程式时应该用 可逆符号而不用等号,它表示在同一条件下反应既可以向正反应方向进行,又可以像你反应方向进行。我们称这种反应为可逆反应。

PPT: Cl2 + H2O HClO + HCl

讲解: 其实次氯酸除了是一种弱酸外还它很不稳定,见光易分解。 生成氧气和

氯化氢

板书: 弱酸性

次氯酸(HClO):不稳定性: 2HClO == O2 ↑+ 2HCl

讲解: 因此久置氯水的成分应该是:分子有 水分子,离子有氢离子,氯离子。 PPT: 久置氯水成分:分子:H2O

离子:H+、Cl-

讲解: 次氯酸除了以上两点性质还具有强氧化性。它的这种强氧化性表现在两

个方面,一它具有漂白性,二是具有杀菌消毒作用。

板书: 弱酸性

次氯酸(HClO):不稳定性: 2HClO == O2 ↑+ 2HCl

强氧化性:①漂白性(永久)②杀菌、消毒

讲解: 正是由于次氯酸的这种性质,1789年英国化学家台奈特就把氯气通入石

灰石中制成漂白粉,将次氯酸从实验室中带进了寻常百姓家。下面我们做个试验来探究下氯气如何与碱反应,并发挥作用。

演示: 在试管中加入氢氧化钠溶液,并滴加2滴酚酞试剂。再滴加数滴氯水。

观察现象。

回答: …..(溶液由红色变为无色)

讲解: 这里的反应应该先是氯气溶于水生成氯化氢和次氯酸 PPT: Cl2 + H2O HClO + HCl

讲解: 氯化氢与氢氧化钠反应生成氯化钠和水 PPT: HCl + NaOH == NaCl + H2O

讲解: 那次氯酸和氢氧化钠反应生水和次氯酸钠,在这些产物中起漂白作用的

就是次氯酸钠

PPT: HClO + NaOH == H2O + NaClO

讲解: 我们把三个方程式加起来就是氯气通入氢氧化钠的反应方程式 PPT: 4、与碱反应

Cl2+ 2NaOH == H2O + NaClO + NaCl

讲解: 那我们由此可知,氯气与石灰石是如何反应的?同学们自己书写下氯气

与石灰石的反应方程式。

互动: 请一个同学上黑板书写

讲解: 氯气与石灰乳反应应该生成水、氯化钙和次氯酸钙。配平。(检查学生书

写的正确性并讲解),这就是工业制漂白粉的方法,在这里起漂白作用的是(次氯酸钙),换句话说,漂白粉的有效成分就是(次氯酸钙),那主要成分是(次氯酸钙和氯化钙)。

提问: 我们知道了漂白粉的主要成分和有效成分,那他们是如何生效的呢? 讲解: 我们之前学习了,漂白粉能漂白,其实是次氯酸在起作用。它具有漂白

性,可以杀菌消毒。那漂白粉中的次氯酸钙如何变为次氯酸呢?从盐变为酸,我们用较强酸来置换较弱酸的方法来制取。

我们都知道空气中存在二氧化碳,二氧化碳能溶于水形成碳酸,而碳酸

的酸性比次氯酸强,因此空气的中二氧化碳与水蒸气结合生成碳酸置换出较弱的酸 次氯酸。反应方程式为:

PPT: CO2 + H2O + Ca(ClO)2 == CaCO3 + 2 HClO

讲解: 下面我们通过几道题目来巩固下今天所学习的知识。

练习: 某化工厂发生氯气(Cl2)泄露事故,继而发生氯气罐爆炸,周围的许多

群众紧急撤离.氯气是一种黄绿色、有毒、有剧烈刺激性气味的气体,密度比空气大,能溶于水,并与水反应生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO). (1)根据以上信息,氯气的物理性质有?

答:(黄绿色、有剧烈刺激性气味的气体密度比空气大,能溶于水、黄绿色、有剧烈刺激性气味的气体,密度比空气大。)

(2)据报道:氯气罐内为液氯,因氯气罐泄漏处置不当使液氯急剧挥发

产生爆炸,造成氯气罐爆炸的直接原因属于(物理)变化(填“物理”或“化学”).

(3)消防队员用高压水枪喷水溶解弥漫在空气中的氯气.写出氯气与水

反应的化学方程式H2O+Cl2═HCl+HClO (4)请你为现场居民提出一条自救的建议。

用湿毛巾捂住口鼻等

讲解: 氯是卤族元素中的一种,通过今天的学习我们知道了氯气既是一种有毒

气体,同时它却可以给我们生活带来方便。自来水的消毒,农药的生产,药物的合成等都需要用到氯气。在后面的学习中,我们将会对其他卤族元素进行学习。回去后同学们思考几个问题

① 84消毒液为什么要开封后尽快使用,且要密闭保存于阴凉干燥处? ② 人类为什么要研究新型消毒剂来代替氯气消毒自来水?

板书设计: 氯气的性质

一、物理性质

1.黄绿色、气体、有刺激性气味 2.有毒

3.密度大于空气

4.熔沸点较低,易于液化为“液氯” 5.能溶于水(Cl2:H2O=1:2) 二、化学性质

1、与铁反应

Fe +Cl2 ﹦ FeCl3 (高价金属) 2、与氢气反应

H2+ Cl2﹦HCl(条件为点燃) 3、与水反应

氯水成分:分子:Cl2 、H2O、HClO(次氯酸)

离子:Cl-、H+

Cl2 + H2O HClO + HCl

弱酸性

次氯酸(HClO):不稳定性: 2HClO == O2 ↑+ 2HCl

强氧化性:①漂白性(永久)②杀菌、消毒

4、与碱反应

Cl2+ 2NaOH == H2O + NaClO + NaCl

漂白粉制备:2Cl2 + 2Ca(OH)2 === Ca(ClO)2+ 2H2O+ CaCl2 漂白粉生效:CO2 + H2O + Ca(ClO)2 === CaCO3 + 2 HClO

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