富集在海水中的元素氯(说课案、教案)

第二节 富集在海水中的元素说课案、教案向大荣一、教材分析1.地位和作用富集在海水中的元素氯这一节是人教版高中化学必修一第四章第二节内容，这是在继金属与非金属硅之后又一典型元素化合物的学习。教材选择氯气的性质、用途以及Cl-的检验等内容进行比较全面的学习和研究，不但可以让学生了解典型非金属单质及其化合物的性质，而且对学习其他非金属及其化合物的性质形成正确的观点、掌握学习思路和方法起到引导作用，同时氯是海水中富集的一种元素，资源丰富；而且我们日常生活中食盐，漂白粉等含氯的化合物学生很熟悉，认识上有一种亲近感，容易产生求知的欲望。氯气的化学性质也是第二章所学氧化还原反应知识的进一步应用和巩固；教材中对氯气性质的认识，是以实验验证的方法完成的，借此可以培养学生的实验能力、观察能力及思维能力。 2.主要内容及特点本节主要内容包括两部分：一是活泼的黄绿色气体氯气，二是氯离子的检验。本节内容编排有以下特点：突出重点在卤素的单质中，重点学习具有代表性的氯气；从氯气的知识结构一看，重点是学习氯气的强氧化性；从氯气的氧化性来看，重点是学习氢气在氯气中燃烧、氯气与水的反应以及与碱的反应。本节的另一个重点内容是氯离子的检验。教科书对重点知识不仅作了比较详细的介绍，而且安排了“实验”“思考与交流”“学与问”等活动，以调动学生各种感官，使学生建立知识结构并不断加深。教科书对氯气的发现及实验室制法通过“科学史话”作了简单介绍。本节突出了典型元素氯的介绍，又体现了卤素的性质，较好了体现了以点为主，点面结合的编制思想。联系应用重点知识选择的依据之一是应用性。氢气在氯气中燃烧是工业上制盐酸的重要方法；氯气与水反应是氯气用于自来水消毒的原理所在；离子的检验是化学实验的重要内容，也是一项重要的基本技能。因此，这些重点知识的学习对学生知识与能力的发展起着非常重要的作用。而氯气的实验室制法，实用意义不大，从安全性和环保角度考虑，示安排实验，仅在“科学史话”中作了介绍。体现思想性教学内容体现了对立统一和辩证唯物观点。例如，氯气是有毒气体，但可用于自来水消毒，而且是重要的化工原料。通过自来水消毒、氯漂白剂的发展，引导学生认识科学的探索性与技术的发展性。此外，学生还可以从科学史话“氯气的发现和确认”中学习科学家的科学态度和研究方法。化学新课程标准：6通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。活动与探究建议：实验：氯气的漂白性。查阅资料：日常生活中的含氯化合物。二、学生情况分析 本届高一学生分为三个班级层次阳光班、实验班、平行班，班级层次相关较大，班内的学生也有的差异。学生在初中阶段对非金属元素的性质已经有了一定的了解，已经学习了氧元素、氢元素以及碳元素的性质，而在必修一第三章金属及其化合物中系统的学习了金属的相关性质，在必修一第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角硅中已经对非金属的学习方法有一定的了解，基本可以运用原子结构的基本理论分析元素的性质。同时学生对实验的基本操作，物质反应的理论等知识有初步的了解。基于此，学生应该可以依据氯元素的原子结构示意图得知氯元素最外层有7个电子，可以推测出氯元素是一种活泼的非金属元素。在教学中，可以通过学生对实验的观察、动手实验、科学探究等来提高学生的能力。二、教学目标依据新课程理念，本着对教材结构和内容的理解，结合学生的学习基础和认知特点，确定学习目标如下：1、知识与技能了解氯气的物理性质；掌握氯气的化学性质，能正确写出氯气与金属、氢气、水、碱反应的化学方程式；了解氯离子的检验方法和氯气的用途；初步了解铜的化合物的性质。2、过程与方法目标通过案例分析，让学生自己分析氯气的物理性质，掌握筛选有用信息的能力；通过氯气与水、碱反应的探究，掌握科学探究的基本步骤，提高科学探究能力；3、情感态度与价值观通过阅读、图片展示和介绍，让学生了解氯元素与生产、生活息息相关，让他们能关注生活，关注生活中的化学；通过氯气泄漏事件及其处理，树立学生辨证地认识化学物质，克服学生对化学物质和化学实验的恐惧心理；通过对氯气的发现和确认的学习，让学生体会科学态度、科学精神、科学方法。三、本节教学重点难点：1、重点氯气的化学性质；氯离子的检验。2、难点氯气与水、与NaOH溶液的反应以及次氯酸的性质和应用。三、教学方法本节的教学中要充分调动学生在学习过程中的自主意识，以实验为载体，创设问题情境，将实验探究与思考交流交替进行，凸现学生的主体作用。本节课主要采用“情境创设”、“引导式实验探究”、“对比分析”、“启发式”等教学方法去启迪学生的思维，激发学生的学习兴趣，同时利用多媒体课件为辅助手段，增加课堂内容的信息量。四、学法指导探究实验法、自学法、讨论法、归纳总结法、训练法；重视联系社会、生活、生产。五、课时安排：2课时课时分配：本节课将用两课时的时间进行教学。第一课时通过案例（在第一次世界大战中第一次将氯气用于战争、广西柳州市冶炼厂氯气泄漏一事件）让学生总结氯气的物理性质，以及氯气化学性质中的氯气与金属（Na、Fe、Cu）、氯气与非金属（H2）之间的反应。第二课时主要通过设计探究实验学习氯气与水的反应、氯气与NaOH的反应，以及氯离子的检验方法和氯气的用途。六、教学过程第一课时【知识回顾】 画出氯原子结构示意图，并分析其特点。 结论：Cl+ eCl氯元素是非金属很强的一种元素。【思考与交流】 氯元素在自然界的存在形式：化合态。【讲述】氯元素是重要的成盐元素，主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。海水丰富的资源宝库。【投影】海水中各种氯化物的含量示意图、海洋、长芦盐场的照片等。【资料卡片】 若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，可使陆地平均升高150米。【板书】4.2富集在海水中的元素氯 一、氯气（Cl2）【投影】历史事件：1915年4月22日下午5时，在第一次世界大战两军对峙的比利时伊珀尔战场。趁着顺风，德军一声令下开启了大约6000只预先埋伏的压缩氯气钢瓶。刹那间在68千米宽的宽的正面形成2米高的黄绿色气体幕墙滚滚向前推进，纵深到达10-15公里，对手毫无防范，致使5千多人死亡，一万五千多人中毒致伤。一位战地记者进行了如此描述：“他们已经死亡，两手伸展着好像要挥去上方的死神。尸体遍野，他们极度痛苦的肺在喘息，满嘴都是黄色液体。”这就是战争史上的第一次化学战，从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册（及相关图片）。新闻报到：广西柳州市一工厂的氯气泄漏事件。【思考与交流】从以上历史事件和新闻报道中归纳氯气的物理性质。【板书】1、氯气的物理性质氯气是黄绿色有强烈刺激性气味的有毒气体；氯气可溶于水，其水溶液呈黄绿色（常温常压，1体积水可溶解2体积氯气）；密度比空气大；易液化得到液氯。【说明】加压液化，贮存在钢瓶中。【讲述】闻气体的方法。【阅读】教材科学史话氯气的发现与确认。【投影】“科学史话”补充资料：舍勒研究发现了黄绿色气体时简直高兴到了极点，因为当时人们很少看到过有色气体。但很快兴奋变成了厌恶，这种黄绿色气体源源不断地产生，几乎使舍勒窒息，肺部极为难受。受科学家职业本能的驱使，舍勒进一步观察研究发现鲜艳的花或翠绿的叶子放到其中，美丽的色泽很快褪去了，将蚱蜢放进去蹦达几下就死去了，它还能与金属发生化学反应。【思考与交流】从氯气的发现到确认为一种新的元素，时间长达三十多年。你从这一史实中得到什么启示？【归纳】科学研究需要正确的理论作指导；科学研究需要以大量事实为依据； 科学发展具有局限性，科学和技术是在实践和探索中不断发展进步的。 科学研究需要有热爱科学的思想和精神。 【思考与交流】舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。请写出舍勒发现氯气的化学反应方程式。【板书】2.氯气的实验室制法方法一：二氧化锰与浓盐酸共热。原理：MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2+ 2H2O + Cl2MnO2 + 4H+2Cl(浓) Mn2+ 2H2O + Cl2【投影】实验室制取氯气的视频资料。【板书】装置：“固体液体”型收集方法：向上排空气法尾气处理：用碱液（如氢氧化钠溶液）吸收。【课堂小结】第二课时【问题】用舍勒发现氯气的方法制取的氯气中可能含有哪些杂质？用什么装置和方法除去？【板书】净化：用装有饱和食盐水的洗气瓶除去氯气中混有的氯化氢气体；用浓硫酸除去氯气中的水蒸气。变式:MnO2 + 2NaCl+2H2SO4(浓) MnSO4+ Na2SO4+2H2O +Cl2【问题】还可以用哪些氧化剂制取氯气？【板书】方法二：2KMnO4 + 16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+ 8H2O +5Cl2【投影】高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气的视频资料。【板书】方法三：KClO3 + 6HCl(浓) KCl+ 3H2O + 3Cl2【讲解】该反应有关氧化还原的定量关系。【过渡】由氯原子结构特点可知，氯元素的非金属性很强，氯气的化学性质很活泼，能与大多数金属或非金属单质反应。【板书】3.氯气的化学性质与金属反应【投影】钠、铁、铜与氯气反应的视频资料。【板书】2Na + Cl2 2NaCl 现象：剧烈燃烧，放出大量的热，发出黄色火焰，产生白烟。2Fe + 3Cl2 2FeCl3 现象：剧烈燃烧，放出大量的热，产生棕褐色的烟。Cu + Cl2 CuCl2 现象：剧烈燃烧，放出大量的热，产生棕黄色的烟。与非金属反应【投影】【实验43】氢气在氯气中燃烧氢气和氯气混合光照的实验视频资料。【板书】现象：氢气在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口呈白雾状现象：发生爆炸，产生白雾。H2 + Cl22HCl【思考与交流】为什么H2在Cl2中能安静燃烧，而在混合后光照会爆炸？工业上生产盐酸又应该采取哪种反应条件呢？通过比较钠、铁、铜、氢气在氯气中燃烧现象的共同点，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？【板书】结论：燃烧不一定有氧气参加，物质不是只有在氧气中才能燃烧；任何发光发热的剧烈化学反应都称之为燃烧。【问题】你知道吗？点燃和燃烧有何区别？【归纳】点燃是一种反应条件（加热亦同）。燃烧是一种剧烈的化学反应现象，特点是有发光发热的现象。【课堂小结】第三课时【思考与交流】打开自来水龙头为何有刺激性气味？氯气溶于水为何有杀菌、消毒作用？干燥的Cl2有杀菌、消毒和漂白作用吗？【实验探究】氯水及氯气的漂白作用。【投影】【实验44】【实验45】视频资料。【板书】结论：氯气不具有漂白性，氯水具有漂白性。氯气与水的反应 Cl2 + H2OHCl + HClO Cl2+H2OH+Cl-+HClO 次氯酸（HClO）的性质A、一元弱酸（酸性比碳酸还弱）B、强氧化性（杀菌、消毒）C、漂白性 D、不稳定易分解2HClO 2HCl + O2【投影】氯水光照条件下分解实验视频资料。注意：实验室中使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色试剂瓶中。【思考与交流】液氯与氯水的区别？新制氯水与久置氯水的区别？新制氯水与久置氯水的中存在哪些物质？哪些微粒？ 【归纳】液氯氯水分类纯净物混合物新制久置成分只有Cl2分子分子Cl2 、HClO、H2O离子H+ Cl- OH- ClO-分子H2O离子 H+、Cl-性质有氧化性，无酸性和漂白性有酸性，强氧化性，能漂白，消毒，光照时HClO分解只有酸性【实验探究】氯水的性质 向氯水中分别加入：紫色石蕊试液；酸化的硝酸银；Zn或Na2CO3粉末，观察现象。【归纳】序号实验操作现象结论加紫色石蕊试液 石蕊试液先变红后褪色氯水中含有H+和HClO 加酸化的AgNO3溶液生成了白色沉淀氯水中含有Cl-加Na2CO3粉末或Zn有气体产生氯水中含有H+闻气味看颜色刺激性和黄绿色氯水中含有Cl2浸入红纸 褪色氯水中含有HClO 【问题】制氯气的尾气为什么可以用氢氧化钠溶液吸收？【板书】与碱的反应与NaOH反应制取漂白液Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2OCl2 + H2O HCl + HClO HCl+NaOH NaCl + H2O漂白液制法：氯气与氢氧化钠溶液反应。主要成分：NaClO、 NaCl有效成分：NaClOHClO+NaOHNaClO+ H2O漂白原理：次氯酸盐与酸发生复分解反应释放出HClO而起漂白作用NaClO+HClNaCl+HClO 2NaClO+CO2+H2ONa2CO3 +2HClO（HClO的酸性比碳酸酸性弱）与Ca(OH)2反应Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉、漂白精制法：氯气与硝石灰反应。主要成分：CaCl2、Ca(ClO)2有效成分：Ca(ClO)2漂白液制法：氯气与氢氧化钠溶液反应。主要成分：NaClO和 NaCl有效成分：NaClO漂白液制法：氯气与氢氧化钠溶液反应。主要成分：NaClO和 NaCl有效成分：NaClO漂白液制法：氯气与氢氧化钠溶液反应。主要成分：NaClO和 NaCl有效成分：NaClO漂白原理：次氯酸盐与酸发生复分解反应释放出HClO而起漂白作用。Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClOCa(ClO)2+CO2+H2OCaCO3 +2HClO【问题】漂白粉比漂白液易运输，应如何保存？【归纳】隔绝空气，密闭保存。【介绍】漂白液、漂白粉和漂粉精的应用：漂白棉、麻、纸张。消毒游泳池等。第四课时【问题】氯元素在自然界主要以化合态（金属氯化物）形式存在，那么如何检验其存在呢？【板书】二、氯离子(Cl-)的检验【实验43】播放视频资料实验步骤：在5支试管中分别加入2mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水; 分别滴入5滴AgNO3溶液，观察现象; 再分别滴入2mL稀硝酸，观察现象。 【归纳】操作实验现象解释或离子方程式加入AgNO3溶液后加入稀HNO3后稀盐酸白色沉淀沉淀不消失Cl+Ag+=AgClNaCl溶液白色沉淀沉淀不消失Cl+Ag+=AgClNa2CO3溶液白色沉淀沉淀消失，有气泡生成CO32- +2Ag+ Ag2CO3Ag2CO3+2H+2Ag+CO2 +H2O自来水白色沉淀沉淀不消失Cl+Ag+=AgCl蒸馏水无现象无现象【说明】若氯元素是以其他化合态形式存在，若要检验，一般是使其转化为Cl-后再进行检验。如要检验KClO3中氯元素的存在，可以把KClO3与MnO2混合加热后，过滤取滤液，加入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀生成。【科学视野】成盐元素卤素（教材P86页）