第4章第2节 富集在海水中的元素——氯 第2课时

第2课时教学设计三维目标知识与技能1.进一步掌握氯气的化学性质与NaOH反应。2.掌握Cl-的检验方法。3.培养学生的观察能力、归纳能力、推理能力、分析比较能力、实验能力。过程与方法1.引导学生自主学习、探究Cl2的性质、用途。2.在教师的指导下完成一系列实验。3.探究与活动:探究Cl-的检验方法。情感、态度与价值观1.使学生形成勇于创新的习惯、培养创新能力。2.通过对Cl2性质两面性的学习，培养学生辩证唯物主义的观点。教学重点 氯气与NaOH反应、Cl-的检验教学难点 Cl-的检验教具准备 多媒体课件、投影仪、广口瓶、集气瓶（盛有Cl2）、试管、胶头滴管、NaCl溶液、Na2CO3溶液、AgNO3溶液等教学过程导入新课复习引入 师：上节课我们学习了氯气的部分化学性质与金属反应、与水反应。请同学们写出氯气与Na、Mg、Al、Fe、H2O反应的化学反应方程式。之后，教师总结。 师：这节课我们继续学习新课氯气与碱溶液反应、Cl-的检验。（多媒体投出标题2 富集在海水中的元素氯）（多媒体播放一游泳馆动画片） 师：同学们，你们在游泳馆游泳时，水质怎样?游泳馆是怎样给水消毒的?是直接用Cl2吗? 生：是 不是 师：请同学们自己看书。思考：为什么不用Cl2? 生：（1）Cl2在水中的溶解度不大。（2）生成的HClO不稳定。（3）使用不方便。（4）效果不理想。活动与探究 师：根据Cl2与水的反应原理，试写出Cl2与NaOH反应的化学方程式。教师检查学生书写的情况。板书Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 师：稳定性：NaClO HClO，NaClO虽然也会分解，但是，它的水溶液在低温下存放三年才分解一半左右。 师：请写出Cl2和Ca（OH）2溶液反应的化学方程式。（多媒体播放游泳馆用漂粉精消毒的动画片）活动与探究漂粉精漂白红纸、蘸有蓝墨水的棉花。红纸蓝色的棉花现象结论 师：看书，了解氯气的重要用途。（多媒体播放幻灯片氯气的用途）（例1）国家游泳池水质标准：游离性余氯0.30.5 mgL-1pH6.58.5浑浊度5度细菌总数1 000个/mL大肠菌群18个/mL硫酸铜剂量0.250.50 mgL-1，最大加药量不超过1.0 mgL-1 *游离性余氯：包括ClO-及HClO等。请参考表中有关信息回答以下问题：(1)游泳池一般用漂粉精作为消毒剂，漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2，其消毒原理是_。(2)池中加入硫酸铜的目的是_，如果加入硫酸铜的剂量过大会对人体产生有害作用，其原因是什么? _。(3)某游泳池注满水，水的总体积为1.50103 m3，该游泳池消毒一次所用的漂粉精，理论上需用多少升标准状况下的氯气和多少克氢氧化钙来制取?(列式计算)(池水的密度为1.00 gcm-3，游离性余氯按ClO- 0.50 mgL-1计) 生：(1)Ca(ClO)2水解产生的HClO具有强氧化性，可以杀灭细菌和病毒。(2)加入硫酸铜的目的是为了增加水的蓝色。对不起，我不知道。 师：没关系，请坐。还有哪位同学可以回答？ 生：加入硫酸铜的目的是为了抑制游泳池中藻类的生长。硫酸铜属重金属盐，进入人体内，可以使人中毒。教师精讲：(3)小题属于理论联系实际问题，根据有关的反应方程式，找出关系式即可以求解。由：2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O得关系式：Cl2 Ca(OH)2 ClO 1 mol 74 g 51.5 g n(Cl2) mCa(OH)2 1.501030.5 g74 g51.5 g =mCa(OH)21.501030.5 g解之得：mCa(OH)21.08103 g1 mol74 g =n(Cl2)1.08103 g解之得： n(Cl2)14.6 molV(Cl2)=14.6 mol22.4 Lmol-1 =327 L答案：(1)Ca(ClO)2水解产生的HClO具有强氧化性，可以杀灭细菌和病毒(2)为了抑制游泳池中藻类的生长 硫酸铜属重金属盐，进入人体内，可以使体内蛋白质变性，从而使人中毒(3)V(Cl2)=327 L m(Ca(OH)21.08103 g 小结：随着新教材改革的不断深入，化学高考命题中已明显地体现了由原来的考查知识变为重视能力考查，实际应用性情景题大幅度增加，与生物、物理学科简单知识的综合也常有出现。因此，在高一的教学中也可以适当地进行这类题的训练，以逐步培养学生的能力，以适应时代和高考的要求。本题就是要应用简单的生物知识和化学知识解决游泳池的消毒、杀菌问题。 所以，在平时的教学中要有意识地围绕教材中的实际问题、科普知识去设计问题，让学生觉得学有所用，以提高学生的学习兴趣，同时在训练中注重学生心理素质的训练，不要被信息题中的无关信息影响了情绪，干扰了解题思路。 师：氯气是一种有毒的气体，曾经被法西斯用作化学武器。开了战争史上使用化学武器的先例。 氯气的毒性主要表现为损伤人的喉黏膜和肺，严重时可以因窒息而亡。 （多媒体播放重庆天原化工厂氯气泄漏画面） （多媒体播放淮安氯气泄漏画面） 师：科学技术是一把双刃剑，就像人们可以利用核能发电来为人类服务，而作为核武器，则会给人类带来灾难一样，化学技术和化学品也具有两面性。氯气和氯的化合物在生产、生活中有十分广泛的用途，但是，有时因为使用不当或者其他原因而给人类带来严重的后果，甚至是意想不到的灾难。例如，近来，就有研究表明，使用氯气给自来水消毒时，会产生有致癌作用的物质如三氯甲烷（CHCl3）。因此，在发达国家有的已用更好的替代品如二氧化氯（ClO2）、臭氧（O3）等。板书二、氯离子（Cl-）的检验 师：请同学们按照实验46要求完成实验实验现象解释或化学方程式加入AgNO3溶液后加入稀硝酸后稀盐酸NaCl溶液Na2CO3溶液自来水蒸馏水 思考：根据上述实验结果，检验Cl-时，为什么还要再滴加稀硝酸溶液? 生：由上述实验可以知道Ag2CO3也是不溶于水的白色沉淀，但是，Ag2CO3易溶于稀硝酸，所以，还要再滴加稀硝酸溶液加以进一步确定。例题剖析（例2）现有三种白色粉末，分别是：Na2CO3、Na2SO4、NaCl。请设计实验把它们一一区别开来。 分析：物质的鉴别，一般是根据它们的重要的性质、典型的特征，如：沉淀、气体、颜色、气味等。解题时，要认真审题。对于离子化合物，要认真分析其组成，看其阴离子或阳离子是否相同。想一想这些离子有哪些特征反应，然后，根据实验的要求正确取样、溶解、实验等。在要求叙述实验的步骤时，要做到以下几点：（1）原理正确（2）条理清楚（3）步骤简洁（4）术语规范 本题中三种盐的阳离子相同，因此，必须从分析阴离子的特征入手：既可以与Ca2+、Ba2+反应形成沉淀，又可以与H+反应放出CO2气体；可以与Ba2+、Ag+形成沉淀；Cl-可以与Ag+形成沉淀，在此基础上，可以作出正确的判断。解答：（1）分别取少量样品溶于适量的蒸馏水中配成溶液，并分盛于三支试管中。（2）再分别取少量上述溶液于另外三支试管中。（3）取少量稀盐酸分别加入（2）中的三支试管中。（4）若发现有气体放出的一支试管，则对应的物质为Na2CO3溶液。（5）另取（1）中未检出的两种溶液分别放于两支试管中。（6）向（5）中试管中分别加入BaCl2溶液。（7）有白色沉淀生成的一支试管，则对应的物质为Na2SO4，余下的一种，则为NaCl溶液。 生：看书P86科学视野：成盐元素卤素知识拓展 师：F、Cl、Br、I原子最外层都有7个电子，结构相似，其单质的化学性质也相似。请类比氯气的性质，试推导F2、Br2、I2可能的化学性质。 生：它们都能与Na、H2、H2O反应。 师：它们与Na、H2、H2O反应的产物及条件会不会完全相同呢? 生：不应该完全相同毕竟是不同的物质。它们可能与Na、Mg、Al、Fe、H2O反应。 师：根据刚才同学们推测的可能的性质，请分别写出F2、Br2、I2与Na、Mg、Al、Fe、H2O的化学反应方程式。 生：（1）F2+2Na =2NaF F2+Mg=MgF2 3F2+2Al=2AlF3 3F2+2Fe=2FeF3 F2+H2O=HF+HFO （2）Br2+2Na=2NaBr Br2+Mg=MgBr2 3Br2+2Al=2AlBr3 3Br2+2Fe=2FeBr3 Br2+H2O=HBr+HBrO （3）I2 +2Na=2NaI I2 +2MgMgI2 3I2+2Al=2AlI3 3I2+2Fe=2FeI3 I2+H2O=HI+HIO 师：同学们的类比能力比较强，大部分的反应方程式是正确的。其中F2+H2O=HF+HFO3I2+2Fe=2FeI3两反应方程式是错误的，F2的氧化性非常强，可以置换出水中的氧元素而形成O2放出；而I2的氧化性比F2、Cl2、Br2弱，不能形成FeI3。正确的反应方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2I2 +Fe=FeI2 师：卤素原子的结构相似导致性质相似，结构不同导致性质不同。在进行类比推理时，既要考虑到相似的一方面，也要考虑到不同的一方面，力争做到全面分析，正确判断。（例3）向NaBr、NaI、Na2SO3混合溶液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成可能是( )A.NaCl Na2SO4 B.NaCl NaBr Na2SO4C.NaCl Na2SO4 I2 D.NaCl NaI Na2SO4 师：请同学们先自行分析讨论。 生：选A，因为氯气是强氧化剂，可以把Br-、I-、全部氧化，分别生成Br2、I2、。充分灼烧后，I2升华，Br2挥发，所以A正确。选A、B，因为题中“通入一定量氯气”并未指明氯气的量是多少，是不足还是足量，因此应该分两种讨论：氯气足量；氯气不足。当氯气足量时，A项正确，当氯气不足时，应该先氧化还原性强的离子。三种阴离子的还原顺序为：I-Br-。当氯气不足时，只氧化、I-，而Br-不被氧化，所以，B项也正确。 师：两位同学都根据自己的理解，提出了自己的答案，大家认为哪一个是正确的呢？ 生：（齐声）第2个正确！ 师：（总结）大家讨论、分析得很好。无论是做哪种形式的练习，首先要做到认真审题，找出关键的描述，有时甚至是关键的字、词。对于选择题，还具有其自身的特点：有选项可以供选择。因此，要结合选项，分析其特点，找出其可能的规律，该排除的要果断地排除，迅速地作出判断。这样既可以提高解题的正确率又可以大大提高解题的速度。例如，在本题中，A、C两项很快就能作出判断，因此，解题的精力就应该主要放在B、D两项上。 因为三种阴离子的还原顺序为：I-Br-。D项中I-未被氧化而Br-却被氧化了，与氧化还原反应的基本规律不符，所以，D项是错误的。课堂小结 这节课我们学习了氯气和氢氧化钠的反应、氯离子的检验，了解了卤族元素的氧化性的强弱规律，要从氧化还原反应的角度去分析、理解氯气的化学性质。Cl-的检验是本节课的重点、难点，在以后的学习中我们还会经常用到它。因此，要求能够掌握并熟练应用。板书设计二、Cl2的化学性质、Cl的检验（一）Cl2的化学性质1.与H2O反应2.与NaOH反应3.与Ca(OH)2反应（重要用途）（二）Cl-的检验1.试剂：AgNO3、稀HNO32.现象：白色沉淀，不溶于稀硝酸3.干扰:Ag2CO3（注意）三、卤素1.结构相似，性质相似2.结构不同，性质不同3.氧化性:F2Cl2Br2I2活动与探究1.设计实验证明氧化性：Cl2Br2I2。原理Cl2+2NaBr=Br2+2NaClBr2 +2NaI=I2+2NaBr仪器试管、胶头滴管、新制饱和氯水、NaBr溶液、NaI溶液、苯现象：结论：步骤1取一支试管，加入少量NaBr溶液，向其中加入适量新制备饱和的氯水，振荡，再加入适量苯，振荡，观察现象：结论：2取一支试管，加入少量NaI溶液，向其中加入适量新制备饱和的氯水，振荡，再加入适量苯，振荡，观察现象：结论：3取一支试管，加入少量NaI溶液，向其中加入适量溴水，振荡，再加入适量苯，振荡，观察现象：结论：4取一支试管，加入少量NaCl溶液，向其中加入适量溴水，振荡，再加入适量苯，振荡，观察现象：结论：结论随堂练习1.可以用于除去氯气中水蒸气的干燥剂是（ ）A.碱石灰 B.浓硫酸 C.无水氯化钙 D.固体烧碱答案:BC2.检验一瓶氯水是否已经完全变质，可以采用的试剂是( )A.硝酸银溶液 B.酚酞试剂 C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊试剂答案:D3.下列说法不正确的是( )A.AgBr见光会分解，可用作制作感光材料B.碳酸氢钠受热会分解，可用作糕点发酵粉C.氯气有毒，不能用于对自来水消毒杀菌D.钠钾合金常温条件下呈液态，可用作原子反应堆的导热剂答案:C4.市场上出售的“84”消毒液，其商品标示上有如下文字：（1）本品为无色溶液；（2）使用时可加水稀释；（3）可对铁制餐具、衣物进行消毒，可漂白浅色衣物。根据上述内容，你认为该消毒液可能是( )A.碘酒 B.氯水 C.次氯酸钠溶液 D.高锰酸钾溶液答案:C5.下列各组物质中，仅用水及物质间相互反应就能区别的一组是（ ）A.Na2O2 Al2(SO4)3 MgCl2 K2CO3B.BaCl2 Na2SO4 CaCO3 KOHC.AgNO3 NaCl KCl CuCl2D.Fe2(SO4)3 K2CO3 KHSO4 BaCl2答案:AD6.制取漂白液的化学方程式是：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，该反应的氧化剂与还原剂之比为（ ）A.11 B.12 C.21 D.32答案:A7.下列离子方程式，正确的是（ ）A.向氯化亚铁溶液中通入氯气：Fe2+Cl2=Fe3+2Cl-B.氯气通入冷的氢氧化钠溶液中：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OC.铝片跟氢氧化钠溶液反应：Al2OH-=H2D.金属铝溶于盐酸中：Al2H+=Al3+H2答案:B8.溴（Br）与氯同属“卤族”元素，其单质在性质上具有很大的相似性，但Cl2比Br2的活泼性强，下面是根据氯的性质对溴的性质的预测，其中不正确的是（ ）A.溴单质只具有氧化性B.溴单质常温下为液态，但极容易挥发为溴蒸气 C.溴原子外层有7个电子，在化学反应中容易得1个电子，表现氧化性D.溴离子可以用AgNO3酸性溶液来检验答案:A9.（1）如图所示，将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有潮湿有色布条的广口瓶，可观察到的现象是_。（2）为防止氯气尾气污染空气，根据氯水显酸性的性质，可用_溶液吸收多余的氯气，原理是（用化学方程式表示）_。根据这一原理，工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉，漂白粉的有效成分是_（填化学式）,长期露置于空气中的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体是_（用字母代号填）。A.O2 B.Cl2 C.CO2 D.HClO（3）据“北方网”报道，2004年4月15日至16日，位于重庆市江北区的天源化工总厂相继发生氯气泄漏和爆炸事故。截至记者发稿时，已有9人在事故中失踪死亡，3人受伤，15万人被紧急疏散。当人们逃离爆炸现场时，可以用浸有一定浓度的某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子，最适宜采用的该物质是_。A.NaOH B.NaCl C.KBr D.Na2CO3答案:（1）潮湿的有色布条褪色而干燥有色布条不褪色 （2）氢氧化钠（NaOH） 2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O Ca(ClO)2 C （3）D10.小明在阅读化学课外补充材料（高一）时，注意到该书中的下列描述：浓盐酸和次氯酸钙能发生反应并产生氯气，反应为Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2+2H2O。小明设计了如下图的装置验证上述反应原理。已知：胶头滴管中装浓盐酸，A试管装次氯酸钙，B广口瓶装饱和食盐水，C试管装KI淀粉溶液，D烧杯装饱和石灰水。回答下列问题：（1）在小明设计的验证实验过程中，D装置的作用是_。（2）根据浓盐酸和次氯酸钙反应原理和小明的设计思路，装置C将预期可见的现象是_，发生反应的化学方程式为_。（3）实验时，小明将家里放置较长时间的漂白粉（有效成分为次氯酸钙）置于A试管中，进行上述实验，实验过程中发现C装置无明显现象，装置D中出现浑浊。请你帮助小明分析上述现象和实验失败的原因（涉及化学反应的，必须用化学方程式表示）。答案:（1）吸收尾气（2）溶液变蓝 2KI+Cl2=2KCl+I2（I2遇淀粉变蓝）（3）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O失败的原因：漂白粉已经变质。Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 2HClO2HCl+O2习题详解1.答案:氯气溶于水发生反应：Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO具有强氧化性，能杀灭水中的病菌。点拨：主要考查氯气的化学性质，氯气用于自来水的消毒，主要是因为氯气与水发生反应生成的HClO具有强氧化性，能杀灭水中的病菌。2.答案：实验现象解释或化学方程式滴入AgNO3溶液白色沉淀AgNO3+HCl=AgCl+HNO3滴在蓝色石蕊试纸上先变红后很快褪色氯水具有酸性和漂白性滴入红墨水褪色氯水具有漂白性 点拨：主要考查氯水的成分，氯水中含有的粒子有：H2O、Cl2、HClO、H+、ClO-、Cl-和极少量的OH-。氯水分别滴加到不同溶液中，会表现氯水中不同离子的性质。3.答案：CaCO3CaO+H2O CaO+H2O=Ca（OH）2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O点拨：主要考查氯气与碱的反应。4.答案：D点拨：主要考查物质的强氧化性与漂白性。5.答案：C点拨：主要考查燃烧的定义：凡是剧烈的发光发热的反应都叫燃烧。6.答案：B7.答案：C8.答案：Ca(ClO)2，优点是漂白粉的性质比氯水稳定，可以较长时间放置。点拨：主要考查漂白粉的成分及使用时与氯水优缺点比较。9.答案：观察包装袋是否密封，漂白粉中有无结块，注意使用期限，现买现用，购买之后应密闭保存在干燥的地方等。点拨：主要考查漂白粉的漂白原理：次氯酸盐与酸发生复分解反应释放出HClO而起漂白作用，但HClO又不稳定容易分解，长时间放置或处理不当会使其变质。因此，购买前应注意是否变质。10.答案：应十分小心，不要吸入氯气，不要把氯气大量排放到空气中去等。点拨：主要考查氯气的毒性及物理性质。11.答案：（1）氯气会随风飘散，所以逆风方向氯气浓度低。（2）使NaOH与Cl2反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O12.答案：（1）Cl2+2KBr=Br2+2KCl、Cl2+2KI=I2+2KCl（2）Br2+2KI=I2+2KBr点拨：主要考查卤素单质的性质（氧化性的比较）13.答案：（1）取极微量尝味道；（2）加入醋酸或盐酸，看有无气体放出；（3）溶于水后加入CaCl2（或BaCl2）溶液，看有无沉淀产生；（4）用pH试纸测其溶液的pH；（5）分别溶于水后滴入酚酞溶液，看是否变红,等等。点拨：主要考查生活中常见的化学物质，通过实验了解其化学性质并能运用化学知识解释一定的生活现象。14.答案：设需MnO2的质量为xMnO2Cl287 g 71 gx 4100 mL2.9110-3 gmL-1x=1.43 g答:理论上需MnO2 1.43 g。（2）在反应中MnO2只能与浓盐酸反应生成Cl2，盐酸变稀后，反应会终止。15.建议：（1）可以以小组形式进行；（2）到附近厂矿、农技单位进行调查；（3）教师可适当介绍网站和书籍，如化工辞典（王箴主编，化工出版社）、google、baidu等。9