卤族元素教学设计.doc

教学目标知识目标：1.掌握卤族元素性质变化规律；了解可逆反应的涵义2.了解卤化银的性质、用途及碘与人体健康等知识3.掌握卤离子的检验及其干扰离子的排除4.联系生产和生活实际，通过对卤化物、海水资源及其综合利用的介绍，了解有关卤素的现代科技发展的情况。能力目标：1.通过对卤素与氯气性质的比较，初步形成元素族的概念。了解卤素性质随着核电荷数的增加，原子半径的增大而递变的规律，提高对同族元素性质进行类比和递变的推理、判断能力。2.通过学习氯、溴、碘和卤化物的鉴别，培养观察、分析能力。情感目标：使学生认识到矛盾的普遍性和特殊性，认识量变与质变的关系。教材分析本节包括三部分内容：卤素单质的物理性质、化学性质和含卤化合物的主要用途。首先在引言部分教材中指出卤素原子结构上的相似和不同，以问句的形式引出卤素的性质，显得自然流畅。卤素性质的比较是在前一节的基础上，从个别到一般逐步地、客观地展现这一族元素的性质及其变化规律，卤素元素族的特征既典型又明显。卤素的物理性质是以表格的形式给出，直接分析表中的数据就可以得出相似性和递变性，反映了结构的特点。卤素的化学性质是通过推测，再用实验事实验证。首先引导学生通过卤族元素原子结构特点的相似和递变以及上一节有关氯的性质，从结构与性质的关系入手，经过分析、比较，对卤素化学性质进行推测。然后用事实验证。以氯气为例，将其他卤素单质与氯气进行对比，抓住反应条件的不同、反应的剧烈程度不同、反应生成物的稳定性不同等加以比较，得出性质的变化规律。接着通过卤素置换反应的演示实验，直接得出卤素单质的氧化性强弱顺序。最后，还介绍了碘的一个特性反应。这样安排可以调动学生的积极性、主动参与到学习过程中。关于含卤化合物中的卤化银，教材中以演示实验的形式让学生认识溴化银、碘化银，联系上一节的氯化银，并介绍卤化银的感光性。阅读教材中进一步介绍了应用。此外教材正文中还特意大篇幅的介绍了碘元素对人体健康的重要性，这对于引发学生兴趣，拓展知识面有重要作用。本节重点和难点：卤素单质的性质与原子结构的关系；卤素单质化学性质的规律性及特殊性。教法建议1.卤素的物理性质可以运用比较的方法。相似性：都有颜色和毒性，不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂。递变性：从氟到碘，单质的颜色逐渐加深，密度依次增大，熔点、沸点依次升高。要注意把这些和它们的原子结构联系起来。氟、氯、溴、碘随着核电荷数的递增，其单质的颜色由淡黄绿色、黄绿色、深红棕色到紫黑色，逐步加深，这与结构有一定关系。不同单质的分子吸收带不同（即吸收谱线的区域不同）。白色太阳光被吸收了一部分以后，剩下未被吸收的部分，就是我们观察到的物质的颜色。氟、氯、溴、碘随着分子量的增加，熔点、沸点依次升高，并且状态也从常温下的气体变化到固体。这些性质与它们的晶体结构有关。因为它们都是分子晶体，分子间存在着作用力。当结构相似时，分子量越大，分子间作用力越大，故熔点、沸点随之升高，常温下的聚集状态就出现了从气态到固态的变化。2.卤素单质在不同溶剂中的颜色大部分可以通过实验加以讲解。 常温下水中苯四氯化碳汽油酒精F2浅黄绿色强烈反应反应反应反应反应Cl2黄绿色浅黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色Br2深红棕色黄橙橙橙红橙橙红橙橙红橙橙红I2紫黑色深黄褐浅紫紫紫深紫浅紫红紫红棕深棕 3. 化学性质也要注意和原子结构相联系。相似性：由于卤素原子结构最外层电子数为7，它们很容易得到一个电子，形成8电子的稳定结构，因此，它们均显1价，是较强的氧化剂，是较活泼的典型非金属，能与多种物质发生反应。性质递变的原因：核电荷数逐渐增大，核外电子层数增多，原子半径增大，核对最外层电子吸引力减小，原子失电子能力增强，得电子能力减弱，即非金属性减弱，氧化能力降低。4. 关于可逆反应要注意强调是在同一条件下，正反应和逆反应同时进行。最好举例说明。5.建议课前安排学生收集氟、碘元素与人类健康的有关材料，课上交流讨论。例如：含氟牙膏使用过量好吗？人缺少碘会得病，碘的摄取是越多越好吗？最后得出结论：适量对人体有利，过量反而有害。6.对于选学内容海水资源的利用也可以发动学生收集资料，写出一篇小论文，谈我国利用海水资源的现状以及对未来的展望。激发学生的学习兴趣。第二节 卤族元素第一课时教学目标：知识目标：1.掌握卤族元素性质变化规律2.了解可逆反应的涵义能力目标：通过对卤素与氯气性质的比较，初步形成元素族的概念。了解卤素性质随着核电荷数的增加，原子半径的增大而递变的规律，提高对同族元素性质进行类比和递变的推理、判断能力。情感目标：使学生认识到矛盾的普遍性和特殊性，认识量变与质变的关系。教学重点：卤素性质比较教学方法：引导探究实验验证教学过程：引入：前面已经学习过金属钠，利用由个别到一般的科学方法认识了碱金属性质的递变。今天我们将继续利用这种方法，学习卤素的性质。展示：氟、氯、溴、碘、砹结构的图片，让学生找出卤素原子结构的异同点。再根据结构的特点推测性质的特点。小结：卤素原子结构特点。板书：第二节卤族元素一、原子结构的特点1. 卤素原子结构的相同点是原子的最外层都有7个电子。2. 卤素原子结构的不同点是核电荷数不同，电子层数不同，原子半径不同。展示：氟、氯、溴、碘、砹单质的图片或者部分单质的实物样品。让学生观察颜色和状态。阅读：教材中卤素单质的物理性质的图表，得出物理性质的递变规律，把物理性质和结构联系起来，不同单质的分子吸收带不同（即吸收谱线的区域不同）。白色的太阳光被吸收了一部分以后，剩下未被吸收的部分，就是我们观察到的物质的颜色。观察：关于溴的颜色和状态要让学生观察，存放在试剂瓶中水封保存。碘的升华以演示实验的形式让学生认识到碘可以从固体直接变为气体。利用这个性质可以从混合物中分离出碘。例如：砂子和碘的混合物。实验：溴和碘易溶于有机溶剂可以以实验的形式加以讲解。列出表格 常温下水中苯四氯化碳汽油酒精F2浅黄绿色强烈反应反应反应反应反应Cl2黄绿色浅黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色Br2深红棕色黄橙橙橙红橙橙红橙橙红橙橙红I2紫黑色深黄褐浅紫紫紫深紫浅紫红紫红棕深棕讲述：实际生活中的应用。例如：碘酒，此处还可以讲解一些生活常识：碘酒与红药水不能混用。板书：二、物理性质状态：气态固态颜色：浅深密度：逐渐增大熔沸点：逐渐升高复习：氯气的化学性质，从氯出发从相似性和递变性两个方面把氯的知识推向全族。讨论：得出相似性板书：三、化学性质1.相似性：（1）一定条件下均可与氢气反应：H2 X2 2HX（2）Cl2、Br2、I2均可与水反应：X2 H2OHX HXO讲述：卤族氢化物均为无色，极易溶于水，有刺激性气味，在空气中冒白雾的气体。明确：由于前面分析了卤族元素原子结构存在差异，因此在性质上一定也有所不同。讲课时注意对比反应的剧烈程度，生成物的稳定性等。此处可以播放课件“卤族元素”。板书：2. 递变性（1）与金属反应：（2）与氢气反应：讲述：可逆反应并举例说明。分析氢气和氧气反应生成水和电解水为什么不是可逆反应。回顾：氯气和水的反应，讲述其它卤素单质与水反应的情况。板书：（3）与水反应：氟特殊，氯、溴、碘相似。反应的剧烈程度逐渐减弱。小结：卤素原子结构的异同决定了性质上的相似和递变，通过对比卤素单质与金属、与氢气、与水的反应，初步得出结论：氧化性的强弱顺序： 。作业 ：书后习题板书设计：第二节 卤族元素一、原子结构的特点1. 卤素原子结构的相同点是原子的最外层都有7个电子。2. 卤素原子结构的不同点是核电荷数不同，电子层数不同，原子半径不同。二、物理性质状态：气态 固态颜色：浅 深密度：逐渐增大熔沸点：逐渐升高三、化学性质1.相似性：（1）一定条件下均可与氢气反应：H2 X2 2HX（2）Cl2、Br2、I2均可与水反应：X2 H2OHX HXO2. 递变性（1）与金属反应：氟（F2）可以与所有的金属反应；氯（Cl2）可以与绝大多数金属反应；溴、碘也可以与大多数金属反应。例如：2Fe+3Cl22FeCl3 而2Fe+3I22FeI2 （2）与氢气反应：反应条件由易到难；反应剧烈程度由剧烈变为缓慢；卤化氢的稳定性逐渐减弱。（3）与水反应：氟特殊，氯、溴、碘相似。反应的剧烈程度逐渐减弱。第二节 卤族元素第二课时教学目标：知识目标：1.掌握卤族元素性质变化规律2.了解卤化银的性质、用途及碘与人体健康等知识3.掌握卤离子的检验及其干扰离子的排除4.联系生产和生活实际，通过对卤化物、海水资源及其综合利用的介绍，了解有关卤素的现代科技发展的情况。能力目标：通过学习学习氯、溴、碘和卤化物的鉴别，培养观察、分析能力。情感目标：使学生认识到矛盾的普遍性和特殊性，认识量变与质变的关系。教学重点：卤素单质化学性质的规律性及其特殊性。教学方法：引导探究实验教学过程：复习提问：1. 卤素原子结构的异同点是什么？2. 卤素单质的化学性质有哪些相似性和递变性。引入：卤素单质间能否发生置换反应呢？通过实验来说明，还可播放动画“卤素单质间的置换反应”。实验：可以分成三组：1. 将少量新制的饱和氯水分别注入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后，再注入少量CCl4，振荡静置观察现象。2. 将少量溴水注入盛有NaCl溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后，再注入少量CCl4，振荡静置观察现象。3. 将少量碘水注入盛有NaCl溶液和NaBr溶液的试管中，用力振荡后，再注入少量CCl4，振荡静置观察现象。（说明：每次完成一组实验后，要求学生记录现象，写出反应的化学方程式和离子方程式，分析电子得失的情况，指明氧化剂和还原剂。）小结：氯、溴、碘的氧化性强弱顺序。讲解：氟气不能从卤化物的溶液中置换出氯、溴、碘。因为氟会首先与水剧烈反应，生成氢氟酸和氧气。但是若在熔融状态下，可以发生如下反应：F2 2NaCl（熔融）2NaF Cl2，说明氟的氧化性强于氯。总结：单质氧化性的强弱顺序和离子还原性的强弱顺序。板书：（4）卤素单质间的置换反应Cl2 2Br 2Cl Br2氧化性：Cl2 Br2还原性： Br ClCl2 2I 2Cl I2氧化性：Cl2 I2还原性： I ClBr2 2I 2Br I2氧化性：Br2 I2还原性： I Br结论：单质氧化性： 离子还原性： 提问：请你从卤素原子结构的角度来分析为什么随着氟、氯、溴、碘的顺序，它们的非金属性依次减弱？老师总结：过渡：卤素性质上有相似性和递变性，同时也有特殊性。演示实验：在装有少量淀粉的溶液的试管中，滴入几滴碘水。然后在装有少量淀粉的溶液的试管中，滴入几滴碘化钾溶液。对比现象。板书：3. 碘遇淀粉变蓝提问：为什么氯气可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝呢？还有哪些物质可以使之变蓝？提示：在注重卤素性质的相似和递变的同时不要忽略了某些特性。例如：HF为弱酸，其它氢卤酸都是强酸；氟无正价；溴在常温下是液态（唯一的液态非金属单质）等。板书：四、含卤化合物的主要用途1. 卤化银实验：分别生成氯化银、溴化银、碘化银的沉淀。要求学生观察现象，写出反应的离子方程式。提示AgF是可溶的。此法可以用来检验卤离子。讨论：检验卤离子的方法（结合前面的知识）。教师小结：方法一：根据卤化银的不同颜色，使硝酸银与卤化物反应，从而检验。方法二：利用卤离子的不同还原性和卤素单质在不同溶剂中的溶解性不同，加入少量有机溶剂加以检验。讲述：不溶性卤化银见光分解的性质及其用途。学生交流：碘与人体健康以及预防碘缺乏病。小结本节内容作业：书后习题及补充练习，也可以安排学生写一篇关于我国利用海水资源的小论文。板书设计：（4）卤素单质间的置换反应Cl2 2Br 2Cl Br2 氧化性：Cl2 Br2还原性： Br ClCl2 2I 2Cl I2氧化性：Cl2 I2还原性： I ClBr2 2I 2Br I2氧化性：Br2 I2还原性： I Br结论：单质氧化性： 离子还原性： 3. 碘遇淀粉变蓝四、含卤化合物的主要用途1. 卤化银 X Ag AgX（X为Cl、Br、I）具有感光性、人工降雨。卤离子检验：硝酸银溶液和稀硝酸2. 碘化合物的主要用途典型例题例1 氯化溴是由两种卤素互相化合而成的卤素互化物，其化学性质与Cl2相似，能与金属和非金属反应生成卤化物，也能与水反应：BrCl H2OHCl HBrO，下列有关BrCl的性质的叙述中不正确的是（ ）A. 是较强的氧化剂B. 沸点介于Br2与Cl2之间C. 能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D. BrCl与水反应中，BrCl既是氧化剂又是还原剂选题目的：BrCl学生不熟悉，此题属于信息题，题中提示其性质与氯气相似，如何利用所给信息解题是训练的重点。此题不难，但是出错率很高。解析：BrCl的性质应该介于Cl2Br2之间，具有较强的氧化性，BrCl的式量介于Cl2Br2之间，分子间作用力也介于Cl2Br2之间，因此沸点应介于Cl2Br2之间。由于溴的非金属性比氯的弱，可知在BrCl中Br为1价，Cl为1价，与水反应时化合价没有变化，属于非氧化还原反应，故BrCl既不是氧化剂也不是还原剂。BrCl可以和KI反应生成碘单质，遇淀粉变蓝。BrCl2KI I2 KCl KBr答案：D启示：此题中BrCl学生不熟悉，但是氯气的性质和卤素的有关性质的递变规律是清楚的，应用规律指导解题是学生学习过程中比较困难，或者说运用能力比较差的方面，教师应注意这类试题的训练。例2 甲、乙、丙三种溶液各含有一种 （ 为 、 或 ）离子，甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，溶液无明显变化，则甲、乙、丙依次为（ ）A B C D 分析：根据卤素原子非金属性按F、Cl、Br、I顺序逐渐减弱，卤素离子按 还原性逐渐增强的递变规律分析：甲溶液加淀粉和氯水后，未出现蓝色，淀粉遇碘变蓝色，说明甲溶液中不含有 。而溶液呈橙色，即为溴水的颜色，说明甲溶液含有 。再加丙溶液，若丙溶液中含有 ，则会有 生成而遇淀粉变蓝色，但没有此现象出现，说明丙溶液中无 离子而含有 ，则乙溶液中含有 。答案：B选项符合题意。启示：对卤素间置换的规律不清楚或卤素单质颜色不明确，就会造成错误，只有掌握基础知识，才能提高能力。例3 砹（At）是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物最不可能具有的性质是（ ）A 很稳定B砹易溶于有机溶剂C 不溶于水D砹是有色固体分析：在中学化学课本中，尽管没有介绍过砹和砹的化合物的性质，但运用卤素性质的递变规律，可以推断出砹和砹的化合物可能具有或不可能具有的性质。例如氯是黄绿色气体、溴是棕红色液体、碘是紫黑色固体，可以推测砹也可能是有色固体；根据 、 、 都不溶于水，可以推断 也可能不溶于水；根据溴和碘都易溶于某些有机溶剂，可以推断砹也可能溶于某些有机溶剂。上述四条推论与备选项D、C、B内容一致，但卤素氢化物的稳定性是 ，可以推断， 可能不很稳定，这与选项不一致。答案：A选项符合题意。启示：此题考查能否灵活运用卤族元素性质的递变规律。例4 按下述实验过程填空：写出上述反应的化学方程式： ； ； ； ；选题目的：此题比较综合的考查了卤素一节的实验。要求学生能够准确描述实验现象，正确书写化学方程式。此题中氯化铁与碘化钾的反应有一定难度，教师可以适当给以提示。解析：因为发生反应： ，所以加 分层后，上层是 水溶液，呈棕黄色（a处），下层是溶有溴的 （油层），呈橙红色（b处）。在上层 溶液中加入KI淀粉液，因为 有氧化性， 有还原性，故发生反应：， 使淀粉变蓝色（c处）。下层加入KI淀粉液，因发生反应： ，虽然此反应也生成了 ，与上层不同的是碘遇淀粉并不显蓝色，而是碘从淀粉溶液中被萃取到 里，碘在 里显紫色（d处）。启示：溴和碘在水中溶解性均很小，而在某些有机溶剂中（如：苯、汽油、四氯化碳）则易溶。下表列出单质溴、碘在不同溶剂中的显色情况。单质水苯汽油、四氯化碳溴橙红橙红橙红碘橙黄紫红紫红习题精选一、选择题1.下列关于卤素（用X表示）叙述正确的是（）A. 其单质与水反应的通式为：X2 H2OHX HXOB. HX易溶于水，其水溶液是强酸C. HX可用相应的NaX与浓硫酸共热制取D. 按F、Cl、Br、I的顺序，其单质的氧化性逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强2. 检验氯化氢气体中是否有氯气的方法是（）A. 用干燥的蓝色石蕊试纸B. 用干燥的有色布条C. 将气体通过硝酸银溶液D. 用湿润的淀粉碘化钾试纸3. 在a、b、c、d四个集气瓶中分别盛有H2、Cl2、HCl、HBr中的任一种气体，若将a和d两瓶气体混合后见光爆炸；若将a和b两瓶气体混合后，瓶壁上出现暗红色液滴，则a、b、c、d四个集气瓶中分别盛放的气体是（）A. Cl2、H2、HCl、HBrB. Cl2、HCl、HBr、H2C. Cl2、HBr、H2、HClD. Cl2、HBr、HCl、H24. 实验室配制碘水时，往往是把碘溶解在KI溶液中，以增大碘在水中的溶解度以致溶液呈深褐色，其主要原因是发生了如下反应： 。关于碘的碘化钾溶液的下列说法正确的是（）A. 该溶液能有与AgNO3溶液反应生成AgI沉淀B. 该溶液能使淀粉变蓝C. I3是一种单质D. 该溶液通入氯气，I3不变5. 溴化碘（IBr）的化学性质类似卤素单质，它同水反应的化学方程式为：IBr H2OHBr HIO，下列关于IBr的叙述不正确的是（）A. IBr是双原子分子B. 在很多反应中IBr是氧化剂C. 和水反应时IBr既是氧化剂又是还原剂D. 和NaOH反应时生成NaBr、NaIO和H2O6. 盛放溴的试剂瓶中要加入一定量的水，其目的是（）A. 制得溴B. 比较水和液溴的密度C. 将液溴隔绝空气D. 防止液溴蒸发7. 检验溶液中是否含I，可以加入试剂 （）A. 只有AgNO3溶液B. 用AgNO3溶液和稀硝酸C. 用溴水和CCl4D. 用溴水和酒精8. 19.7g氯化钾与氯酸钾的混合物含氯元素7.1g，则其中氯酸钾的质量为（）A. 12.6gB. 12.25gC. 4.8gD. 无法计算9. 某学生做完实验后，采用下列方法清洗所用仪器：用酒精清洗做过碘升华的烧杯；用浓盐酸清洗做过高锰酸钾分解的试管；用盐酸清洗长期存放过石灰水的试剂瓶，该学生的操作正确的有（ ）A. B. C. D. 10. 下列反应中能说明卤素的非金属活动顺序是 的是（）2HClO4 Br2（气）2HBrO4 Cl22NaI Br2 2NaBr I22KI Cl2 2KCl I22KI Br2 2KBr I2A. B. C. D. 答案：1. D（本题考查卤素性质的递变规律）2. D3. D（根据信息可知a为氯气，而与b瓶相遇出现的暗红色液滴是单质溴，b瓶盛放的只能是HBr，又因a、b气混合见光爆炸，则d瓶为氢气）4. A、B（KI的加入只是增大了碘溶解度，所以在这种溶液中有大量的I2，I及I3，因此遇到硝酸银溶液仍能产生AgI沉淀。因为有碘单质的存在，因此可使淀粉变蓝。I3是个阴离子团，不是单质。溶液中I2，I及I3共存，通入氯气后将碘离子氧化，所以I3的浓度一定会变化。5. C（此题注意IBr与水反应的化学方程式，分析价态，反应前后元素的价态没有变化，属于非氧化还原反应。）6. D（溴为棕红色发烟液体，其逸出气体对粘膜有刺激作用，浓度较高时甚至引起窒息。所以保存时一定要加入一定量的水，因为溴在水中的溶解度不大，但是密度比水大，因此水在溴的液面之上，等于用水将液溴封住，防止蒸发。）7. B、C（注意区分碘离子和碘单质）8. B（由KCl和KClO3的组成可知，无论它们以何种比例很好，混合物中K和Cl的原子个数比始终时1 ：1，则混合物中含钾为： ，故混合物中含氧为：19.77.17.84.8g，再根据已知部分求整体，混合物中含氯酸钾为： 9. D（因为酒精可以溶解碘。高锰酸钾分解后的产物是二氧化锰、锰酸钾。其中锰酸钾易溶于水，浓盐酸加热时能和二氧化锰反应。长期存放过石灰水的试剂瓶壁上附着有碳酸钙，用盐酸即可清洗掉。10. D二、填空题1. 稀溴水和稀碘水都会呈现相同的浅黄色，试用不同的实验方法将它们区别开_。2. 有一钠盐A于与浓硫酸共热时产生气体B， 将高锰酸钾溶液与气体B反应可得一种黄绿色气体C，将气体C通入另一钠盐D溶液中，得一橙红色物质E。加碱溶液于E中，颜色逐渐褪去，当酸化这一溶液时，橙红色又出现了。推断A是_，B是_，C是_，D是_，E是_。（要求填化学式）3. 从海水中制取溴的过程是把Cl2通入加热到90，pH3.5的卤水中，将Br氧化为Br2，用空气吹出生成的Br2，被碳酸钠溶液吸收得到NaBr和NaBrO3混合液，再用酸酸化混合液，即可得到Br2。写出有关的离子方程式。（1）碳酸钠溶液吸收Br2：_。（2）用酸酸化混合液制取Br2：_。（3）所得的液溴中混有少量的氯，可以选用NaBr固体作除杂试剂，其化学方程式为_。参考答案：1.此题可以有多种解法。解法一：根据Br2和I2在CCl4中颜色不同，各取少量的溶液，分别向两试管中加入少许CCl4，用力振荡，静置片刻，观察CCl4层，呈现紫红色的原来是碘水，呈现橙红色的原来是溴水。解法二：根据碘单质遇淀粉变蓝的特性，各取少量溶液分别加入少量淀粉，无明显现象的是溴水，变蓝的是碘水。解法三：根据Br2能与KI溶液反应，而I2不能与之反应设计实验。各取少量溶液，分别向其中加入KI溶液，无明显现象的原来是碘水，溶液颜色变深的原来是Br2。解法四：利用溴水和碘水中分别含有少量的溴离子和碘离子，可用硝酸银溶液检验出来。2. A为NaCl，B为HCl，C为Cl2，D为NaBr，E为Br2。3. （1）3CO323Br2 5Br BrO3 3CO2（2）5Br BrO3 6H3Br2 3H2O（3）Cl2 2NaBr 2NaCl Br2三、计算题将5.000gNaCl、NaBr和CaCl2的混合物溶于水中，通入Cl2后充分反应，然后把溶液蒸干灼烧，灼烧后残留物的质量为4.914g，若将此残留物再溶于水并加入足量的Na2CO3溶液，所得沉淀干燥后质量为0.270g，计算混合物中各物质的百分组成。