化学：4.2《富集在海水中的元素——氯》教案（新人教版必修1）

111第二节 富集在海水中的元素氯（第一课时）教学目标：1使学生了解氯气的物理性质及其重要用途； 2使学生掌握氯气的化学性质与金属、非金属及水的反应 3通过氯气的发现过程培养学生从事科学研究的态度和方法。教学重点、难点重点：氯气的化学性质难点：氯气与水反应教学环节教 师 活 动学 生 活 动新课导入材料一、2004年4 月15日晚，重庆市江北区天原化工总厂发生氯气泄露事件，消防人员采用消防用水与碱液在外围50米处形成两道水幕进行稀释。 材料二、第一次世界大战期间，德国军队在与英法联军作战中，首次使用氯气攻击对方，开了战争史上使用化学武器的先例。新知学习实验探 究（1）展示一试管氯气（2）演示闻氯气气味的正确操作方法（3）将其倒立于一盛满水的水槽中氯气的物理性质： 色有 气味的有毒气体，可溶于水和碱液中。自学讨 论指导学生阅读教材有关内容并给出问题阅读教材p71：氯气的物理性质一自然段，思考讨论下列问题（1）氯气的哪些物理性质可以帮助我们及时地发现氯气泄露？（2）对氯气这种有毒气体如何闻其气味？（3）消防人员为什么能用水和碱液进行稀释？这对我们有何启示？归纳整 理检查小结（答案略）思考交 流（1）分别画出氧原子和氯原子的结构示意图，推测氧气与氯气化学性质的相似之处。（2）类比氧气与Fe、H2等物质的反应，推测氯气分别与Na、Fe、Cu、H2的反应产物。观察思 考教师演示实验，并指导学生观察现象、填写下表实验步骤现象化学方程式Cl2+Cu将一束烧至红热的细铜丝插入盛有氯气的集气瓶中Cl2+H2在空气中点燃H2后，把导管伸入盛满氯气集气瓶中归纳整 理（1）氯气的化学性质（2）燃烧的条件和本质写出Cl2+Fe 、 Cl2+Na 、 Cl2+Mg反应的化学方程式。活动探 究实验44 ： 有色布条插入氯水中，观察现象 实验45 ：有色布条插入干燥氯气中，观察现象补充实验：有色布条插入盐酸中，观察现象师生总结氯水能漂白有色物质而干燥的氯气气不能自学释 疑氯水中哪种物质能漂白有色物质？该物质具有哪些性质？阅读教材P72有关内容，归纳总结氯水的成分和次氯酸的性质。 归纳整 理可指导学生动手完成有关实验来检验氯水中的各成分：氯水中含有 Cl2、H+、Cl-、HClO、H2O等多种微粒。氯水性质具有多样性，试指出下列各现象主要是何种微粒所表现出来的性质：氯水呈浅黄绿色 使湿润的紫色石蕊试纸先变红 后褪色 滴加AgNO3溶液后生成白色沉淀 加入石灰石粉末逐渐溶解，并放出气体 往含有Fe2+溶液中滴加KSCN溶液无明显现象，再滴加氯水后呈红色 。 应用与实践（1）日常生活生活中，你打开自来水龙头时是否会闻到一股刺激性气味？你想过这是什么原因造成的吗？（2）氯气有毒，氯气溶于水后是靠它的毒性来杀菌消毒的吗？（3）试解释用自来水养金鱼前，必须把水在阳光下曝晒一段时间的原因。归纳整 理检查小结（1）由于很多自来水厂是用氯气来杀菌消毒的，打开水龙头后我们偶尔闻到的刺激性气味是自来水中散发出来的余氯的气味。（2）尽管氯气有毒，但它不能直接用来给自来水杀菌消毒，而是靠氯气与水反应生成的具有强氧化性的HClO所致。（3）这是因为自来水一般是用氯气来净化的，氯气溶于水后部分要与水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，容易使金鱼窒息而死亡。根据次氯酸的不稳定性，通过在阳光下曝晒一段时间而除去次氯酸。思考讨 论久置氯水和新制氯水在成分上有何不同？为什么会产生这一差别？写出有关反应的化学方程式，并指出氧化剂和还原剂。归纳整 理检查小结新制氯水中含有：H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、和极少量的OH-；而久置氯水中含有：H2O、H+、Cl-。这是因为新制氯水久置后，由于HClO不稳定，见光易分解成HCl和O2，致使HClO含量逐渐减少，而HClO的减少又引起了Cl2与水的不断反应，最后HClO 和Cl2均不再含有，所以久置氯水变成了稀盐酸。有关化学反应如下：Cl2 + H2O = HClO + HCl，Cl2既是氧化剂又是还原剂； 光2HClO = 2HCl + O2，HClO既是氧化剂又是还原剂板书设计一、活泼的黄绿色气体氯气1氯气的物理性质2氯气的化学性质（1）与金属反应（2）与非金属反应（3）与水的反应：Cl2 + H2O = HClO + HCl HClO的性质：弱酸性不稳定性强氧化性以海洋为家乡的元素氯海洋是一个重要的资源宝库，大约有80多种元素蕴藏在湛蓝的海水里。在地壳中氯的含量为0.031%，大部分氯以氯化物的形式存在于表面积为36100万平方公里的海洋里，其总量约为30000万亿吨位。可以看出，在那波涛起伏、天水一色的茫茫大海里，每一滴海水都含有相当多的氯化物。大家知道，陆地实际上是由于地壳变迁、海水枯竭而形成的，可见岩石中的氯元素也来源于海洋。因此，我们说海洋是氯元素的故乡。海水中有大量的氯化钠、氯化钾、氯化镁等金属氯化物，人们可以从海水中得到它们。工业上需要的大量氯气，就是用电解食盐的方法来制到取的。氯是人体所必须的宏量元素之一。人体中氯的含量一般为0.12%，这它主要存在于细胞外液中。缺少了它，人体机能就会失调。我们每天都需要食用食盐（主要成分为氯化钠），原因之一就是要满足人体对氯元素的需要。人的血液有像氯化钠那样的咸味，而且人的血液的咸度和人类“祖先生物”登陆时的海水的咸度大致相当，这足以说明氯元素对生命现象具有十分重要的作用。氯还是人类健康的重要卫士。清晨，我们打开自来水管洗脸、濑口时，常常会闻到一股刺鼻的气味，这是氯气的气味。溶在水里的氯气，能杀死伤寒菌、痢疾菌、布士杆菌等细菌，保持自来水的清洁。人的胃里含有浓度为0.20.4%盐酸，它一方面能帮助消化，另一方面能杀死随食物混入的细菌，维护着人体的健康。有些人，因胃液中缺少盐酸，引起的消化不良，患有胃病，医生还常给他们喝些稀盐酸呢！氯气是用途十分广泛的化工原料，尤其是许多有机氯化物在工农业生产和日常生活中发挥着巨大的作用。塑料中用途广泛、历史悠久的要数聚氯乙烯塑料。现在广泛应用于船舶、油田、炼油厂、酒精厂等部门的新型、高效灭火剂“1211”，化学成分为二氟一氯一溴甲烷，也是一种含氯化合物，它能在短时间内扑灭大面积的火灾。氯硅烷在半导体材料的制造中享有很高的声誉，它在把便宜的粗硅变成比黄金还贵重的精制过程中，起着举足轻重的作用。在五彩缤纷的染料世界里，氯也扮演着十分重要的角色。氯气的化学性质十分活泼，它几乎能跟一切普通金属及大多数非金属直接化合。但在常温下，在几乎没有水蒸气存在时，却不能与铁反应。因此，工厂里常用涂有绿色的钢筒盛装液氯，这给氯气的运送提供了极大的方便。应当注意的是，氯气是一种有毒的气体，在空气中如果含有0.01%的氯气，人的健康就会受到威胁。在制氯工厂里，空气中游离氯的含量最多不得超过1mg/m3。低浓度的氯气可使人的眼睛粘膜、呼吸器官发生病变，大量地吸入氯气可使人窒息致死。第一次大战中，氯气就曾被用作化学毒气。另外，许多氯化物也具有毒性。第二次世界大战中，光气（一种含氯化合物）代替了氯气成为主要的化学毒气。含氯化合物污染事件也层出不穷，特别是有机氯农药的使用，它虽然较有效地防治了农作物的病虫害，提高了农作物产量，但长期使用也带来了严重的后果。这些农药不易分解，其残体潜入清洁的水体，飘入苍茫的云海，从人迹罕至的珠穆朗玛峰到常年冰封的南北极，到处都有微量的有机氯农药。第二节 富集在海水中的元素氯（第二课时）教学目标：1使学生掌握氯气与碱的反应及氯离子的检验方法；2使学生认识卤素成盐元素的性质变化规律；3使学生继续了解氯气及含氯化合物的重要用途及其两面性，培养学生的环保意识和绿色化学的思想。教学重点、难点重点：氯气与碱的反应及氯离子（Cl-）的检验难点：氯气与碱的反应教学环节教师活动学生活动新课导入2003年，一场突如其来的灾难“非典”，扰乱了从们正常的生产和生活秩序，全国人民万众一心，众志成城，谱写了一曲可歌可泣的抗击“非典”的动人篇章。 在抗击非典的斗争中，一种有效的消毒剂84消毒液得到了广泛的应用。你知道84消毒液的有效成分是什么吗？它是怎样制备的？它的消毒原理又是怎样的呢？新知学习思考交流根据氯气与水的反应，将氯气通入NaOH溶液中，你知道会发生怎样的反应呢？ 实验探究指导学生完成有关实验往两个充满Cl2的集气瓶里分别加入5mL的水和5mL的15%NaOH溶液，振荡，观察产生的现象。归纳整理氯气与水发生如下反应：Cl2 + H2O = HClO + HCl，当向NaOH溶液中通入Cl2后，Cl2 先与水反应生成HClO和 HCl，然后二者再分别与NaOH溶液发生中和反应生成NaClO、NaCl和H2O。将上述两个分反应两边分别相加，即可得到氯气与碱溶液反应的化学方程式：Cl2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O。显然Cl2与碱溶液的反应要快得多。实验室也是根据这一原理来吸收Cl2尾气的。Cl2与NaOH溶液的反应也是工业制取漂白液的原理。漂白液的有效成分为NaClO，是一种比较稳定的物质，可用来杀菌、漂白。日常生活中经常使用的84消毒液的有效成分也是NaClO。思考交流（1）工业上常用氯气与消石灰反应制得漂白粉，请写出这一反应的化学方程式，并指出漂白粉的有效成分是什么？起漂白作用的物质是什么？（2）漂白粉（或漂粉精）本身有漂白性吗？它的漂白原理是怎样的？归纳整理检查小结这一反应为2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，起漂白作用的物质是Ca(ClO)2。漂白粉或漂粉精本身没有漂白作用，也就是说它本身不能直接用来漂白。使用时，它必须与水及空气中的CO2共同作用生成具有强氧化性的HClO才能用来漂白有色物质的。这一变化过程的化学方程式如下：Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 +2HClO。应用与实践 完成下列表格漂白粉漂粉精漂白液成分有效成分活动探究往NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液后，再逐渐滴加氯水，会有什么现象发生？实验中酚酞褪色的可能原因是什么？请你设计实验验证你的推测。归纳整理往NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液后，溶液要变红，但逐滴加入氯水后，溶液的红色又逐渐消失。溶液红色褪去的可能原因有两个：一是可能因Cl2与碱发生了反应，消耗了碱所引起的；二是可能因氯水中含有的HClO起了漂白作用而使酚酞褪色的。可通过下列实验加以证实：往上述褪色后的溶液中再加入稍过量的NaOH溶液，若溶液又出现红色，则证明溶液红色褪去是因Cl2与碱反应消耗了碱所引起的；若溶液不再出现红色，则是因氯水中的HClO的漂白作用所引起的。自学思考指导学生阅读，并给出问题阅读教材P73最后两自然段和资料卡片以及P74第一自然段，思考：氯气有哪些重要用途？这些用途各由氯气的什么性质决定的？归纳整理检查小结氯气的用途是由其性质决定的。通过氯气能在一定条件下与大多数金属、非金属反应而制备各种重要的氯化物，如SiCl4、GeCl4、TiCl4等；通过氯气与很多有机物反应制备一些重要的有机产品，如合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等；通过氯气与水反应生成强氧化作用的HClO而用于自来水杀菌、消毒；通过氯气与碱的反应来制备漂粉精和漂白粉等。实验探究指导学生完成实验4-6 完成实验46，观察现象，并填写教材P74上相关表格归纳整理小结氯离子（Cl）的检验方法：往某溶液中加入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，再加稀硝酸后，白色沉淀不溶解，则证明含有Cl；反之，加稀硝酸后，白色沉淀溶解，则证明含有Cl。应用与实践 完成课后第11题自学讨论指导学生阅读教材有关内容，并给出问题：阅读教材P74科学视野：成盐元素卤素，思考、讨论下列问题（1）在元素周期表中，卤素包含哪些元素？这些元素的原子结构有什么相同点和不同点？（2）卤素单质化学性质的相似性主要体现在哪一方面？随着元素原子核电荷数的增大这一性质是怎样变化的？这一性质变化是由什么引起的？（3）根据上述（2），你能推导出卤素单质与H2、水反应的快慢吗？试说明这一快慢顺序是怎样的？归纳整理检查小结（1）卤素包括氟（F）、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)五种元素。这些元素原子结构的相同点是：最外层各有7个电子；不同点是：从氟到砹，它们的核电荷数依次增大，电子层数依次增多。（2）卤素单质化学性质的相似性主要体现在都具有氧化性，而且随着元素原子核电荷数的增大，氧化性逐渐减弱。这一性质的变化是由其原子结构特点的变化（即原子的核电荷数依次增大，电子层数依次增多）引起的。（3）根据（2）中从F2到I2，氧化性依次减弱，可以推出卤素单质与H2、H2O反应越来越慢。活动探究指导学生设计并完成实验已知氯水呈浅黄绿色，溴水呈黄色，而溴的四氯化碳溶液呈橙红色，试根据Cl2+2Br- = 2Cl-+ Br2设计实验证明氧化性：Cl2Br2。提供的试剂有：氯水、溴水、NaCl溶液、KBr溶液和CCl4归纳整理取少量KBr溶液置于一洁净试管中，滴加少量的氯水后，再加入适量的CCl4，振荡，若CCl4层出现橙红色，则证明上述反应发生，亦即证明氧化性：Cl2Br2。向学生说明加入CCl4的原因：溴水和氯水的颜色差不多，为便于确认该反应已经发生，通过Br2在CCl4中的颜色变化来加以确认。应用与实践 完成课后第10题课 下探 究 通过调查访问、查阅书籍、上网搜索等途径，了解日常生活中常用的含氯化合物的名称、化学式和用途等，做成资料卡片，并与同学交流。板书设计2、氯气的化学性质（3）与碱的反应二、氯离子（Cl-）的检验三、卤素成盐元素1、原子结构的相同点和不同点2、卤素单质化学性质的相似性和递变性111