高一化學《氯氣的性質》教案設計
高一化學《氯氣的性質》教案設計
【教學背景】
氯是典型的非金屬元素，氯和氯的化合物在日常生活、工農業生產中的應用非常廣泛。對氯氣的性質、用途等進行比較全面的學習和研究，是以後學習、研究鹵素性質相似性及其變化規律和氯鹼工業知識的需要。同時，為學生正確掌握非金屬元素的學習方法打下堅實基礎。
依據課程目標的標準，主要的學習目標是：
1.瞭解氯氣的物理性質、化學性質、氯離子的檢驗方法。
2.理解氯的原子結構特點與化學性質的關係，初步認識物質的微觀結構對其性質的影響。
3.認識氯和氯的化合物在生產中的應用和對生態環境的影響；通過了解氯氣的“功”與“過”，初步形成正確認識、合理使用化學物質的意識。
4.透過實驗，激發學習興趣，培養嚴謹求實的科學態度和主動探索的優良品質；透過對氯氣性質的推測----→實驗----→分析----→得出結論的研究，應用觀察、記錄、科學抽象的科學方法，來研究物質的性質及其變化。培養透過現象、挖掘本質的探究精神。
本節內容強調氯氣與生產、生活的聯絡，注意利用日常生活中的事例激發學生的學習興趣，指導學生對氯氣的性質進行實驗探究，幫助學生更全面地認識氯及其化合物在自然和人類生活中的重要性。注意把握教學內容的深廣度，對於鹵素性質相似性及其變化規律只作簡單介紹。
【案例設計】
設計思路
本節採用“實驗”、“對比”、“聯想”的教學方式，以“提出問題----→實驗探究----→分析、推理----→得出結論”等環節組織教學活動，幫助學生了解氯的主要性質，認識其在生活中的應用。結合有關內容，多樣的演示實驗和學生動手實驗，在實驗探究中培養觀察能力、實驗操作能力以及探究意識。
設計中注意以下問題：
1.透過“展示一瓶氯氣，讓學生觀察並描述其顏色和狀態”；“請學生聞氯氣的氣味，強調聞氣體氣味的方法”；“向盛有氯氣的試管中注入水”等實驗來學習氯氣的物理性質，培養學生觀察能力，強化實驗安全意識。
2.讓學生回憶氯的原子結構推測氯氣的化學性質，引導學生以氯的原子結
構與化學性質的關係為線索進行聯想：
氯在元素週期表中的位置----→聯想氯元素的原子結構特點----→聯想氯氣的化學性質（典型的非金屬性）----→聯想氯氣的用途。
3.運用對比的方法引導學生學習：由Fe、Cu、H2在Cl2中燃燒的演示實驗，比較初、高中不同學習階段對“燃燒”的條件及其本質的認識；比較Cl2分別與水、鹼、碘化鉀等化合物的反應產物，學習氯氣的化學性質。
4.本節課的難點是氯氣與化合物反應的化學方程式的書寫。透過比較Cl2分別與水、鹼等化合物的反應事實，找出氯氣與有關物質反應的規律。
5.引導學生討論氯氣對人類社會的“功”與“過”，認識氯和氯的化合物在生產中的應用和對生態環境的影響。
教學過程
[學習情景創設]
瑞典化學家舍勒於1974年在研究軟錳礦（主要成分是MnO2）時，把鹽酸與軟錳礦混合在一起加熱，意外地發現生成了一種具有強烈的刺激性氣味的黃綠色氣體。這立即引起了舍勒的興趣，並對它進行了研究。他將製備出來的氣體溶解到水中，發現這種氣體的水溶液略顯酸性；該水溶液還能使花朵、紙張、葉子等的顏色褪去；將蚱蜢放進裝滿這種氣體的容器中，蚱蜢蹦躂幾下就死去了。這種黃綠色的氣體就是氯氣。
氯氣的水溶液為什麼呈酸性？為什麼能使花朵、紙張、葉子褪色？氯氣是一種怎樣的物質呢？
一、氯氣的性質
[演示實驗]出示一瓶氯氣，瓶後襯一張白紙。請學生觀察並描述其顏色和狀態；請一名學生上來聞氯氣的氣味，並強調聞氣體氣味的方法。然後，向集氣瓶中注入少量水，充分振盪，觀察溶液的顏色。
[觀看影象資料]1915年4月22日，世界上第一次化學武器（氯氣）的使用。
[交流討論]從觀察到的實驗現象，你認為氯氣具有哪些物理性質？氯氣和氯水有什麼關係？
[歸納小結]閱讀教材中的相關內容，讓學生歸納氯氣的物理性質。
1.物理性質：
氯氣通常狀況下為黃綠色氣體，有刺激性氣味，常溫下能溶於水，1體積水大約溶解2體積氯氣。氯氣可以透過降溫而變為液態和固態。氯氣有毒,易液化。
[補充講解]氯氣是一種毒性氣體，有很強的刺激性，吸入少量就會使鼻和喉頭的粘膜受到刺激，引起胸痛和咳嗽，吸入多量氯氣會使人窒息，甚至死亡。因此聞氯氣要特別小心，只能輕輕煽動，使少量氣體飄進鼻孔。但只要掌握正確的操作方法，實驗是沒有危險的。
[交流討論]物質的.宏觀性質是由微觀結構決定的，根據氯的原子結構能否推測氯氣的化學性質是否活潑？
引導學生運用氯的原子結構示意圖，分析氯原子最外電子層結構特點，推測氯元素是活潑的非金屬元素，容易結合一個電子，形成具有穩定結構的氯離子。
[演示實驗]（用實物投影儀）
（1）將兩根細鐵絲用砂紙打磨，螺旋繞於火柴棍上，用鑷子夾住，在酒精燈上引燃火柴，稍停，待火柴將燃盡，置於盛有氯氣的集氣瓶中，觀察現象。反應完畢，加少量水於集氣瓶中，觀察溶液顏色。
（2）用砂紙打亮銅絲，用鑷子夾住，在酒精燈上加熱至紅熱，放入盛有氯氣的集氣瓶中，觀察現象。反應完畢，用洗瓶注少量水於集氣瓶中。觀察溶液顏色。
（3）在空氣中點燃氫氣，然後把導管伸入盛有氯氣的集氣瓶中。觀察現象。
[歸納小結]由學生描述以上三個實驗的現象，得出結論：氯氣既能與金屬單質也能和非金屬直接化合。
2.化學性質
（1）氯氣和金屬的反應
（2）氯氣與非金屬反應
[思考與討論]透過H2在Cl2中燃燒的實驗，與初中學習階段對“燃燒”的認識比較，可燃物是否一定有氧氣才能燃燒呢？你對“燃燒”的條件及其本質有什麼新的認識？
（學生透過對比、交流、得出結論：燃燒不一定要有氧氣，如Na、Fe、H2等物質均可在Cl2中燃燒。任何發光、發熱的劇烈的化學反應都叫燃燒。）
[提出問題]自來水廠可以用氯氣來消毒水，氯氣能溶解於水嗎？能與水發生反應嗎？
[觀察演示實驗]
1.向一支充滿氯氣的大試管中加入2～3mL水後，迅速塞緊塞子，充分振盪，將上述試管和另一支充滿氯氣的大試管以及另外一支裝有4～5mL蒸餾水的試管放在一起，觀察試管中物質的顏色。再向氯水和蒸餾水中滴入石蕊試液，觀察現象。
2.把一裝滿Cl2的試管倒立在滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液中，搖動試管，觀察現象。
3.將溼潤的澱粉－碘化鉀試紙蘸在玻璃棒上，並將試紙靠近集滿氯氣的集氣瓶口，觀察現象。
[交流討論]（學生描述現象並嘗試加以解釋，教師注意幫助學生理解和表述）
[歸納小結]
（3）氯氣與水反應，生成的HClO具有強氧化性
Cl2+H2O===HCl+HClO
（4）氯氣與鹼反應
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
（5）氯氣與碘化鉀溶液反應
Cl2+2KI===2KCl+I2
[交流與討論]氯氣廣泛應用於生產和生活中，造福於人類。但任何事物都有兩面性，對化學品使用不當或誤用甚至濫用，也會給人類帶來嚴重後果。請結合日常生活事例談談氯氣的“功”與“過”。
（學生各抒己見，相互補充，逐步形成正確、合理地使用化學物質的意識）
[提出問題]Cl2跟金屬、非金屬單質以及某些化合物反應時，往往生成氯化物。氯化物中的氯和氯氣中的氯有什麼不同？
[歸納小結]氯化物中的氯是-1價的氯元素，氯氣中的氯是結合成氯分子的0價態氯。可溶性氯化物溶於水時，能電離出Cl-。氯氣由氯分子組成的。我們用AgNO3、稀硝酸檢驗Cl-；用澱粉--碘化鉀溶液檢驗氯氣。
[學生實驗]在5支試管中分別加入2～3mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自來水、蒸餾水，然後各滴入幾滴AgNO3溶液，觀察實驗現象。再分別加入少量稀硝酸，觀察、描述實驗現象。
[歸納小結]
二、氯離子的檢驗方法
1.試劑：AgNO3、稀硝酸
2.原理：溶液中的Cl-都能與AgNO3反應生成AgCl白色沉澱，AgCl白色沉澱遇稀硝酸不溶解（Ag++Cl-===AgCl↓）
3.方法和結論：在被檢驗的溶液中加稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若溶液中出現白色沉澱，則被檢液中含有Cl-。（或在被檢驗的溶液中滴入AgNO3溶液，若溶液中出現白色沉澱，再滴入稀硝酸，沉澱不溶解，則被檢液中含有Cl-。）
[課堂討論]自來水生產中常通入適量氯氣進行殺菌消毒。請你設計一個實驗方案來區別蒸餾水和自來水。
[本節小結]
1.氯氣是一種化學性質非常活潑的非金屬，氯氣能與絕大多數金屬、非金屬直接化合，還能與水、鹼、碘化物等發生反應。
2.氯離子的檢驗方法。
[課外作業]（建議補充使用以下部分習題）：
①將一盛滿Cl2的試管倒立在水槽中，當用日光照射一段時間，試管內液麵不再上升時，剩餘氣體的體積約佔試管容積的（）。
A.2/3；B.1/2；C.1/3；D.1/4
②用作麻醉劑的氯仿（CHCl3）常因儲存不慎而被空氣氧化，產生劇毒的光氣（COCl2），反應的化學方程式為2CHCl3＋O2===2HCl＋2COCl2。為了防止事故，使用前可用於檢驗氯仿是否變質的試劑是（）。
A.酚酞試液
B.氫氧化鈉溶液
C.用硝酸酸化後的硝酸銀溶液
D.用硝酸酸化後的硝酸鋇溶液
3.科學家提出，使用氯氣對自來水消毒時，氯氣會與水中的有機物發生反應，形成的物質可能是潛在的致癌物。世界環保聯盟推廣採用廣譜性高效殺菌劑二氧化氯（ClO2黃綠色氣體）。
（1）目前，歐洲一些國家主要採用Kesting法（原料為氯酸鉀和鹽酸）制ClO2，該法的缺點是同時產生Cl2（佔ClO2體積的一半），使產物的純度較低。寫出該法制ClO2的化學方程式：。
（2）我國最近研究用氯氣氧化亞氯酸鈉（NaClO2），在氯氣保護下成功製得ClO2，表示這一反應的化學方程式為。與上述方法相比，此法的優點是（寫出其中一種）。
4.1995年諾貝爾化學獎授予致力於研究臭氧層破壞問題的三位化學家。大氣中的臭氧可吸收和阻擋太陽光中強烈的、有害的紫外線輻射，保護地球上的生物。氟氯烴（如CCl2F2）可在光的作用下分解產生Cl原子，Cl原子會對臭氧層產生長久的破壞作用。有關反應為：
O3 ==O2＋O，Cl＋O3 ==ClO＋O2，ClO＋O ==Cl＋O2
（1）寫出上述變化的總反應式。
（2）在上述變化中，Cl原子的作用是什麼？
5.研究性學習課題
①海水是人類獲取氯、溴、碘的重要資源。查閱有關資料，瞭解海水曬鹽的生產過程。將瞭解的情況與同學交流討論。
②氯氣是一種重要的化工原料，在生活和生產中有著廣泛的應用。有條件的同學請到生產或使用氯氣的工廠參觀，也可以請教專家或查閱資源瞭解氯氣的用途。將你獲取得資訊與同學交流。
【案例評析】
本案例從學生已有的經驗和社會生活實際出發，用實驗、聯想、對比的方式組織學生活動，具有以下幾個特點：
1.由“舍勒發現氯氣”的科學史實、“氯氣作為化學武器”等資料，引發認知碰撞，充分啟用學生的問題意識。
2.重視發揮實驗的作用，強化實驗對培養學生探究能力的功能。本案例設計了7個演示實驗、1個學生實驗，由實驗探究得出氯氣的物理性質和化學性質，讓學生在學習中學會探究。
3.在教學過程中，重視學法指導。注意引導學生利用結構推測性質、以實驗驗證性質，並採用對比、聯想的學習方法，讓學生在概括、推理、解決問題的過程中不斷進行反思，在探究中學會學習。
4.引導學生討論氯氣的“功”與“過”，認識氯和氯的化合物在生產中的應用和對生態環境的影響，培養學生初步形成正確認識、合理使用化學物質的意識。