氯气的生产原理教学设计

文档属性

名称 氯气的生产原理教学设计
格式 zip
文件大小 12.5KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2013-02-18 13:56:00

图片预览

文档简介

§1.2.1 氯气的生产原理
【教学理念】
有句名言曾说“生活就是最好的教科书”,在化学的新课程学习中也一直强调这样一个个理念:从生活走向化学,从化学走向社会。通过对化学的学习培养起学生对于知识和生活的热爱,这样的教学才是有意义的,有价值的。
【教材分析】
本节课选自苏教版化学1专题2第一单元第一课时,主要介绍氯气的工业制备方法和实验室制备方法,教材从工业生产氯气的原理引入到实验室制备氯气的基本方法,再自然而然地引入氯气的物理、化学性质。教材注重从工业生产实际出发,体现化学在生产生活中的广泛应用。而且,本节课的学习,既对前面的旧知有所继承,同时也为后面的卤族元素的学习奠定基础,因此具有承上启下的作用。
【学情分析】
学生初步接触如何从自然界提取化学物质,而且由于普通高中高一学生的逻辑思维和抽象思维能力较弱,对于电解饱和食盐水的现象以及结果的分析都会存在一定的困难,所以需要老师和学生一起交流和分析来共同解决问题,同时由于高一学生的好奇心很强,对于实验探究很有兴趣,所以教师应该根据他们的心理特点,结合演示实验来教学,最后根据分析结果书写电解方程式会比价容易,但是电解方程式很可能是学生死记硬背的结果,所以教师除了强调条件之外还要注意分析实验原理和反应实质。
【教学目标】
(一) 知识与技能
1 了解工业上人们怎样从海水中获取氯化钠和使用氯化钠。
2 掌握工业电解饱和食盐水的装置,能根据实验现象判断阴阳两极的产物。
3 掌握实验室制取氯气的原料和原理。
(二)过程与方法
1,通过工业制取氯化钠实验的演示操作,培养学生对于化学实验的探究意识。
2,通过引导学生对实验现象的观察和分析,培养学生观察、分析实验的能力。
(三)情感态度与价值观
1,学生严谨的科学思维和实事求是的科学态度。
2,培养学生的爱国之情和珍惜资源的情怀。
【教学重难点】
教学重点:氯气的工业生产原理和实验室制法。
突出方法:详细讲解法、着重强调法。
实验难点:对电解饱和食盐水实验现象的探究。
突破方法:启发学生自己设计实验方案,从中巩固新知。
【教学方法】
以讲授法、讨论法、演示法、探究性学习以及多媒体展示等多种适合中学生心理发展特点的教学方式和手段为主要授课方法,让学生在不知不觉中融入课堂,在轻松参与交流互动的过程中学习到新知识。
【课型】新授课(物质知识课)
【课时】2课时
【教学手段】
实验仪器和药品
①实验仪器:组装好的电解饱和食盐水的装置(包括铁棒、石墨棒、U型管、直流电源、导线)、试管若干、小烧杯若干
②药品:淀粉碘化钾试纸、酚酞溶液、饱和食盐水
整合各种相关图片、资料并结合教学设计制作成多媒体课件。
【教学过程】
环节一:创设疑问,导入新知
【教师提问】:同学们,最近闹得沸沸扬扬的中日“钓鱼岛之争”想必你们都有听说吧,那么大家知不知道为什么日本要费那么大的精力和我们争夺呢?
【学生回答】:因为钓鱼岛的海底有丰富的石油资源。
【教师回答】:恩,同学们对时事政治都很了解哦。那么石油呢是一种宝贵的能源,尤其是在现在这种资源紧缺的环境下,它是海洋赐予我们的珍贵礼物。其实,海洋不仅赠予了我们石油,它还送给我们很多其他丰富的资源。同学们了解的海洋资源都有哪些呢?大家可以参考书本40页最上方的学习资源,以小组为单位讨论几分钟,待会老师请一些同学代表你们小组来发言。
【学生回答】:我们小组看了资料后,知道了海洋的资源有:氯化钠、氯化钾、氯化钙等。
【教师设问】:非常正确,在这些氯化物中啊,氯化钠的含量最高,高达27.2%,这么丰富的资源我们可得好好利用,那我们是如何从海洋中提取和利用氯化钠的呢?带着这个疑问,老师请同学们看一段视频。
【播放短片】:海水晒盐的过程
【师生互动】:氯化钠在生活生产中的应用(结合PPT展示)。
生活:调料,维持人类生命活动,融化积雪
医疗:生理盐水
工业:制纯碱、烧碱、氯气等
【教师提问】:刚才我们的资料中提到氯化钠可以用来生产氯气,但是在自然界中,氯元素都是以游离的离子形式存在的,那么它是怎么转化为氯气这种单质的呢?
【学生讨论】。。。。。。
【教师归纳】:同学们的回答真是五花八门啊,那么实际上呢,工业上把以电解饱和食盐水为基础来制取氯气等产品的工业称之为氯碱工业,它是目前化学工业的重要支柱之一,那么我们今天就来学习一下氯碱工业的实验室模型——电解饱和食盐水制氯气。
【环节二】:回顾旧知,获取新知
【回顾旧知】:我们在初中时学过了利用点解水来制取氢气和氧气的实验,那么同学们还记得电解时我们怎么定义阴阳极吗?
【学生回答】。。。。。。
【教师讲解】:恩,大家的记性真不错,那么如果我现在将这个电解装置中的水换成饱和食盐水,电解产物会有什么变化呢?我们先来猜测一下产物吧。在这里,老师提醒一下大家,我们要利用元素守恒的知识来推测,切不可以胡乱猜想。
【学生回答】:可能有氯气、氢气、氧气、金属钠吧。
【教师讲解】:看来同学们的意见产生了分歧,那么到底哪些同学才有神机妙算的能力呢?下面老师就带大家一起进行实验验证吧。
【搭建装置】。。。。。。
【讲解装置】。。。。。
【实验操作】关闭电源,观察实验现象。
【教师讲解】:同学们观察到了什么现象呢?
【学生回答】:两极都有气泡产生。
【教师讲解】:两极都有气泡产生说明两种气体产生。用电解饱和食盐水制取氯气,我们说用到的原料是饱和食盐水,那刚才我们讨论了饱和食盐水中的存在的微粒主要有哪些?
【学生】:Na+ 、Cl-、OH-、H+
【教师提问】:同学们也说过了对应的产物可能有氯气、氧气、氢气、金属钠,
那么如果产物当中有Cl2,应该在哪一极产生?
【学生回答】:阳极(因为氯离子带负电,游向阳极)
【教师回答】很好,那我们来验证一下阳极产生的气体到底是不是氯气。这儿呢,老师先告诉大家氯气的一个性质,它能够使湿润的淀粉KI试纸变蓝色。
【教师操作】将湿润的淀粉KI试纸靠近阳极的导管,观察现象。
【学生回答】老师,湿润的淀粉KI试纸变蓝色了,阳极产物真的是Cl2。
【教师讲解】:好,阳极产物我们已经确定下来了,是Cl2。那阴极产物是什么呢?大家回忆一下,电解水时,在阴极产生的是什么?
【学生回答】:氢气。
【教师讲解】很好,那你们认为电解饱和食盐水阴极产物应该是什么?该通过什么方法进行验证呢?
【学生回答】:氢气。可以这样检验:收集一试管的气体在空气中点燃,如果是纯氢气的话,燃烧产生淡蓝色的火焰,如果是不纯的氢气的话,点燃会有爆鸣声。
【教师回答】:很好,那我们来检验一下阴极的产物。
【教师操作】把阴极产生的气体通入了肥皂水中,用点燃的火柴靠近小气泡。
【学生回答】:老师,有轻微的爆鸣声,阴极产生的气体是氢气啊。
【教师讲解】:好,我们再回过头来看一下,饱和食盐水中含有的微粒有Na+ 、 Cl- 、H2O,那我们现在已经知道了氯元素、氢元素分别以氯气、氢气的形式存在于产物中,那么氧元素和钠元素呢?他们会以何种形式存在于产物中呢?
【学生猜测】:可能是氢氧化钠吧。
【教师提问】那么你们想如何说服我呢?我请一位同学上台来操作一下吧。
【学生操作】关闭电源,打开U形管两端的橡皮塞,分别向溶液中滴加1—2滴酚酞溶液,观察现象。
【教师回答】:我看到了阴极附近溶液变为红色,阳极附近无明显现象,看来阴极的确产生了氢氧化钠啊,你们真厉害啊。
【教师讲解】:很好,通过探究实验,我们已经得出了结论,阴极产物为氢气和氢氧化钠,阳极产物为氯气,那大家很据反应物和产物,在自己本子上写一下这个反应的化学方程式。
【学生练习】电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH
【教师活动】下讲台观察同学们的书写,着重强调不要漏了反应条件。
【教师设疑】在上面的电解饱和食盐水实验的产物中,大家有没有发现什么问题?我们用NaOH来吸收尾气,那说明Cl2和NaOH是会反应的,另外H2和Cl2混合在光照下能发生爆炸。工业上如果要得到大量的氯气该怎么办呢?
【教师介绍】阳离子交换膜电解槽的简单构造:由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜(或石棉隔膜)、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。
【教师分析】
(1)阳离子交换膜具有很好的选择性,它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,即只允许Na+、H+通过,而Cl—、OH—和气体则不能通过。
(2)作用:①能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸;②能避免Cl2和NaOH溶液反应而影响烧碱的质量。
环节三:开拓视野,稳抓难点
【知识过渡】我们知道了氯气的工业制备,那么氯气首先是谁发现的呢?又是怎么发现的呢?
【阅读教材】:化学史话——氯的发现
[简述]1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热,意外发现生成了一种黄绿色气体。他发现这种气体的水溶液略显酸性,并且还能使花朵、纸张、叶子等物质褪色,还能与金属物质发生化学反应。1810年,英国化学家戴维确认:这种气体是由一种元素组成的。他将这种元素命名为chlorine,希腊文意为“绿色的”。
【氯气的实验室制法】
反应原理:4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2↑
【教师设问】:同学们,根据我们刚才做的第一个实验中,我们用氢氧化钠来吸收氯气,那老师也告诉过大家,氯气是一种比空气重的、黄绿色的有毒气体,那么老师现在请同学们设计一个在实验室制取氯气的实验装置,同学们考虑一下装置的气体收集装置和尾气吸收装置应该是怎么样的呢?
【学生回答】:我们要用向上排空气法来收集,要用氢氧化钠来吸收。
(2NaOH+Cl2 = NaCl+NaClO+H2O)
【教师讲解】:同学们太聪明了,这正是老师要的答案。那同学们试着在本子上画一画这套装置,看谁设计的最有创意。
【学生活动】:设计实验装置
【教师总结】:看完同学们的想法,老师很佩服你们的创新性,那下面同学们来看看老师的设计思路吧。在看这个实验视频的时候,同学们要注意思考一下老师的装置和你们的装置有什么相同点和不同点哦。
【播放视频】:实验室制取氯气
【师生互动】:讨论视频里面的装置的优点和需要改进的地方。
环节四:归纳总结,练习巩固
【教师讲解】:同学们,通过刚才的交流讨论啊,相信大家都掌握了很多新知识,那么我们趁热打铁,通过几道练习题来巩固新知识吧。
【师生活动】:做练习并且讲解。
练习:
工业上利用电解饱和食盐水的方法制取 、 和 。在电源正极上方收集到的气体能使___________________变蓝色,证明是 ;在电源负极上方收集到的气体是 ,在电极附近的水溶液中滴几滴酚酞溶液,则溶液 ,证明有 生成。若电解一段时间后,电源正极上方收集到的气体在标准状况下为4.48L,则在电源负极上方将收集到 L 气体。停止通电后,待溶液混合均匀,溶液的pH会 。
【板书设计】
一、海水资源
二、氯气工业制法
1、阳极:Cl2
阴极:H2、NaOH
2、原理:2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH
三、氯气的实验室制法
1、反应原理:4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2↑
2、发生装置:固液加热型
3、除杂干燥:饱和食盐水、浓硫酸
4、收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法
5、尾气吸收:氢氧化钠溶液(2NaOH+Cl2 = NaCl+NaClO+H2O)
设计意图:通过对学生一系列的提问,吸引学生注意力的集中,培养他们对于生活中常见问题的探讨和思考能力,拓展他们的学习视野。
设计意图:通过课堂现场对实验现象的探讨和分析,激发起学生的学习兴趣,培养他们的交流、研究能力,增强他们理解化学实验是分析、研究化学物质的一种手段这一概念。
设计意图:这个环节是本节课的重难点,不能完全依靠教师讲解知识来使学生掌握知识点,而因利用前一环节已经涉及到的知识点来让学生自主设计、探究实验装置,体现“学为主体,教为主导”的教学理念。
设计意图:在课堂的尾声,将总结课本知识的机会先留给学生,不仅能培养学生自主理清知识脉络的机会,更让学生在第一时间了解到学生对于本节课的掌握情况。