人教版（2019）必修第一册 2.2.1 氯气的性质 教学设计
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修第一册 2.2.1 氯气的性质 教学设计 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 37.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-05-03 15:47:55 | ||
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文档简介
依循认知路径的“氯气的性质”教学设计
1 教学背景分析
1.1认知路径分析
【依循科学体系构建路径】氯是一种重要的“成盐元素”，氯气不仅是卤素中最具代表性的元素，氯及氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛，氯单质也是高中化学主要研究的物质之一，与之相关联的还有常见气体发生装置与原理也是高考的热点内容，元素及其化合物知识是中学化学研究的重要内容之一。本节课对学生全面认识化学研究物质的过程和方法、形成正确的科学观、掌握正确的学习方法、增强实验能力等都具有重要的作用。
【依循教材编写逻辑路径】“氯气的性质”属于人教版高中化学必修一第二章第二节内容。教材在本节并未采用第一节的编写思路，而是以学生不熟悉的氯气为主线，选择氯气的性质、用途等内容，将含氯化合物穿插在其中进行介绍，让学生在重点学习氯气单质的过程中，关注这些含氯元素物质间的转化，引导学生构建不同价态物质间的转化关系，形成非金属及其化合物的研究思路和方法。
【依循学生学习路径】在前面学生已学习了氧化还原反应理论、离子反应，为推测氯的化学性质奠定了理论基础；学生在前面已经体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，并学会了一些简单实验的设计思路和方法，在老师的引导和提示下能够找出对本节教材内容能进行合理的探究，并能对产生现象的原因进行解释；氯是典型的非金属元素，氯及氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛，这使得学生对氯及氯的化合物感觉并不陌生。
1.2 课标分析
课程标准中“氯气的性质”的内容要求见表1。
表1 “氯气的性质”的内容要求
内容要求 1. 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯元素及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。2.结合实例认识非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化、认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
学业要求 1.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。2.能根据物质的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题。3.能说明常见元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。能有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。
学业质量水平 1.认识化学变化是有条件的，能从物质的组成、构成微粒、主要性质等方面解释或说明化学变化的本质特征。2.能将化学知识与生产、生活实际结合，能主动关心并参与有关的社会性议题的讨论。3.能基于物质性质提出物质在生产、生活和科学技术等方面应用的建议和意见。
2 教学设计
2.1教学目标
①通过实验探究氯气的物理性质、化学性质，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，培养证据推理意识。
②能用氧化还原反应、离子反应的观点预测并解释氯气的化学性质，并能用化学方程式正确表达。
③以氯及其化合物知识的学习为线索，建立含氯元素的物质间的转化关系，进一步了解研究物质的思路和方法。
④通过含氯物质性质和用途的学习，感受物质性质与用途的关系，体会化学对生活、环境保护的重要意义，增强社会责任感。
2.2评价目标
①通过原子结构示意图的分析，氯气与水反应探究，诊断学生从物质、元素、微粒视角认识物质和符号表征水平，诊断和发展学生实验探究水平。
②通过氯气与金属、非金属反应的实验探究，诊断并发展学生对氧化还原反应的认识进阶，诊断并发展学生观察与描述实验的能力，发展学生基于证据得出结论的素养。
③通过氯及其化合物性质、用途及转化关系的结构化呈现，诊断并发展学生对物质及其转化思路的认识进阶，以及对性质与用途的关联水平，认识事物的结构化水平。
2.3教学流程
任务一：认识氯气与金属、非金属单质的反应
【情境一】播放一段视频认识“氯及其化合物”。
【教师】大家都知道，海洋是一个巨大的资源宝库。海洋约占地球表面积的71%。资料表明：如果将海洋中的盐全部提取出来，铺在地球的陆地上，可使陆地平均升高约150米。
【展示】一瓶已收集好的氯气。
【提问】同学们可以看到氯气是什么颜色的呢？
【学生】黄绿色。
【教师】对。氯气是黄绿色的气体，有刺激性气味，有毒，密度比空气大，能与水以1：2溶解，熔沸点较低，易液化，所以要贮存在钢瓶中。
【提问】氯气有毒，这里我们应该怎么闻气体呢？
【回答】应该扇闻，用手轻轻得在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。
【教师】请一位同学上来写出氯原子的结构示意图。
【学生板演】书写氯的原子结构示意图。
【教师】从结构示意图中我们可以看到氯原子的最外电子层上有7个电子，在化学反应中容易结合一个电子，使最外层电子达到8电子的稳定结构。
【过渡】所以氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质。这也决定了氯在自然界只能以化合态存在。下面我们就通过各组的实验来探究氯气的活泼性具体表现在哪些方面。
【视频】将绿豆大的钠放在石棉网上稍微加热，然后迅速将装满氯气的集气瓶倒扣在钠上。
【实验现象】钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄光，生成大量白烟。
【提问】白色的烟是什么呀？
【分析】氯化钠晶体，我们用“烟”来描述固体小颗粒。 2Na+Cl2==2NaCl
【教师】氯气除了会和活泼金属钠反应外，还会和铜、铁反应。我请两位同学上来帮我做一下。
【实验1】用坩埚钳夹住一束的铜丝，灼烧后立刻放入盛有氯气的集气瓶中，观察发生的现象。
【实验现象】铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成大量棕黄色的烟。
Cu + Cl2 ==点燃== CuCl2
【实验2】用坩埚钳夹住一束擦亮的细铁丝，将铁丝的一端放在酒精灯上灼烧至红热，迅速伸入盛有氯气的集气瓶中，观察实验现象。
【实验现象】铁丝在氯气中剧烈燃烧，生成大量棕褐色的烟。
【提问】这里生成是什么？
【分析】这里生成的是氯化铁。
2Fe + 3Cl2 ==点燃=== 2FeCl3
【总结】由铜与氯气反应、铁与氯气反应可以看出，氯气可与大多数金属在点燃或加热的条件下直接化合，而且生成高价态金属氯化物。
【过渡】以上都是氯气与金属的反应，那氯气与非金属又是如何反应的呢？接下来我们看一下氯气和氢气的反应。
【多媒体展示、讲述】纯净的氢气可以在氯气中安静的燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾产生。反应生成的气体是HCl，它在空气中与水蒸气结合，呈现雾状。
H2+Cl2 ==点燃== 2HCl
【讲述】我们用“雾”来描述液态物质。
【讲述】在描述反应现象的时候，我们发现有“烟”，也有“雾”，在这方面也要特别注意，烟——固体小颗粒分散在空气中，雾——小液滴分散在空气中。
【分析】工业上常用此方法制取盐酸。
【讲述】氯气还能和P、S等非金属反应。
【提问】上面的几个实验是燃烧吗？
【概念拓展】在初中大家可能认为燃烧一定要有氧气参加，其实不是。任何发光、发热的剧烈的化学反应都可以称为燃烧。
任务二：认识氯气与水的反应
【思考】氯化钠能溶于水，氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水（1︰2），但是他们在水中溶解的情况一样吗？
①氯气溶解于水后是否与水发生反应？
②氯水中溶质的微粒以什么形式存在？
【教师】为了探究这些问题，我再请一位同学上来我帮做一个实验。
【实验3】用玻璃棒蘸取水在红纸条上写字，然后将纸条放入集气瓶中，可以看到写的字渐渐明显。
【教师】这说明了什么？
【学生】干燥的氯气没有漂白性，而湿润的氯气有漂白性。
【教师】对，这说明氯气和水反应产生了具有漂白性的物质。
【实验4】将盐酸和新制氯水分别滴在PH试纸上。
实验现象：滴了盐酸的试纸变红，滴了新制氯水的试纸红色的中间被漂白了，只有周围一圈是红色的。
【教师】通过这个实验我们知道盐酸没有漂白性。那具有漂白性的物质是什么呢？其实是次氯酸。氯气和水反应生成了盐酸和次氯酸。
【教师】氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性。它不稳定，光照下可以加速它的分解。
【教师补充】次氯酸还具有杀菌消毒的功效。
【教师】新制氯水是黄绿色的，这说明其中含有氯气分子。除了氯气分子，还含有哪些微粒呢？我们一起来探究下。
【实验5】向新制氯水加硝酸银溶液，产生白色沉淀，加入稀硝酸白色沉淀不消失，证明还有Cl-。
【教师】由于次氯酸是弱酸，它不能完全电离，所以溶液中还含有次氯酸分子，当然溶液中含有次氯酸根。
【总结】氯水的成分，有三分子，四离子
分子：H2O、Cl2、HClO
离子：H+、Cl-、ClO-、OH-
【提问】新制氯水、久置氯水和液氯在成分上有何区别？
【回答】新制氯水中含3种分子4种离子，Cl2 HClO H2O H+ OH- Cl- ClO-
久置氯水中含有H+ OH- Cl- H2O ，液氯中只含有Cl2
【提问】氯气可以储存在钢瓶中，那么氯水可以储存在钢瓶中吗？
【回答】不可以，应为氯水中含HCl会和铁反应。
任务三：认识氯气与碱的反应。
【提问】实验室制Cl2时尾气用什么物质吸收呢？
【讲述】常温下将Cl2通入NaOH溶液中得到以NaClO为有效成分的漂白液。.Ca（OH）2等其他碱也可以与氯气反应，工业上以氯气和石灰乳为原料制造漂白粉，其主要成分是Ca（ClO）2和CaCl2
【提问】漂白粉是纯净物还是混合物？它的有效成分是什么？
【回答】混合物。有效成分是Ca（ClO）2。
【讲述】在空气中，漂白粉中的次氯酸钙与水蒸气、二氧化碳作用，生成HClO。有强酸制弱酸可得出酸性：H2CO3＞HClO
【过渡】电解饱和食盐水Cl2用什么来检验？
【回答】湿润的淀粉KI试纸。Cl2+2KI=2KCl+I2
【提问】Cl元素在自然界以什么形态存在？
【分析】Cl2单质是游离态，化合物中Cl元素是化合态的。
【讲述】Cl2是一种化学性质很活泼的非金属单质，所以它的用途很广泛，可用于自来水的消毒，工业上制造盐酸，用于农药的生产和药物的合成。
【总结】本节课我们主要学习氯气的性质，学习了许多的化学方程式，同学们在书写时要特别注意配平和条件。
3.板书设计
氯气的性质
一、氯气的物理性质
1.黄绿色有刺激性气味的有毒气体；
2.易液化，密度比空气大。
二、氯气的化学性质
1、与金属反应
2Na+Cl2=2NaCl
点燃
2Fe+3Cl2====2FeCl3
点燃
Cu+Cl2 =====CuCl2
2、与非金属反应
点燃
H2+Cl2=====2HCl
H2+Cl2=====2HCl（爆炸）
3、与水反应Cl2+H2O= HCl+ HClO
新制氯水的成分
分子：H2O、Cl2、HClO
离子：H+、Cl-、ClO-、OH-
HClO的性质：
a、弱酸性；
b、不稳定性2 HClO=2HCl+O2
c、漂白性
4、与碱反应
2NaOH+ Cl2=NaCl+ NaClO+ H2O
2Ca(OH)2+ 2Cl2=CaCl2+ Ca(ClO)2+ 2H2O
(工业至漂白粉)
5、漂白原理
Ca(ClO)2+ CO2+ H2O= CaCO3+ 2HClO
6、漂白粉失效原因
Ca(ClO)2+ CO2+ H2O= CaCO3+ 2HClO
2 HClO=2HCl+O2
1 教学背景分析
1.1认知路径分析
【依循科学体系构建路径】氯是一种重要的“成盐元素”，氯气不仅是卤素中最具代表性的元素，氯及氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛，氯单质也是高中化学主要研究的物质之一，与之相关联的还有常见气体发生装置与原理也是高考的热点内容，元素及其化合物知识是中学化学研究的重要内容之一。本节课对学生全面认识化学研究物质的过程和方法、形成正确的科学观、掌握正确的学习方法、增强实验能力等都具有重要的作用。
【依循教材编写逻辑路径】“氯气的性质”属于人教版高中化学必修一第二章第二节内容。教材在本节并未采用第一节的编写思路，而是以学生不熟悉的氯气为主线，选择氯气的性质、用途等内容，将含氯化合物穿插在其中进行介绍，让学生在重点学习氯气单质的过程中，关注这些含氯元素物质间的转化，引导学生构建不同价态物质间的转化关系，形成非金属及其化合物的研究思路和方法。
【依循学生学习路径】在前面学生已学习了氧化还原反应理论、离子反应，为推测氯的化学性质奠定了理论基础；学生在前面已经体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，并学会了一些简单实验的设计思路和方法，在老师的引导和提示下能够找出对本节教材内容能进行合理的探究，并能对产生现象的原因进行解释；氯是典型的非金属元素，氯及氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛，这使得学生对氯及氯的化合物感觉并不陌生。
1.2 课标分析
课程标准中“氯气的性质”的内容要求见表1。
表1 “氯气的性质”的内容要求
内容要求 1. 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯元素及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。2.结合实例认识非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化、认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
学业要求 1.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。2.能根据物质的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题。3.能说明常见元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。能有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。
学业质量水平 1.认识化学变化是有条件的，能从物质的组成、构成微粒、主要性质等方面解释或说明化学变化的本质特征。2.能将化学知识与生产、生活实际结合，能主动关心并参与有关的社会性议题的讨论。3.能基于物质性质提出物质在生产、生活和科学技术等方面应用的建议和意见。
2 教学设计
2.1教学目标
①通过实验探究氯气的物理性质、化学性质，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，培养证据推理意识。
②能用氧化还原反应、离子反应的观点预测并解释氯气的化学性质，并能用化学方程式正确表达。
③以氯及其化合物知识的学习为线索，建立含氯元素的物质间的转化关系，进一步了解研究物质的思路和方法。
④通过含氯物质性质和用途的学习，感受物质性质与用途的关系，体会化学对生活、环境保护的重要意义，增强社会责任感。
2.2评价目标
①通过原子结构示意图的分析，氯气与水反应探究，诊断学生从物质、元素、微粒视角认识物质和符号表征水平，诊断和发展学生实验探究水平。
②通过氯气与金属、非金属反应的实验探究，诊断并发展学生对氧化还原反应的认识进阶，诊断并发展学生观察与描述实验的能力，发展学生基于证据得出结论的素养。
③通过氯及其化合物性质、用途及转化关系的结构化呈现，诊断并发展学生对物质及其转化思路的认识进阶，以及对性质与用途的关联水平，认识事物的结构化水平。
2.3教学流程
任务一：认识氯气与金属、非金属单质的反应
【情境一】播放一段视频认识“氯及其化合物”。
【教师】大家都知道，海洋是一个巨大的资源宝库。海洋约占地球表面积的71%。资料表明：如果将海洋中的盐全部提取出来，铺在地球的陆地上，可使陆地平均升高约150米。
【展示】一瓶已收集好的氯气。
【提问】同学们可以看到氯气是什么颜色的呢？
【学生】黄绿色。
【教师】对。氯气是黄绿色的气体，有刺激性气味，有毒，密度比空气大，能与水以1：2溶解，熔沸点较低，易液化，所以要贮存在钢瓶中。
【提问】氯气有毒，这里我们应该怎么闻气体呢？
【回答】应该扇闻，用手轻轻得在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。
【教师】请一位同学上来写出氯原子的结构示意图。
【学生板演】书写氯的原子结构示意图。
【教师】从结构示意图中我们可以看到氯原子的最外电子层上有7个电子，在化学反应中容易结合一个电子，使最外层电子达到8电子的稳定结构。
【过渡】所以氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质。这也决定了氯在自然界只能以化合态存在。下面我们就通过各组的实验来探究氯气的活泼性具体表现在哪些方面。
【视频】将绿豆大的钠放在石棉网上稍微加热，然后迅速将装满氯气的集气瓶倒扣在钠上。
【实验现象】钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄光，生成大量白烟。
【提问】白色的烟是什么呀？
【分析】氯化钠晶体，我们用“烟”来描述固体小颗粒。 2Na+Cl2==2NaCl
【教师】氯气除了会和活泼金属钠反应外，还会和铜、铁反应。我请两位同学上来帮我做一下。
【实验1】用坩埚钳夹住一束的铜丝，灼烧后立刻放入盛有氯气的集气瓶中，观察发生的现象。
【实验现象】铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成大量棕黄色的烟。
Cu + Cl2 ==点燃== CuCl2
【实验2】用坩埚钳夹住一束擦亮的细铁丝，将铁丝的一端放在酒精灯上灼烧至红热，迅速伸入盛有氯气的集气瓶中，观察实验现象。
【实验现象】铁丝在氯气中剧烈燃烧，生成大量棕褐色的烟。
【提问】这里生成是什么？
【分析】这里生成的是氯化铁。
2Fe + 3Cl2 ==点燃=== 2FeCl3
【总结】由铜与氯气反应、铁与氯气反应可以看出，氯气可与大多数金属在点燃或加热的条件下直接化合，而且生成高价态金属氯化物。
【过渡】以上都是氯气与金属的反应，那氯气与非金属又是如何反应的呢？接下来我们看一下氯气和氢气的反应。
【多媒体展示、讲述】纯净的氢气可以在氯气中安静的燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾产生。反应生成的气体是HCl，它在空气中与水蒸气结合，呈现雾状。
H2+Cl2 ==点燃== 2HCl
【讲述】我们用“雾”来描述液态物质。
【讲述】在描述反应现象的时候，我们发现有“烟”，也有“雾”，在这方面也要特别注意，烟——固体小颗粒分散在空气中，雾——小液滴分散在空气中。
【分析】工业上常用此方法制取盐酸。
【讲述】氯气还能和P、S等非金属反应。
【提问】上面的几个实验是燃烧吗？
【概念拓展】在初中大家可能认为燃烧一定要有氧气参加，其实不是。任何发光、发热的剧烈的化学反应都可以称为燃烧。
任务二：认识氯气与水的反应
【思考】氯化钠能溶于水，氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水（1︰2），但是他们在水中溶解的情况一样吗？
①氯气溶解于水后是否与水发生反应？
②氯水中溶质的微粒以什么形式存在？
【教师】为了探究这些问题，我再请一位同学上来我帮做一个实验。
【实验3】用玻璃棒蘸取水在红纸条上写字，然后将纸条放入集气瓶中，可以看到写的字渐渐明显。
【教师】这说明了什么？
【学生】干燥的氯气没有漂白性，而湿润的氯气有漂白性。
【教师】对，这说明氯气和水反应产生了具有漂白性的物质。
【实验4】将盐酸和新制氯水分别滴在PH试纸上。
实验现象：滴了盐酸的试纸变红，滴了新制氯水的试纸红色的中间被漂白了，只有周围一圈是红色的。
【教师】通过这个实验我们知道盐酸没有漂白性。那具有漂白性的物质是什么呢？其实是次氯酸。氯气和水反应生成了盐酸和次氯酸。
【教师】氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性。它不稳定，光照下可以加速它的分解。
【教师补充】次氯酸还具有杀菌消毒的功效。
【教师】新制氯水是黄绿色的，这说明其中含有氯气分子。除了氯气分子，还含有哪些微粒呢？我们一起来探究下。
【实验5】向新制氯水加硝酸银溶液，产生白色沉淀，加入稀硝酸白色沉淀不消失，证明还有Cl-。
【教师】由于次氯酸是弱酸，它不能完全电离，所以溶液中还含有次氯酸分子，当然溶液中含有次氯酸根。
【总结】氯水的成分，有三分子，四离子
分子：H2O、Cl2、HClO
离子：H+、Cl-、ClO-、OH-
【提问】新制氯水、久置氯水和液氯在成分上有何区别？
【回答】新制氯水中含3种分子4种离子，Cl2 HClO H2O H+ OH- Cl- ClO-
久置氯水中含有H+ OH- Cl- H2O ，液氯中只含有Cl2
【提问】氯气可以储存在钢瓶中，那么氯水可以储存在钢瓶中吗？
【回答】不可以，应为氯水中含HCl会和铁反应。
任务三：认识氯气与碱的反应。
【提问】实验室制Cl2时尾气用什么物质吸收呢？
【讲述】常温下将Cl2通入NaOH溶液中得到以NaClO为有效成分的漂白液。.Ca（OH）2等其他碱也可以与氯气反应，工业上以氯气和石灰乳为原料制造漂白粉，其主要成分是Ca（ClO）2和CaCl2
【提问】漂白粉是纯净物还是混合物？它的有效成分是什么？
【回答】混合物。有效成分是Ca（ClO）2。
【讲述】在空气中，漂白粉中的次氯酸钙与水蒸气、二氧化碳作用，生成HClO。有强酸制弱酸可得出酸性：H2CO3＞HClO
【过渡】电解饱和食盐水Cl2用什么来检验？
【回答】湿润的淀粉KI试纸。Cl2+2KI=2KCl+I2
【提问】Cl元素在自然界以什么形态存在？
【分析】Cl2单质是游离态，化合物中Cl元素是化合态的。
【讲述】Cl2是一种化学性质很活泼的非金属单质，所以它的用途很广泛，可用于自来水的消毒，工业上制造盐酸，用于农药的生产和药物的合成。
【总结】本节课我们主要学习氯气的性质，学习了许多的化学方程式，同学们在书写时要特别注意配平和条件。
3.板书设计
氯气的性质
一、氯气的物理性质
1.黄绿色有刺激性气味的有毒气体；
2.易液化，密度比空气大。
二、氯气的化学性质
1、与金属反应
2Na+Cl2=2NaCl
点燃
2Fe+3Cl2====2FeCl3
点燃
Cu+Cl2 =====CuCl2
2、与非金属反应
点燃
H2+Cl2=====2HCl
H2+Cl2=====2HCl（爆炸）
3、与水反应Cl2+H2O= HCl+ HClO
新制氯水的成分
分子：H2O、Cl2、HClO
离子：H+、Cl-、ClO-、OH-
HClO的性质：
a、弱酸性；
b、不稳定性2 HClO=2HCl+O2
c、漂白性
4、与碱反应
2NaOH+ Cl2=NaCl+ NaClO+ H2O
2Ca(OH)2+ 2Cl2=CaCl2+ Ca(ClO)2+ 2H2O
(工业至漂白粉)
5、漂白原理
Ca(ClO)2+ CO2+ H2O= CaCO3+ 2HClO
6、漂白粉失效原因
Ca(ClO)2+ CO2+ H2O= CaCO3+ 2HClO
2 HClO=2HCl+O2