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高三一轮复习 第15讲 氯及其重要化合物 教案
(人教版2019必修1 第四章)
一、教材及学情分析
教材分析
本课时属于高三一轮复习“非金属及其化合物”模块的核心内容,对应人教版2019必修1第四章“非金属及其化合物”中氯、氯的化合物等考点。教材原章节从氯的原子结构出发,介绍氯的物理性质、化学性质、制备方法及重要化合物的性质,本复习课则以高考命题逻辑为导向,将“氯的原子结构-性质-制备-应用”“氯的重要化合物(氯气、HCl、NaClO、漂白粉等)的性质与转化”“氯及其化合物的工业应用与实验探究”进行体系化整合,通过模型构建、真题情境拆解,帮助学生建立“非金属元素分析模型”,实现对氯及其化合物综合题的精准突破,贴合《普通高中化学课程标准(2022年版)》中“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等核心素养的培养要求。
学情分析
学生为高三年级,已掌握氯及其重要化合物的基础性质,但面对高考中“氯及其化合物的转化逻辑(如HCl、Cl 、NaClO之间的转化)、工业制备与实验探究的综合问题(如氯气制备的实验装置、漂白原理)、陌生情境下性质的迁移应用(如含氯消毒剂的消毒原理)”等高频难点时,难以准确关联原子结构与化学性质,容易出现“转化逻辑混乱、实验装置分析错误、陌生情境下性质应用偏差”等问题。为帮助学生克服这些困难,教师以“原子结构-性质-应用”的核心逻辑为线索,采用模型构建、真题拆解、小组探究等方式,提升学生的知识迁移与综合应用能力。
二、教学目标
结合《普通高中化学课程标准(2022年版)》及高三一轮复习的核心要求,围绕化学学科核心素养制定如下教学目标:
1. 宏观辨识与微观探析:从氯的微观原子结构(最外层7个电子,易得到1个电子形成Cl )出发,认知宏观化学性质(强氧化性),建立“微观原子结构-宏观性质-转化逻辑-工业应用”的递进认知,深化“结构决定性质,性质决定用途”的核心逻辑。
2. 证据推理与模型认知:构建“非金属元素分析模型”(原子结构→核心性质→转化关系→应用场景),基于氯及其化合物的性质与反应规律,快速判断陌生情境下的反应产物、推导制备流程、设计实验方案,提升逻辑推理与问题解决能力。
3. 科学探究与创新意识:通过对氯及其化合物高考真题的拆解与小组探究,合作分析实验装置设计、工业制备流程、含氯消毒剂消毒原理等综合问题,培养从实验现象、性质信息中提取证据、推导反应原理的探究能力。
4. 科学态度与社会责任:了解氯及其化合物在工业制备(如漂白粉生产)、医药卫生(如含氯消毒剂消毒)中的应用价值,认识氯及其化合物对推动科技发展与保障公共卫生安全的重要意义,增强科学服务社会的责任意识。
三、教学重难点
教学重点
氯的原子结构与核心性质:
原子结构:最外层7个电子,易得到1个电子,具有强氧化性,化合价为-1、0、+1、+3、+5、+7
化学性质:与金属(Na、Fe、Cu)反应生成高价金属氯化物(2Na + Cl $$HCl + HClO)、与碱反应(Cl + 2NaOH = NaCl + NaClO + H O)
制备方法:工业上电解饱和食盐水(2NaCl + 2H O$$MnCl + Cl ↑ + 2H O)
氯的重要化合物的性质与转化:
HCl:强酸,挥发性,与金属氧化物、碱反应
HClO:具有强氧化性、弱酸性、不稳定性(2HClO$$2HCl + O ↑)
NaClO:漂白液的有效成分,与CO 反应生成HClO(NaClO + CO + H O = NaHCO + HClO)
漂白粉:主要成分为CaCl 和Ca(ClO) ,有效成分为Ca(ClO) ,与CO 反应生成HClO(Ca(ClO) + CO + H O = CaCO ↓ + 2HClO)
氯及其化合物的应用:氯气用于制备氯化物、漂白剂、消毒剂,HCl用于制备氯化物、药物,NaClO用于漂白、消毒
教学难点
氯的化合价与氧化还原反应的关联:如Cl 与水、碱的歧化反应(Cl元素的化合价部分升高到+1价,部分降低到-1价)
含氯消毒剂的消毒原理与转化逻辑:如NaClO在不同pH条件下的存在形式与消毒效果的关系
氯气制备的实验装置分析:如制气、除杂、干燥、收集、尾气处理的装置选择与操作要点
四、教学设计
教学过程 时间分配 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节:真题情境与任务驱动 5分钟 1. 展示2023年全国卷Ⅰ、2022年新高考卷Ⅰ中涉及氯及其化合物的真题片段:
(1)“制备Cl ,除杂用饱和食盐水,干燥用浓硫酸,收集用向上排空气法,尾气处理用NaOH溶液,判断装置正误”
(2)“NaClO与CO 反应的产物,漂白粉的漂白原理”
(3)“含氯消毒剂与其他消毒剂混用的安全性,如84消毒液与洁厕灵(含HCl)混用会产生有毒气体Cl ”
2. 提出问题链:
① 氯的原子结构如何决定其核心性质?
② 氯及其化合物的转化逻辑是什么?
③ 含氯消毒剂的消毒原理与转化逻辑是什么?
3. 梳理学生的初步回答,针对“转化逻辑”“实验装置分析”“消毒原理”等争议点,引出本节课主题:构建非金属元素分析模型,突破氯及其化合物高考综合题。 1. 认真观察真题情境,结合已有知识思考问题链
2. 举手发言,分享自己对氯及其化合物的理解
3. 明确本节课的复习目标:掌握氯及其重要化合物的核心性质、转化逻辑、工业应用与实验探究,解决高考综合问题。 1. 以高考真题引入,贴合高三复习的应试需求,快速暴露学生在氯及其化合物中的认知误区
2. 通过问题链制造认知冲突,激发学生的复习主动性与探究欲望
3. 建立“真题考点-模型构建”的直接关联
讲授环节一:氯的原子结构与核心性质模型构建 12分钟 1. 构建“氯的结构-性质-制备-应用”模型:
(1)原子结构:氯的原子序数为17,电子排布为2,8,7,最外层7个电子,易得到1个电子形成Cl ,具有强氧化性,化合价可从-1价到+7价变化(核心本质)
(2)核心性质:
① 与金属反应:与Na反应生成NaCl(白烟)、与Fe反应生成FeCl (棕黄色烟)、与Cu反应生成CuCl (棕黄色烟),均生成高价金属氯化物
② 与非金属反应:与H 反应生成HCl(苍白色火焰,白雾),与P反应生成PCl 、PCl
③ 与水反应(歧化反应):Cl + H OHCl + HClO,HClO具有强氧化性、弱酸性、不稳定性,是氯气漂白、消毒的原理
④ 与碱反应(歧化反应):Cl + 2NaOH = NaCl + NaClO + H O(制漂白液)、2Cl + 2Ca(OH) = CaCl + Ca(ClO) + 2H O(制漂白粉)
(3)制备方法:
① 工业制备:电解饱和食盐水(2NaCl + 2H O$$2HCl + O ↑)
2. 强调:HClO的强氧化性是氯及其化合物漂白、消毒的核心原因,酸性强弱决定了NaClO、漂白粉与CO 的反应产物(生成NaHCO 、CaCO ),不稳定性决定了含氯消毒剂应避光保存。 1. 跟随教师梳理,在笔记本上绘制氯的重要化合物转化网络,标注转化条件与反应式
2. 结合案例分析HClO、NaClO、漂白粉的性质与转化,标注酸性强弱、不稳定性、强氧化性的核心应用
3. 思考:“为什么漂白粉久置会失效?”并举手发言分享思路
4. 总结氯的重要化合物的易错点:HClO的弱酸性、不稳定性,NaClO、漂白粉与CO 的反应产物。 1. 构建结构化转化网络,帮助学生清晰掌握氯的重要化合物的转化逻辑
2. 通过案例分析,突破HClO的弱酸性、不稳定性、NaClO与CO 反应产物的高频难点
3. 结合含氯消毒剂的应用,强化性质与应用的关联
实践环节二:独立练习——氯及其化合物的工业应用与实验探究真题应用 8分钟 1. 发放2023年全国卷Ⅰ的真题:
(1)“Cl 与NaOH反应生成NaCl和NaClO,写出化学方程式,判断Cl元素的价态变化,计算当生成1mol NaCl时,转移的电子数”
(2)“含氯消毒剂NaClO的消毒原理,写出反应式(与H 反应生成HClO,或直接氧化微生物蛋白质)”
2. 要求学生独立完成,运用本节课构建的非金属元素分析模型解题,教师巡回观察学生的解题过程,记录普遍存在的问题
3. 请1名学生上台展示解题过程,教师针对学生的易错点进行点评,如“Cl元素的价态变化(从0价到-1价、+1价)、转移电子数为1mol”“NaClO的消毒原理是生成HClO,具有强氧化性,氧化微生物蛋白质”。 1. 独立完成真题应用,结合氯的性质、转化网络逐一分析
2. 解题过程中回顾结构-性质的关联、转化逻辑,标注价态变化与转移电子数
3. 观看同学的展示,对比自己的解题思路,修正错误
4. 记录教师点评的易错点,标注在自己的练习纸上。 1. 通过独立练习检测学生对氯的分析模型的掌握程度,贴合高三复习的应试需求
2. 暴露学生在歧化反应的价态变化、转移电子数计算、消毒原理中的易错点,及时纠正强化
3. 提升学生在高考氯及其化合物真题中的解题信心与能力
讲授环节三:氯气制备的实验装置与实验探究 8分钟 1. 展示实验室制备Cl 的实验装置(如图所示),分为制气、除杂、干燥、收集、尾气处理五个部分:
(1)制气装置:以MnO 与浓HCl反应为例,使用固液加热装置(圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、石棉网)
(2)除杂装置:通过饱和食盐水除去HCl气体(HCl在饱和食盐水中溶解度大,Cl 在饱和食盐水中溶解度小)
(3)干燥装置:通过浓硫酸除去H O气体
(4)收集装置:用向上排空气法收集(Cl 密度比空气大),或用排饱和食盐水法收集
(5)尾气处理装置:用NaOH溶液吸收Cl (Cl + 2NaOH = NaCl + NaClO + H O)
2. 分析实验装置的易错点:制气装置中必须使用浓HCl,稀HCl与MnO 不反应;除杂装置中必须使用饱和食盐水,不能使用水;干燥装置中必须使用浓硫酸,不能使用固体干燥剂;尾气处理装置中不能使用Ca(OH) 溶液(Ca(OH) 微溶于水,吸收效果差)
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