氯气

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氯气
一、基本说明
1.教学内容所属模块：《化学1》
2.年级：高一
3.所用教材出版单位：人民教育出版社
4.所属的章节：第四章第二节第1课时
5.教学时间：45分钟
二、教学设计
1.教学目标：
（1）了解氯气的物理性质，掌握氯气的化学性质，了解次氯酸、次氯酸盐的化学性质。
（2）通过分析现象，探究本质，体验科学探究的过程，强化科学探究的意识。
（3）通过氯气发现的科学史，学习科学家正确的科学态度和研究方法。
2.内容分析：
本课时教学重点是氯气的化学性质。教学难点是氯气与水反应反应、氯气与碱反应，以及培养探究能力、创新能力、归纳能力。
“氢气在氯气中的燃烧”是工业制盐酸的重要方法，氯气与水的反应是氯气用于自来水消毒的原理，氯气与碱的反应是工业制漂白粉的原理所在，这些重点知识的学习对学生知识与能力的发展有非常重要的作用。而对氯气性质的实验探究，有利于培养学生提出问题、分析问题，及通过实验解决问题的探究能力。
3.学情分析：
学生通过化学实验基本方法的学习，已初步掌握了常用仪器和药品取用基本常识，而且学生通过对氧化还原基础知识的学习，已初步掌握氧化还原反应中的基本规律（如电子转移守恒规律）及应用。本课时要指导学生通过实验来探究并掌握氯气的性质，并运用知识迁移来掌握氯气的性质，引导学生形成科学的思维方法。同时，学生动手能力还在形成过程中，要培养学生在实验设计与操作过程中形成严谨、规范的良好学习习惯。
4.设计思路：
（1）突出重点。 氯是一种比较典型的、重要的非金属元素，从氯气的知识结构来看，
重点学习氯气的强氧化性；教学过程中，引导学生充分利用已有氧化还原知识学习新知识，并以新知识为载体，巩固氧化还原反应的有关概念，同时培养学生对课堂知识的应用能力。
（2） 增强教学的问题性和探究性。对所有重点难点内容而言，教师科学合理地创设
问题情景能巧妙调动学生主动参与探究学习的积极性， 对学生的学习兴趣、思维方向及学习目标、效果都同时产生影响，可有效培养学生的探究能力。
（3） 氯是海水富集的一种元素，资源丰富；且食盐、漂白粉等含氯的化合物学生非
常熟悉，认识上有一种亲近感，容易产生求知欲望。
（4） 注重学习中所蕴含的科学方法和科学精神，引导学生从化学的视角分析科学、
技术、社会和生活等方面的问题和现象。
（5）利用多媒体的直观性和可控性提高教学效果，丰富教学内容，提高课堂效率。



三、教学过程
教学环节及时间 教师活动 学生活动 设计意图
1.课 前准备2-3天 2.情景创设及Cl2的物理性质，共5分钟 ［活动1］投影：波涛澎湃的海洋。 〔讲述〕提起浩瀚的海洋，人们常常形容她为“地球上最大的聚宝盆”。之所以这样说：一它所含物质的种类繁多；二它所含物质数量巨大。 〔展示〕图片：海水晒盐、海水中所含盐量，数字呈现：①全球海洋储盐量多达5亿亿吨。②若将其提取出来平铺于陆地，地面会加高150米。其中NaCl 的总储量可达4亿亿吨。 海洋是包括NaCl在内的巨大的资源宝库。 〔引出〕Cl元素的存在：在自然界中，氯主要以NaCl 、MgCl2中化合态形式存在。Cl2单质需要人工制得。 认真观看 气势恢宏的画面营造，惊人数字的直观表现，让人情不自禁感叹自然界储氯量的丰富。
〔过渡〕Cl在自然界中的含量是如此丰富，但人类制取Cl2的历史仅从200多年前开始。 〔情景创设〕追忆历史：氯气的发现和性质 1774年舍勒 在实验室利用锰矿石与浓盐酸反应时发现产生了一种黄绿色气体，有刺激性气味，发现这种气体的水溶液略显酸性，该水溶液还能使花朵、纸张、叶子等颜色褪去，将蚱蜢放进装满该气体的容器中，蚱蜢跳几下就死去。当时舍勒误认为该气体为一种氧化物。直到1810年，戴维以大量事实为根据证实这种气体是一种单质，被命名为Chlorine（氯气）,这个名称来自希腊文，有“绿色”的意思。 认真听、看， 了解氯气单质的发现及部分性质。 积极利用化学史创设情景来激发学生好奇心，使学生既能认识科学家的伟大之处，又能使学生对后面的实验充满兴致和期待。
引入：从上述资料中归纳氯气的物理性质。看书，再分析氯气还有那些物理性质？展示一瓶收集满的氯气。 ［实验1］向一瓶氯气中放入一只蚂蚱，观察现象。 ［提问］如何闻氯气的气味？为什么？ 归纳、总结：1、黄绿色的气体；2、有刺激性气味，有毒；3、密度比空气大；4、可溶于水；5、易液化。 用扇闻法，氯气有毒。 使学生学会筛选信息进行交流，加深对氯气毒性的了解
板书：§4－1氯气 一、氯气的物理性质 （色、态、气味、溶解性等） 记录，回忆再现。
3.Cl2的化学性质探究。 15分钟 〔实验2〕引导学生： 向一个收集满氯气的500mL葡萄糖药瓶(用胶塞盖严)中用注射器注入少量水，振荡；片刻后再用注射器抽取药瓶中溶液分别滴在一张红纸上和一张石蕊试纸上 学生与老师一起操作 边观察、归纳：氯气能溶于水，水溶液黄绿色；水面上方仍有黄绿色气体，说明溶解度不大。 氯气的水溶液能使红纸褪色，能使石蕊试纸先变红后褪色。说明氯气水溶液含H+，且能使有色纸张褪色 经过实验1和实验2重复舍勒的实验，让学生亲身发现和体验氯气的诸多性质，并重感历史，感受科学实验的乐趣。
〔提出问题〕氯气的水溶液（氯水）为什么呈酸性？为什么能使花朵、纸张褪色？氯气可能具有怎样的化学性质呢？ 〔引导〕①氯水显酸性，则与水反应产生有酸。②结构决定性质，Cl原子最外层有7个电子，易得电子。 相互讨论，猜想发言： 根据原子种类，可能Cl2与H2O反应产生盐酸；可能是氯酸… 能使花朵、纸张褪色的可能是Cl2；也可能是盐酸… Cl2应有强氧化性；氯气和氧气都属强氧化剂，能将常见还原剂H2氧化… 引发探究，层层深入。对刚入高中不久的学生进行适当引导，使其能从化学的视角积极主动地分析问题和现象。
［讨论］怎样证明我们刚才的猜想谁对谁错？ 〔探究〕（投影） 1.氯气与水反应是否产生了盐酸？怎样验证？ 2.干燥纯净的氯气能否使纸张褪色？盐酸呢？ 3.氯气是否有强氧化性？怎样证明？ [引导] ①注意正确规范的实验操作 ② 提示：若有强氧化性，则能与常见的还原剂如：H2、金属、S2-、I- 等迅速反应。 分组探究、实验：第一组：用AgNO3溶液检验Cl—；结论：产生盐酸。 第二组：直接将红纸分别放入纯净氯气和盐酸中，结论：Cl2和盐酸均无漂白性。 第三组：将H2、Fe丝、铜丝分别放在集满Cl2的集气瓶中燃烧，并将产物加水溶解，结论 ：Cl2有强氧化性，并能将变价金属氧化成最高价。 通过一系列探究活动，在思考和动手实验中完成知识与能力的构建，同时体验科学的探究过程与方法。
讲述：根据刚才各位小专家成功的实验得出：氯气与水反应有盐酸生成，并有一种新物质生成(能漂白；且其化合价应比零价要高，为什么？) 板书：二、氯气的化学性质 1.氯气与水反应 Cl2＋H2O＝HCl＋HClO(次氯酸，一种比碳酸还弱的酸，见光易分解：2HClO=2HCl+O2↑次氯酸根ClO－具有较强氧化性，能漂白有机色素和杀菌消毒。) 设问：怎样把该反应改写成离子方程式？ 强调：Cl2无漂白性，HClO才有。 记录、并写出离子方程式： Cl2＋H2O ＝H+ ＋Cl－ ＋HClO 肯定学生，对学生进行鼓励。
4.活动小结. 3分钟 5.氯水的成分和性质分析。 5分钟 6.Cl2与碱的反应及应用。 6分钟 7.总结、归纳。2分钟 8.知识拓展、迁移应用。 6-8分钟 〔小结〕投影：二、氯气的化学性质 ──强氧化性 　　1.与水反应 Cl2+H2O＝HCl+HClO. 离子反应方程式是：Cl2＋H2O ＝H+ ＋Cl－ ＋HClO 2.与金属或非金属单质反应 Cu＋Cl2＝CuCl2 (现象：剧烈燃烧，棕黄色烟) 　　2Fe＋3Cl2＝2FeCl3(现象：剧烈燃烧，棕褐色烟)　　 H2+Cl2===2HCl现象：燃烧发出苍白色火焰，（提示工业制盐酸原理） 知识收获：氯气具有强氧化性，还能将P、S、C及其它常见还原剂（金属、H2、SO2、SO32-、S2-、I-、Fe2+等）直接氧化。而且Fe、Cu这样的变价金属被氧化变为最高价态。　ClO－具有较强氧化性，能漂白有机色素和杀菌消毒。　 记录、整理结论， 对氯气的性质加深认识。 帮助学生整理知识。
[思考]久置后的氯水与新制的氯水成分和性质是否还一样？ 〔结论〕投影： 新制氯水 久置氯水 分子：Cl2 ，HClO，H2O 离子：H+，Cl－，ClO－ 分子：H2O 离子：H+，Cl－ 有酸性，强氧化性，能漂白，消毒，光照时HClO分解 只有酸性 思考，归纳： 新制氯水的 成分： Cl2、 H2O、HClO； H＋、Cl－、ClO－。 性质：黄绿色，有漂白性、酸性。 久置氯水的 成分：H2O、H＋、Cl－ 性质：无色，只有酸性。 物质的微观世界是不断变化的，培养学生的分析、推理能力。
讲述： 目前很多自来水公司仍然用氯气给自来水消毒杀菌。自来水有残余的氯气，我们要直接饮用、养鱼都不适合，如何除去水中残余的氯气？（待学生回答后，追问：能用白开水养鱼吗？） 讨论、回答： ① 烧开， ② 日光暴晒， ③ 把氯气反应掉 与实际结合，体会化学知识在生活中的实用性。
〔思考交流〕 根据Cl2与H2O的反应设想一下，如果通入NaOH溶液中会发生怎样的反应？写出有关反应方程式。 引导学生分析：根据氯水的成分，判断哪种粒子可以和碱反应？ 板书：3、氯气与碱反应 总方程式：2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O （提示：氯元素化合价既升高又降低，属于歧化反应。） 〔提问〕能否写出氯气与氢氧化钙反应的化学方程式？ 拓展：Cl2泄漏时消防人员会喷洒NaOH溶液，可否用澄清石灰水？ 〔讲述〕次氯酸盐中含ClO－具有较强氧化性，可用于漂白、杀菌，而它比次氯酸更稳定更易保存。工业上用向石灰乳中通入氯气来制备漂白粉。漂白粉由CaCl2和Ca(ClO)2组成，其中能起漂白作用的有效成分是Ca(ClO)2 。 分析反应式，在稿纸上写出： Cl2＋H2O＝HCl＋HClO；NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O；NaOH＋HClO＝NaClO＋H2O 2Ca(OH)2＋2Cl2＝CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 讨论，分析：澄清石灰水中Ca(OH)2浓度太小。 深入思考、获得新知识 与生产实际相结合，体会氯气在生产生活中的应用
〔总结、归纳〕氯气的性质及其相关用途。 知识重现，形成系统 系统掌握课堂内容。
〔练习并交流〕投影： 1. 向因含酚酞而显红色的NaOH溶液通入氯气，红色会褪去，试分析其原因。 2.用氯气消毒的水常有异味，长期食用氯气处理过的食物可能导致人体摄自食物的不饱和脂肪酸活性减弱，产生活性毒素，对人造成潜在危害。约从40年代起，国外就有用ClO2来消毒饮用水的。ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2，成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，在这个反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为（ ）。 A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．2∶3 [布置作业] 1. 舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一，请根据氧化还原反应中化合价变化规律写出其反应方程式: 。 （及时表扬学生成功的训练活动并结束） 1. 分析、交流： ① 可能是产物NaClO的强氧化性引起 ② 可能是多余的氯气与水形成氯水将酚酞漂白了 ③ 可能直接因NaOH反应完，溶液显中性而使酚酞褪色 …. 2.分析：根据电子转移守恒规律，可很快计算出结果。 1.温故知新，培养学生的知识迁移应用能力。 2.化学在发展，社会在进步，健康是人类共同追求的目标。
板书设计 布置作业
§4－1氯气 一、氯气的物理性质 二、氯气的化学性质 ……强氧化性 1、氯气与水反应 Cl2＋H2O＝HClO(次氯酸)＋HCl 2HClO 2HCl＋O2 ↑ 次氯酸根ClO－具有较强氧化性，能漂白有机色素和杀菌消毒。 2、与金属和非金属单质反应 3、氯气与碱反应2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O 离子方程式：2OH－＋Cl2＝Cl－＋ClO－＋H2O 1. 舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一，请根据氧化还原反应中化合价变化规律写出其反应方程式:
四、 教学反思
《氯气》的教学内容作为活泼非金属元素的典型代表，其在教材和教学中的地位和价值非常重要。本堂教学为了更好地体现新课程所承载的任务，而以一个较新的视角和方法展开教学活动，充分地调动了学生的积极性，成功地达到了各项教学目标。主要反思点：
（1）化学史是一门漫长的历史，很多化学家把通过毕生努力而获得的知识财富都留给了后人；利用化学史创设创设问题情景，不仅吸引学生重感了历史，而且很好地激发了学生的探究欲望，最终激发、支持和推动了学习内部过程的有效发生。
问题情景的创设在整堂课中往往起到“龙头”的作用，我认为创设问题情景能否成功关键看两点：①是否与后面的教学内容紧密联系，是否为后面的教学起了很好的连接和铺垫作用。②学生的关注度或参与的积极性是否很高。
（2）分组实验、合作实验是本节课成功完成探究过程的保障。首先，氯气是有毒气体，绝大多数学生对有毒气体进行实验时心里易产生畏惧感，因此，老师及时的引导并与学生一起做实验，能大大提高学生的实验信心、实验能力。其次，本节课采用分组实验不仅可很好地培养学生的协作意识及能力，还为整堂课的有效完成赢得了大量时间。
在新课改中，我们提倡课堂活动模式多种多样，但关键在设计时能灵活应用。
（3）本节课设计了2个课堂练习，表面上看这两道题难度较大，很多人也许认为学生不可能在课堂完成，实际上学生在学完氧化还原的本质后，已能较快解决问题。
课堂练习的设计一定要建立在符合学生学情的基础上进行，要尽量体现整堂课的主要价值目标，要精选精练且能较好启发学生思维。本节课的两道练习题使“氯气的性质和用途”贯穿课堂首尾，也使整堂课形成了一个较完美的活动整体。
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