富集在海水中的元素——氯(第一课时)教学设计
知识与技能 :
1. 了解氯气的物理性质和用途; 2. 掌握氯气的化学性质。 过程与方法:
1. 运用化学史实,激发学生的学习兴趣;
2. 通过引导学生观察、分析实验现象,培养归纳、推理能力以及探究精神; 3. 通过教学的问题性,创设探究情景,增加学生主动求知的精神。 情感态度与价值观:
1. 运用科学史实,渗透科学态度和科学方法;
2. 创设问题情景,引导学生实验探究氯气与水的反应,培养学生提出问题、分析问题以及通过实验解决问题的能力; 3. 联系氯气的毒性及其广泛用途,渗透对立统一和辨证唯物主义观点。 教学重点:氯气的化学性质。 教学难点:氯气与水的反应。
教学用具:多媒体课件、投影仪、启普发生器、烧杯、集气瓶、玻璃片、导气管、酒精灯、火柴等。 教学方法:多媒体技术与实验演示相结合、实验探究法。
教学过程:(导入新课:下面先请化学兴趣小组同学展示他们课前研究成果。)
展示:(0.9%的生理盐水输液瓶)生理盐水又名为0.9%氯化钠注射液。人体体液中的Na+、Cl-对于调节体液的物理和化学特性,保证体内正常的生理活动和功能发挥重要的作用。
幻灯:海洋。氯元素是最重要的成盐元素,主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中。据推测,海洋中含盐3%,主要为NaCl,此外因还有MgCl2、 MgSO4等盐类,致使海水既咸又苦,不能直接饮用。所以说,海洋是包括NaCl在内的巨大的资源宝库。如果将海洋中的盐全提取出来,铺在地球的陆地上,可使陆地平均升高150m。
幻灯:盐场。长芦盐场我国海盐产量最大的盐场,主要分布于河北省和天津市的渤海沿岸,其中以塘沽盐场规模最大,年产盐119万吨。 展示:食用盐。以NaCl为主要成分的食盐,至今仍是人类唯一必须的食用盐。 老师:从这一节课开始,我们来学习有关氯及其化合物的知识。
板书:第二节 富集在海水中的元素----氯
提问:请同学们画出氯原子结构示意图,并推测氯原子的性质。
氯原子结构:
老师:我们知道,物质的结构决定他的性质,氯原子最外层7个电子,易得一个电子,具有强氧化性,表现为典型的非金属性,氯在自然界以化合态存在。既然氯元素在自然界中以化合态存在,他的单质氯气又是怎样得到的呢?氯气的得到又经历了一个怎样漫长的过程,请同学们阅读课本82页,氯气的发现和确认。阅读的过程中请同学们思考两个问题:
1. 从氯气的发现到确认为一种新的元素,时间长达三十多年。你从这一史实中得到什么启示?
2. 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。请写出舍勒发现氯气的化学反应方程式。 板书:一、活泼的黄绿色气体---氯气
阅读:科学史话(第76页)“氯气的发现和确认”,并思考两个问题(幻灯)。
学生:回答:1、科学研究需以大量事实为依据,不能凭主观想象,更不能迷信一些所谓的权威。 真理的发现需要经过漫长、曲折的道路。 科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。 2、4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+2H2O+Cl2↑
老师:在书写化学反应方程式的过程中,同学们需要注意,氧化还原反应方程式书写要遵循质量守衡和得失电子守衡。
幻灯:2004年4月15日重庆天原化工总厂的氯气发生泄漏,15万名群众被疏散,事故一度使举国震惊, 谈“氯”色变。贮存液氯的钢瓶发生了泄漏,旁边的工人首先看
到一股浓浓的黄绿色气体逸出,接着闻到一股刺激性气味,然后被毒倒了。(归纳:氯气是一种黄绿色气体,有刺激性气味,易液化。)消防官兵得到信息后,迅速将中毒人
员转移至地势较高处等待救护车,同时将周围的群众往高处疏散。(归纳:氯气的密度比空气大。)然后在周围50米处筑起了“水墙”以降低空气中氯气的浓度。(归纳:
氯气能溶于水。)并将液氯钢瓶扔进了投放了大量烧碱的水坑内。(归纳:氯气在碱液中的溶解度大于在水中的溶解度。)
老师:提问闻有毒气体的方法。
学生:必须十分小心,在闻有毒的气体时不能直接靠近瓶口,应该用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔。 老师:展示一瓶新制备的氯气,引导学生观察其颜色,闻其气味。 学生:非常难闻的气味。强烈的刺激性气味。黄绿色的。
老师:请同学们结合资料和你们所看到的氯气,总结一下氯气的物理性质。 板书:1、氯气的物理性质
幻灯:氯气的物理性质。通常状况下,氯气呈黄绿色,有强烈刺激性气味,有毒。能溶于水(1:2),易液化,密度比空气大。(提问:如果你所在的二楼发生氯气泄漏,请问你是向楼上还是向楼下跑?如果你身边发生氯气泄漏,此时风向为东北风,请问你是向东北方向还是西南方向跑?)
过渡:我们知道元素的化学性质和私有它的结构决定的,大家能否根据氯元素的原子结构,结合我们前面所学过的知识预测氯气可能具有哪些化学性质?能与哪些物质反应?
老师:氯原子最外层有7个电子,很容易得到一个电子达到8电子的稳定结构,说明氯气易得电子,具有很强的氧化性,所以他就能与具有较强还原性的物质反应,上一章我们才学过,哪些物质具有较强的还原性?
学生:大多数金属
老师:很好,所以,我们就首先可以预测,氯气可以与金属单质反应。 板书:2、氯气的化学性质 (1)与金属反应
老师:氯气能与大多数金属化合,生成金属氯化物。如,钠、铁、铜等都能在氯气中燃烧。 幻灯:钠在氯气中燃烧。
老师:请同学们试着写出钠、铁、铜在氯气中燃烧的化学方程式。 投影:学生所写方程式,并讲评。 板书: 2Na+Cl2 2Fe+3Cl2 Cu+Cl2
2NaCl 2FeCl3 CuCl2
强调:一般地,由于他的强氧化性,氯气将金属氧化为最高价态。
老师:当然,氯气除了能与金属反应之外,他还能与大多数非金属单质反应。下面我们就来介绍一下H2在Cl2中的反应。 板书:(2)与非金属反应
老师:演示“氢气在氯气中燃烧”,引导学生观察现象。
说明:H2存在爆炸极限,因此H2在点燃时,一定要验纯,大家注意比较H2在空气中和Cl2中燃烧时火焰的颜色变化。 学生:氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
老师:(引导学生)烟和雾是不同的。烟:由固体小颗粒形成的叫烟;由小液滴形成的叫雾。氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢极易溶于水,吸收空气中的水蒸气,形成了盐酸小液滴。
板书: H2+Cl2
2HCl
幻灯:在初中是如何定义燃烧的?通过氢气在氯气中燃烧实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新认识?
学生:燃烧不一定要有氧气参加。物质并不是只有在氧气中才可以燃烧,任何发光、发热的剧烈的化学反应,都可以叫做燃烧。燃烧的本质是氧化还原反应。 过渡:你是否偶尔碰到过这样的情况,有时打开水龙头会闻到一股刺激性的气味,你想过这是什么原因么? 学生:目前,很多自来水厂用氯气来杀菌消毒,我们偶尔闻到的自来水散发出来的刺激性气味就是余氯的气味。 老师:Cl2是一种有毒气体,自来水厂为什么还用Cl2来杀菌消毒?Cl2溶于水为什么能杀菌消毒呢?
实验探究:Cl2是否与水发生了反应?如果发生了反应一定有新物质生成,我们把氯气溶于水的水溶液称为氯水,氯水中的成分究竟是什么? 展示:一瓶氯水、一瓶蒸馏水,请同学们观察氯水颜色。 学生:氯水呈黄绿色。 提问:氯水为什么呈黄绿色?
学生:氯气溶解于水中。有氯气分子存在。
教师:猜想一:假设Cl2分子不和水反应,只是溶于水,那么溶液中只存在氯气分子和水分子,这时的溶液应该是中性。 猜想2:假设氯气和水反应,那么溶液中除了存在Cl2分子和H2O分子外,还可能会含有Cl-,溶液不一定是中性的。 实验:1、可滴加石蕊测溶液的酸碱性。
2、滴加硝酸银溶液和稀硝酸来检验Cl-的存在。 初步结论:氯水中含有Cl2、H2O、H+、Cl-。
疑问:我们知道盐酸遇石蕊试液变红,那么这里石蕊试液加入氯水后为什么先变红又褪色了呢?难道是Cl2具有漂白性呢。 补充实验:取一张红纸条,湿润一半投入一瓶干燥氯气中。 现象:干燥的纸条并没有褪色,湿润的纸条褪色了。
结论:干燥的氯气并没有漂白性,真正具有漂白性的物质不是氯气而是一种新的物质,该物质就是氯气与水反应的产物之一——次氯酸(HClO)。 板书:反应方程式:H2O+Cl2==HCl+HClO
老师:故氯水中的分子有Cl2、 H2O、 HCl、 HClO。
过渡:次氯酸除了具有漂白性之外,还具有哪些性质呢?请同学们阅读课本P84,总结次氯酸的性质。
老师: HClO有强氧化性,所以HClO具有漂白性,并具有杀菌消毒作用。次氯酸是很弱的酸,不稳定,只存在于水溶液中,在光照下分解放出氧气。 板书:(3)氯气与水反应 Cl2+H2O====HCl+HClO 次氯酸不稳定:
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