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1、氯气的性质教学案例分析【教学背景】氯是典型的非金属元素，氯和氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛。对氯气的性质、用途等进行比较全面的学习和研究，是以后学习、研究卤素性质相似性及其变化规律和氯碱工业知识的需要。同时，为学生正确掌握非金属元素的学习方法打下坚实基础。依据课程目标的标准，主要的学习目标是：1.了解氯气的物理性质、化学性质、氯离子的检验方法。2.理解氯的原子结构特点与化学性质的关系，初步认识物质的微观结构对其性质的影响。3.认识氯和氯的化合物在生产中的应用和对生态环境的影响；通过了解氯气的“功”与“过”，初步形成正确认识、合理使用化学物质的意识。4.通过实验，激发学习兴趣，
2、培养严谨求实的科学态度和主动探索的优良品质；通过对氯气性质的推测 实验 分析 得出结论的研究，应用观察、记录、科学抽象的科学方法，来研究物质的性质及其变化。培养透过现象、挖掘本质的探究精神。本节内容强调氯气与生产、生活的联系，注意利用日常生活中的事例激发学生的学习兴趣，指导学生对氯气的性质进行实验探究，帮助学生更全面地认识氯及其化合物在自然和人类生活中的重要性。注意把握教学内容的深广度，对于卤素性质相似性及其变化规律只作简单介绍。【案例设计】设计思路 本节采用“实验”、“对比”、“联想”的教学方式，以“提出问题 实验探究 分析、推理 得出结论”等环节组织教学活动，帮助学生了解氯的主要性质，认识
3、其在生活中的应用。结合有关内容，多样的演示实验和学生动手实验，在实验探究中培养观察能力、实验操作能力以及探究意识。设计中注意以下问题：1.通过“展示一瓶氯气，让学生观察并描述其颜色和状态”；“请学生闻氯气的气味，强调闻气体气味的方法”；“向盛有氯气的试管中注入水”等实验来学习氯气的物理性质，培养学生观察能力，强化实验安全意识。2.让学生回忆氯的原子结构推测氯气的化学性质，引导学生以氯的原子结 构与化学性质的关系为线索进行联想：氯在元素周期表中的位置 联想氯元素的原子结构特点 联想氯气的化学性质（典型的非金属性）联想氯气的用途。3.运用对比的方法引导学生学习：由 Fe、Cu、H2在 Cl2中燃烧
4、的演示实验，比较初、高中不同学习阶段对“燃烧”的条件及其本质的认识；比较 Cl2分别与水、碱、碘化钾等化合物的反应产物，学习氯气的化学性质。4.本节课的难点是氯气与化合物反应的化学方程式的书写。通过比较 Cl2分别与水、碱等化合物的反应事实，找出氯气与有关物质反应的规律。5.引导学生讨论氯气对人类社会的“功”与“过”，认识氯和氯的化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。教学过程 学习情景创设 瑞典化学家舍勒于 1974 年在研究软锰矿（主要成分是 MnO2）时，把盐酸与软锰矿混合在一起加热，意外地发现生成了一种具有强烈的刺激性气味的黄绿色气体。这立即引起了舍勒的兴趣，并对它进行了研究。他将制备
5、出来的气体溶解到水中，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、叶子等的颜色褪去；将蚱蜢放进装满这种气体的容器中，蚱蜢蹦跶几下就死去了。这种黄绿色的气体就是氯气。氯气的水溶液为什么呈酸性？为什么能使花朵、纸张、叶子褪色？氯气是一种怎样的物质呢？一、氯气的性质 演示实验 出示一瓶氯气，瓶后衬一张白纸。请学生观察并描述其颜色和状态；请一名学生上来闻氯气的气味，并强调闻气体气味的方法。然后，向集气瓶中注入少量水，充分振荡，观察溶液的颜色。观看影象资料1915 年 4 月 22 日，世界上第一次化学武器（氯气）的使用。交流讨论 从观察到的实验现象，你认为氯气具有哪些物理性质？氯气和氯水有
6、什么关系？归纳小结 阅读教材中的相关内容，让学生归纳氯气的物理性质。1.物理性质：氯气通常状况下为黄绿色气体，有刺激性气味，常温下能溶于水，1 体积水大约溶解 2 体积氯气。氯气可以通过降温而变为液态和固态。氯气有毒,易液化。补充讲解 氯气是一种毒性气体，有很强的刺激性，吸入少量就会使鼻和喉头的粘膜受到刺激，引起胸痛和咳嗽，吸入多量氯气会使人窒息，甚至死亡。因此闻氯气要特别小心，只能轻轻煽动，使少量气体飘进鼻孔。但只要掌握正确的操作方法，实验是没有危险的。交流讨论 物质的宏观性质是由微观结构决定的，根据氯的原子结构能否推测氯气的化学性质是否活泼？引导学生运用氯的原子结构示意图，分析氯原子最外电
7、子层结构特点，推测氯元素是活泼的非金属元素，容易结合一个电子，形成具有稳定结构的氯离子。演示实验（用实物投影仪）（1）将两根细铁丝用砂纸打磨，螺旋绕于火柴棍上，用镊子夹住，在酒精灯上引燃火柴，稍停，待火柴将燃尽，置于盛有氯气的集气瓶中，观察现象。反应完毕，加少量水于集气瓶中，观察溶液颜色。（2）用砂纸打亮铜丝，用镊子夹住，在酒精灯上加热至红热，放入盛有氯气的集气瓶中，观察现象。反应完毕，用洗瓶注少量水于集气瓶中。观察溶液颜色。（3）在空气中点燃氢气，然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。观察现象。归纳小结 由学生描述以上三个实验的现象，得出结论：氯气既能与金属单质也能和非金属直接化合。2.化学性质
8、 （1）氯气和金属的反应 （2）氯气与非金属反应 2Na+Cl2 2NaCl 2Fe+3Cl2 2FeCl3 Cu+Cl2 CuCl2 H2+Cl2 2HCl 思考与讨论 通过 H2在 Cl2中燃烧的实验，与初中学习阶段对“燃烧”的认识比较，可燃物是否一定有氧气才能燃烧呢？你对“燃烧”的条件及其本质有什么新的认识？（学生通过对比、交流、得出结论：燃烧不一定要有氧气，如 Na、Fe、H2等物质均可在 Cl2中燃烧。任何发光、发热的剧烈的化学反应都叫燃烧。）提出问题 自来水厂可以用氯气来消毒水，氯气能溶解于水吗？能与水发生反应吗？观察演示实验 1.向一支充满氯气的大试管中加入 23mL水后，迅速塞
9、紧塞子，充分振荡，将上述试管和另一支充满氯气的大试管以及另外一支装有 45mL蒸馏水的试管放在一起，观察试管中物质的颜色。再向氯水和蒸馏水中滴入石蕊试液，观察现象。2.把一装满 Cl2 的试管倒立在滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中，摇动试管，观察现象。3.将湿润的淀粉碘化钾试纸蘸在玻璃棒上，并将试纸靠近集满氯气的集气瓶口，观察现象。交流讨论（学生描述现象并尝试加以解释，教师注意帮助学生理解和表述）归纳小结（3）氯气与水反应，生成的 HClO具有强氧化性 Cl2+H2O=HCl+HClO（4）氯气与碱反应 Cl22NaOH=NaCl NaClOH2O（5）氯气与碘化钾溶液反应 Cl2+2KI=2KC
10、l+I2 交流与讨论 氯气广泛应用于生产和生活中，造福于人类。但任何事物都有两面性，对化学品使用不当或误用甚至滥用，也会给人类带来严重后果。请结合日常生活事例谈谈氯气的“功”与“过”。（学生各抒己见，相互补充，逐步形成正确、合理地使用化学物质的意识）提出问题Cl2跟金属、非金属单质以及某些化合物反应时，往往生成氯化物。氯化物中的氯和氯气中的氯有什么不同？归纳小结 氯化物中的氯是-1 价的氯元素，氯气中的氯是结合成氯分子的 0价态氯。可溶性氯化物溶于水时，能电离出 Cl-。氯气由氯分子组成的。我们用AgNO3、稀硝酸检验 Cl-；用淀粉-碘化钾溶液检验氯气。学生实验 在 5 支试管中分别加入 2
11、3mL稀盐酸、NaCl 溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水，然后各滴入几滴 AgNO3溶液，观察实验现象。再分别加入少量稀硝酸，观察、描述实验现象。归纳小结 二、氯离子的检验方法 1.试剂：AgNO3、稀硝酸 2.原理：溶液中的 Cl-都能与 AgNO3反应生成 AgCl 白色沉淀，AgCl 白色沉淀遇稀硝酸不溶解（Ag+Cl-=AgCl）3.方法和结论：在被检验的溶液中加稀硝酸酸化，再滴入 AgNO3溶液，若溶液中出现白色沉淀，则被检液中含有 Cl-。（或在被检验的溶液中滴入 AgNO3溶液，若溶液中出现白色沉淀，再滴入稀硝酸，沉淀不溶解，则被检液中含有 Cl-。）课堂讨论 自来水生产中
12、常通入适量氯气进行杀菌消毒。请你设计一个实验方案来区别蒸馏水和自来水。本节小结 1.氯气是一种化学性质非常活泼的非金属，氯气能与绝大多数金属、非金属直接化合，还能与水、碱、碘化物等发生反应。2.氯离子的检验方法。课外作业（建议补充使用以下部分习题）：将一盛满 Cl2的试管倒立在水槽中，当用日光照射一段时间，试管内液面不再上升时，剩余气体的体积约占试管容积的（）。A.2/3；B.1/2；C.1/3；D.1/4 用作麻醉剂的氯仿（CHCl3）常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒的光气（COCl2），反应的化学方程式为 2CHCl3O2=2HCl2COCl2。为了防止事故，使用前可用于检验氯仿是否变质
13、的试剂是（）。A.酚酞试液 B.氢氧化钠溶液 C.用硝酸酸化后的硝酸银溶液 D.用硝酸酸化后的硝酸钡溶液 3.科学家提出，使用氯气对自来水消毒时，氯气会与水中的有机物发生反应，形成的物质可能是潜在的致癌物。世界环保联盟推广采用广谱性高效杀菌剂二氧化氯（ClO2黄绿色气体）。（1）目前，欧洲一些国家主要采用 Kesting法（原料为氯酸钾和盐酸）制ClO2，该法的缺点是同时产生 Cl2（占 ClO2体积的一半），使产物的纯度较低。写出该法制 ClO2的化学方程式：。（2）我国最近研究用氯气氧化亚氯酸钠（NaClO2），在氯气保护下成功制得 ClO2，表示这一反应的化学方程式为。与上述方法相比，此
14、法的优点是（写出其中一种）。4.1995 年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层破坏问题的三位化学家。大气中的臭氧可吸收和阻挡太阳光中强烈的、有害的紫外线辐射，保护地球上的生物。氟氯烃（如 CCl2F2）可在光的作用下分解产生 Cl 原子，Cl 原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应为：O3=O2O，ClO3=ClOO2，ClOO=ClO2（1）写出上述变化的总反应式。（2）在上述变化中，Cl 原子的作用是什么？5.研究性学习课题 海水是人类获取氯、溴、碘的重要资源。查阅有关资料，了解海水晒盐的生产过程。将了解的情况与同学交流讨论。氯气是一种重要的化工原料，在生活和生产中有着广泛的应用。有条件
15、的同学请到生产或使用氯气的工厂参观，也可以请教专家或查阅资源了解氯气的用途。将你获取得信息与同学交流。【案例评析】本案例从学生已有的经验和社会生活实际出发，用实验、联想、对比的方式组织学生活动，具有以下几个特点：1.由“舍勒发现氯气”的科学史实、“氯气作为化学武器”等资料，引发认知碰撞，充分激活学生的问题意识。2.重视发挥实验的作用，强化实验对培养学生探究能力的功能。本案例设计了 7 个演示实验、1 个学生实验，由实验探究得出氯气的物理性质和化学性质，让学生在学习中学会探究。3.在教学过程中，重视学法指导。注意引导学生利用结构推测性质、以实验验证性质，并采用对比、联想的学习方法，让学生在概括、推理、解决问题的过程中不断进行反思，在探究中学会学习。4.引导学生讨论氯气的“功”与“过”，认识氯和氯的化合物在生产中的应用和对生态环境的影响，培养学生初步形成正确认识、合理使用化学物质的意识。