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§4—1氯气—1
教学目标
1．使学生掌握氯气的化学性质及在实验室中制取氯气的基本原理和方法。
2．通过引导学生观察、分析演示实验现象，培养学生观察和分析问题的能力。
3．培养学生设计实验的能力。
教学重点
氯气的化学性质及实验室制法。
教学难点
氯气的化学性质。
教学方法
实验探索、启发、引导、比较、讲解等。
教学用具
电脑、投影仪、氯气制取装置一套(含净化装置和试剂)、集气瓶、玻璃片、大烧杯、NaOH溶液，水、红纸，三瓶氯气、一朵鲜艳的大红花。
教学过程
[引言]
[师]取一瓶黄绿色的氯气和一朵鲜艳的大红花，然后将这朵红花放入氯气中，让学生观察现象。 红花的颜色褪去。
[师]这是为什么呢 学完本节课后，大家自会明白。刚才的这瓶黄绿色气体是氯气，和氯在原子结构和元素性质上都具有相似性的非金属元素还有氟、溴、碘、砹，化学上把这五种元素统称为卤素。本章我们就来共同学习卤素的相关知识。
[板书] 第四章 卤素
[师]在卤素形成的单质中，最主要的是18世纪70年代瑞典化学家舍勒首先发现并制得的氯气，也就是刚才大家看到的黄绿色气体。本节课我们首先来学习氯气的实验室制法和它的一些化学性质。
[板书] 第一节 氯气
一、氯气的实验室制法
[问]根据我们以前学过的制取气体的实验问答，一套完整的制取气体装置应包括哪几个环节 包括气体发生、气体净化、气体收集、尾气吸收四个环节。
[师]现在，就请大家以以上四个环节为依据，结合有关信息，来设计实验室制取氯气的装置。
[投影]已知氯气是一种有毒的、密度比空气大的黄绿色气体。能溶于水(常温下，1体积的水约能溶解两体积的Cl2 )，并能与NaOH溶液发生反应。
实验室制氯气的反应方程式如下：MnO2 + 4HCl(浓) ?MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
可供选择的试剂：浓盐酸、二氧化锰、水，NaOH溶液、浓H2SO4、饱和食盐水。
仪器：烧瓶、带分液漏斗及导管的双孔橡皮塞、橡皮管、洗气瓶(两个)、集气瓶、烧杯、石棉网、铁架台(带铁夹)、酒精灯。
[学生思考，教师板书]
1．实验原理：MnO2 + 4HCl(浓) ?MnCl2 + Cl2 ↑+ 2H2O
2．Cl2中可能含有的杂质：
3．除杂试剂：
4．收集方法：
5．尾气吸收试剂：
[师]请大家根据刚才的思考结果回答，Cl2 中可能含有的杂质是什么 并说出推断的依据。
可能有HCl气体和水蒸气。因反应物中的浓盐酸有挥发性，故可能有HCl；反应体系中有水，且反应在加热的条件下进行，故可能有水蒸气。
[板书]HCl、H2O (g)
[问]水蒸气应该选什么试剂除去 浓H2SO4
[讲解]对于Cl2中含有的HCl气体，我们常用排饱和食盐水的方法除去。这是因为HCl气体极易溶于水，而Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小之故。
[板书]饱和食盐水、浓H2SO4
[问]实验室收集Cl2 应用什么方法
[板书]向上排空气法
[问]那么，用什么试剂来吸收有毒的尾气呢
[板书] NaOH溶液
[把信息中提供仪器在“电脑实验室”中呈现]
[师]请一位同学把以上仪器进行有效联结
[一学生用鼠标在“电脑实验室”中进行模拟安装，另两名学生在实验台上进行实际安装，最终结果如下图所示]
[师]下面，我们就按以上设计装置来制取一瓶纯净干燥的氯气。
[请两位同学上台来收集]
[过渡]我们刚刚制得的氯气能和哪些物质发生化学反应呢 下面，我们就通过实验来认识氯气的化学性质。
[板书] 二、氯气的化学性质
[师]请大家仔细观察下面的实验：
[演示实验：把红纸分成两片，一片直接投入刚制得的氯气中，一片用水润湿后再投入]
[师]叙述你们所看到的现象。干燥的红纸条不褪色，湿润的红纸条褪色。
[师]以上现象可说明氯气与水反应生成了能使红纸褪色即具有漂白性的新物质。
[板书] 1．氯气与水的反应
[设问]那么，氯气与水反应生成的新物质是什么呢
[讲解]实验证明，氯气与水反应生成了盐酸和次氯酸。
[板书]Cl2 + H2O == HCl + HClO
[设问]起漂白作用的到底是盐酸还是次氯酸呢
[补充实验]把盐酸滴在干燥的红纸片上，不褪色。
[讲解]由上面的实验可知，干燥的氯气与盐酸都不具有漂白性，则具有漂白作用的一定是次氯酸。
[设疑]次氯酸有哪些重要的性质和用途呢
[学生活动]阅读课本相关内容，回答。
(教师根据学生回答整理板书)
[板书] (1)HClO的性质
HClO不稳定，容易分解放出氧气。
2HClO 2HCl + O2↑
有强氧化性，可用于漂白、杀菌、消毒。
[师](补充)次氯酸在光照的条件下，分解加速，它属于弱酸，在水溶液中仅部分电离：
[板书]HClO ? H+ + ClO—
[问题探究] (提示：自来水通常用Cl2 进行消毒)喜欢养花或养鱼的人，在给花浇水或给鱼换水时总要把水预先晒一晒，这是为什么
[学生活动]讨论、分析、回答：氯气溶于水后形成了具有强氧化性的、可杀菌消毒的次氯酸，既然次氯酸可杀灭细菌、病毒，同样对于花草或鱼有危害，因此在浇花或换水之前先晒一晒就是为了让次氯酸在光照条件下分解，同时还可以生成氧气，增加水的营养价值。
[设问]Cl2溶于水是否全部和水反应 怎样证明
[补充实验]在上面收集有Cl2的集气瓶中注入少量水，振荡，与另一瓶氯气的颜色相比较，并把所得溶液颜色与纯水的颜色相比较(可在瓶后衬一张白纸，现象更明显)。
[讲解]注入水后，集气瓶中的黄绿色变浅，说明氯气溶于水。溶液为黄绿色．而Cl—、HClO及ClO—无色，所以说明氯水中含有大量的氯气分子。由此可知，氯气溶于水时，仅有少量的氯气与水发生了反应。常温下，1体积的水约溶解2体积的氯气。
[问]在新制的氯水中，含有哪些粒子？
[学生思考并回答，教师板书]
(2)新制氯水中所含粒子：
H2O 、HClO、Cl2 、H+、Cl—、ClO—、OH—
[问]氯水为何要现用现制，并保存在棕色的细口瓶中
因氯水中的次氯酸不稳定，易分解，而光照时分解加速，从而使次氯酸分子的数目大为减少，故氯水要现用现制，并保存在棕色的细口瓶中。
[过渡]刚才我们制氯气时，用于吸收尾气的是NaOH碱溶液，说明Cl2是可与碱反应的。
[板书] 2．氯气与碱的反应
[补充实验]把少量NaOH溶液注入另一瓶盛有氯气的集气瓶中，黄绿色全部消失，所得溶液无色。
[讲解]Cl2可与NaOH溶液充分反应，生成可溶于水的NaCl和NaClO。
[板书] Cl2 + 2NaOH＝ NaCl + NaClO + H2O
[引导学生从Cl2 与H2O 的反应来理解该反应]
[师]请大家根据上式，写出Cl2 与Ca(OH)2溶液的反应。
[板书] 2Cl2 + 2Ca(OH)2 ＝CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
[讲解]上述反应就是工业上生产漂粉精的原理，是通过Cl2与石灰乳作用制成的。其中的有效成分是次氯酸钙。
思考：次氯酸具有漂白作用，为什么不用HClO直接漂白，而要转换成次氯酸盐 漂白粉漂白的原理是什么 请大家看书后回答。
[学生看书，并回答]
因为次氯酸不稳定，而次氯酸盐较稳定，故不用次氯酸直接漂白，而是把它转化为较稳定的次氯酸盐，次氯酸盐可和空气中的二氧化碳和水蒸气反应，生成次氯酸而漂白。
[师]漂白粉中的有效成分次氯酸钙的漂白原理，可用方程式表示如下：
[板书] Ca(ClO)2 + CO2 +H2O == CaCO3 ↓+ 2HClO
[设问]上述反应说明了H2CO3与HClO的酸性强弱顺序如何 Ca(ClO)2能与HCl反应吗 漂白粉应怎样保存才能不很快失效
根据强酸制弱酸的原理．说明碳酸酸性强于次氯酸，因盐酸是强酸，故也能与次氯酸钙反应；因漂白粉在潮湿的空气中，易吸收空气中的二氧化碳而释放出次氯酸，次氯酸不稳定，容易分解而使漂白粉失效，故漂白粉应密闭保存，并置于阴凉、干燥处。
[师]请同学们写出盐酸与次氯酸钙反应的方程式。
[请一位同学上黑板来写]
[学生板书] Ca(ClO)2 + 2HCl == CaCl2 + 2HClO
[问题探究]1．实验室制Cl2 为何不用Ca(OH)2 溶液来吸收尾气
2．用湿润的蓝色石蕊试纸检验Cl2时，为何试纸的颜色先变红，后变白
[学生活动]分组讨论、分析，然后分别由两个学生作答。
学生一：因为Ca(OH)2在水中的溶解度很小，因此其溶液即便是饱和溶液都是很稀的，这样就不能保证把氯气充分地吸收掉。
学生二：湿润的蓝色石蕊试纸上有水，Cl2可与水反应，生成盐酸和次氯酸，试纸变红是因为两种酸尤其是盐酸的酸性所致，而后变白则因为次氯酸具有漂白性。
[本节小结]
本节课我们从制备原理、洗气原理、收集和吸收原理各方面分析了氯气的实验室制法，同时验证和分析了氯气与水，碱反应的性质，为下一节课讨论氯气的性质做好准备。
[作业]习题：一、2 二、3、5 七、1
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§4—1氯气—1—1

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