资源简介

专题3
从海水中获得的化学物质
第一章　氯气及氯的化合物
3.1.2
　氯气的性质与应用
本节课学习内容是苏教版高中化学必修1中《氯气的性质及应用》，教材通过对氯气性质探究实验，使学生在学习氯及其化合物知识的同时，了解认识物质性质的基本方法-实验探究，在学习氯气性质的同时，以生活中的漂白粉、自来水用氯气消毒等学生生活实际出发，体现化学在生产和生活中应用十分广泛这一学科特点，提升了学生化学核心素养。
1.通过实验探究氯气的化学性质，初步形成基于物质类别、元素价态和原子结构对物质性质进行预测和检验的认识模型。
2.通过氯及其化合物的相互转化，建立物质性质与物质用途的关联。
3.通过设计氯气泄漏处理方案，感受化学物质及其变化的价值，进一步增强合理使用化学品的意识。
4.通过观察、分析实验现象，增强发现问题和解决问题的能力。
氯气的性质
氯水成分的探究
1.教学录像、幻灯片
2.化学实验
教师活动
学生活动
【多媒体展示】①自来水生产流程图
②氯气在第一次世界大战被当做化学武器，大量使用。
【导入新课】氯气的不合理使用，将会给人类带来灾难，但合理地使用氯气，它会造福于人类的生活。
所以我们要合理利用化学，为人类的文明作出伟大的贡献，在这里我们首先要了解氯气的性质，这样我们才能安全使用。
【板书】氯气的性质及应用
【展示】展示一瓶氯气。
【提问】氯气是一种什么样的气体？
【板书】一、氯气的物理性质
黄绿色，有刺激性气味的有毒气体
【讲解】现在我们可以解释“氯气”这个名字的由来了，氯气就是“绿颜色的气体”。
在第一次世界大战中，氯气被悄悄地投入到战场，直接参与了一场空前的屠杀，“啤酒桶”作为氯气的载体成为第一种大规模使用化学武器，虽然氯气具有一定的毒性，只要我们恰当、合理地使用氯气，它会造福于人类的生活。
【提问】怎样保存、运输氯气呢？
【展示】氯气的钢瓶图片
【板书】氯气的密度比空气大，易液化
液氯---纯净物
【提问】氯气在水中的溶解度怎么样呢？
【演示实验】用一支100mL针筒抽取80mL氯气，然后抽取20mL水，振荡。
【板书】氯气能溶于水，常温下，一体积水约能溶解2体积氯气。
【提问】有没有其他实验装置，可以证明氯气的溶解度，请大家设计实验证明。
【多媒体展示】学生设计装置
【总结】不错，同学们设计都很好。
观看图片，
聆听，辩证地看待氯气
观察、思考、讨论
嗅闻气味――注意嗅闻方法
打开盛有氯气的集气瓶的盖玻片，用手掌在瓶口上方轻轻扇动，是少量氯气飘进鼻孔。
总结：一种黄绿色，有刺激性气味的气体。
倾听，思考
辩证地认识氯气
阅读书本，在加压的条件下，氯气转化为液态，可储存在钢瓶。
观察现象，描述现象。
各组思考讨论
现象：塑料瓶变瘪，说明氯气可溶于水。
现象：试管液面上升
【设问】氯气作为一种非金属单质，它的化学性质如何，请从原子结构示意图分析。
【设问】它可能会与哪些物质发生反应呢？
【演示实验】氯气与钠反应
氯气与铁丝反应
氯气与铜丝反应
【板书】
二、氯气的化学性质
1．氯气与金属单质反应
2Na＋Cl2＝2NaCl
2Fe
+
3Cl2
2FeCl3
Cu
+
Cl2
CuCl2
【转折】
氯气不仅能与金属单质反应，也能与非金属单质反应。
【多媒体播放】
氢气与氯气反应
【板书】
2．氯气与非金属单质（氢气）反应
H2
+
Cl2
2HCl
【叙述】工业上利用电解饱和食盐水生成的氢气和氯气，在利用这个反应制取氯化氢气体，将其溶于水后即得到盐酸。
【叙述】我们在氯气的溶解性实验中发现，氯气溶于水后，溶液呈黄绿色，这个颜色说明溶液中有大量氯气存在，那么氯气溶于水中是和氧气溶于水一样，还是和二氧化碳溶于水会有一部分生成碳酸类似呢？
【假设】我们可以假设氯气能与水发生反应，那么产物可能是什么呢？
【布置任务】利用桌上的试剂和仪器装置完成P61实验探究，并记录现象及结论。
实验1：观察新制氯水的颜色
实验2：将干燥的氯气依次通过干燥的有色布条和湿润的有色布条,
实验3：分别用玻璃棒蘸取新制氯水和稀盐酸，滴在pH试纸上，观察并比较实验现象
实验4：在洁净的试管中加入1mL新制氯水，再向试管中滴加几滴硝酸银溶液和稀硝酸，观察实验现象。
【总结】这种未知的物质就是HClO，我们叫它次氯酸，具有漂白性，它能够使一些有机色素褪色，还具有杀菌、消毒作用。很多地方使用的自来水就是用氯气来消毒的。
【叙述】氯水是黄绿色，说明氯气在与水反应的同时，它们反应生成的盐酸和次氯酸会反应重新变成氯气和水，像这样的化学反应，我们叫它可逆反应，在书写化学方程式时，把“等号”改写成“可逆符号”。
【板书】3．氯气与水反应
Cl2＋H2OHCl＋HClO
【讲解】次氯酸是一种弱酸，因其具有强氧化型，所以能漂白，次氯酸不稳定，见光易分解，氯水光照分解。
【板书】2HClOO2↑+
2HCl
【提问】氯水如何保存？
【讲解】生活中一般不会直接使用氯气或次氯酸进行消毒。由于次氯酸盐比次氯酸稳定，因此，在工业生产和生活中，多用次氯酸盐和碳酸、盐酸等发生反应制取次氯酸。
【过渡】如何将氯气转换成次氯酸盐呢？在上一节课，我们将氯气实验室制备过程中，为了防止氯气泄漏到空气中，我们在收集装置后面放了氢氧化钠溶液，用氢氧化钠溶液来吸收氯气，这也说明了氯气可以与氢氧化钠反应。
【演示实验】向一瓶氯气的集气瓶中，倒入适当的氢氧化钠溶液，观察现象。
【板书】4．氯气与碱反应
Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO+H2O
次氯酸钠
【叙述】可以利用上述反应制备漂白剂，也是我们家里面的“84”，其有效成分就是次氯酸钠，同时氯气也可以与石灰乳反应，工业上就是利用这个反应来制取漂白粉。
【板书】
2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2＋Ca(ClO)2+2H2O
次氯酸钙
【叙述】漂白粉的有效成分是次氯酸钙。
【提问】生活中用的84消毒液能够杀菌、消毒，是因为里面的含有次氯酸钠。这些次氯酸盐怎样在使用过程中变成次氯酸呢？
【板书】Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCl2＋2HClO
【板书】三、氯气的用途
【交流讨论】(1)氯气为什么能用于自来水消毒？
(2)现在加入发生氯气泄漏，我们该怎么办？
【课堂总结】
回答：
易失去一个电子。化学性质很活泼。
实验现象氯气与钠氯气与铁丝
氯气与铜丝
观看视频，记录现象
点燃条件下：安静燃烧，发出苍白色火焰；
光照：发生爆炸
利用原子守恒，分析产物
利用提供的试剂和仪器装置完成P61实验探究，并记录现象及结论。
现象：氯水是黄绿色
分析解释结论：氯水中存在氯气
现象：干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色
分析解释：氯气没有漂白性，可能是氯气与水反应生成的某种物质具有漂白性
现象：氯水滴在pH试纸先变红，后褪色；稀盐酸滴在pH试纸只变红，不褪色
分析解释：氯水显酸性，氯水中存在具有漂白性物质，盐酸不具有漂白性
现象：有白色沉淀生成
分析解释：氯水有氯离子
总结：氯水中有H+、Cl-、还有一种具有漂白性的物质，这是一种新的物质具有漂白性。通过实验排除盐酸、水和氯气具有漂白性的可能，再根据氯水中含有的氢、氯、氧三种元素的可能组合，推出可能具有漂白性的是一种新的物质HClO。
思考
避光，放在棕色试剂瓶中
观看，记录现象
黄绿色逐渐消失
联系家庭“84”消毒液
思考与讨论
猜测次氯酸盐转变成次氯酸的可能途径。
交流探讨得出答案
(1)氯气与水反应生成次氯酸；
(2)人躲到较高的地方去??---因为氯气密度比空气大；
用沾有肥皂水的软布蒙面---因为氯气可以与碱反应
板书设计
氯气的性质及应用
氯气的物理性质
黄绿色，有刺激性气味的有毒气体，氯气的密度比空气大，易液化-液氯---纯净物
氯气能溶于水，常温下，一体积水约能溶解2体积氯气。
氯气的化学性质
1．氯气与金属单质反应
2Na＋Cl2＝2NaCl
2Fe
+
3Cl2
2FeCl3
Cu
+
Cl2
CuCl2
氯气与非金属单质（氢气）反应
H2
+
Cl2
2HCl
点燃条件下：安静燃烧，发出苍白色火焰；
光照条件下：发生爆炸
3．氯气与水反应
Cl2＋H2OHCl＋HClO
2HClOO2?+
2HCl
氯水保存在棕色试剂瓶中
4．氯气与碱反应
Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO+H2O
2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2＋Ca(ClO)2+2H2O--------工业上制取漂白粉
漂白原理：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCl2＋2HClO
三、氯气的用途
本节课重点是氯气的化学性质，教学方法是实验与多媒体相结合。从自来水消毒和氯气在第一次世界大战中使用，使学生明确虽然氯气有毒，但氯气对工农业生产和生活所起到的重要作用，培养学生科学的态度，结合氯气的性质实验，学习氯气的物理性质、化学性质。本节课由于实验较多，学生学习热情非常高，气氛也非常活跃。化学是一门以实验为基础的自然科学，要认真对待每一个实验，以学生为本，关注学生的所思所想。氯气的性质与应用
教材首先介绍了氯气的物理性质，然后以“实验探究”的形式研究了氯气与钠、铁、铜、水和碱溶液反应的化学性质。在此基础上，介绍了氯气在生活、生产中的重要应用，并以拓展视野的形式介绍了新型灭菌消毒剂——二氧化氯。旨在达到以氯气及其化合物的性质为例，体会并初步掌握实验探究元素及其化合物性质的基本方法，能运用发展的、相互联系的、对立统一的观点理解化学变化；认识化学理论与方法对人类生产、生活和科学研究的积极影响之目的。
1、宏观辨识与微观探析：能从元素原子的微观结构上分析其物质的化学性质。
2、变化观念与平衡思想：初步掌握实验探究元素及其化合物性质的基本方法，能运用发展的、相互联系的、对立统一的观点理解化学变化。
3、证据推理与模型认知：以氯气及其化合物的性质为例，体会并初步掌握实验探究元素及其化合物性质的基本方法
4、科学精神与社会责任：认识化学理论与方法对人类生产、生活和科学研究的积极影响
1、氯气的化学性质
2、氯水的成分与性质
3、认识氯及化合物在生产和生活中的重要应用。
课件、有关氯气性质的实验视频
知识回顾
写出氯气的实验室制备原理
工业上制备氯气的原理（用化学方程式表示）
3、Cl原子是几号元素？
4、画出Cl原子的原子结构示意图，并推测其可能的性质？
引入新课：请同学们列举一些实际生活中常用杀菌消毒剂。
学生回答后，教师PPT展示：氯气、84消毒液、漂白粉
思考：这些物质都含有Cl元素，用来杀菌消毒体现了Cl元素的哪些性质，又怎样制备这些物质呢？
板书：一、氯气的物理性质
PPT展示：一瓶Cl2学生观察，结合教材回答。
PPT展示：通常情况下，氯气是一种黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味的气体。加压条件下，易液化，称之为“液氯”，储存于钢瓶中，易于保存和使用。
过度：氯元素为17号元素，最外层7个电子，化学反应中易得到1个电子而达到8个电子的稳定结构。氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，能与很多的金属和非金属反应生成氯化物。
板书：二、氯气的化学性质
（一）氯气与金属单质反应
实验探究1：【实验1】切取一块绿豆粒大小的金属钠（切去钠的表层），用滤纸吸干其表面的煤油，置于石棉网上，用酒精灯微热。待金属钠熔成球状，将盛有氯气的集气瓶倒扣在钠球上方，观察现象。
视频播放：氯气与钠反应
板书：1、与钠反应：2Na
+
Cl2
==
2NaCl
现象：黄色火焰，冒白烟
实验探究2：【实验2】将擦亮的细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根粗铁丝上，另一端系上一段火柴梗。点燃火柴，待火柴即将然尽时，迅速把细铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中，观察实验现象。
视频播放：氯气与铁反应
板书：2、与铁反应：2Fe
+
3Cl2
==
2FeCl3
现象：棕黄色烟，溶于水后，溶液显黄色。
实验探究3：【实验3】用坩埚钳夹住一束铜丝，加热至红热，立即放入盛有氯气的集气瓶中，观察实验现象。
视频播放：氯气与铜反应
板书：3、氯气与铜反应：Cu
+
Cl2
==
CuCl2
现象：棕黄色烟，溶于水后，溶液显蓝色。
（二）氯气与非金属单质反应
视频播放：氯气与氢气反应
4、与氢气反应：Cl2
+
H2
==2HCl（条件：加热或光照）
现象：苍白色火焰，瓶口产生白雾。
讲解：氢气与氯气在点然或光照条件下化合生成氯化氢，氯化氢溶于水得到盐酸。工业上利用电解饱和食盐水得到的氯气和氢气制取盐酸。
思考：在自来水生产过程中，也曾用加入一定量的氯气来实现消毒杀菌的目的。某化工厂出现氯气泄漏，工作人员对环境喷水稀释氯气
，这是为什么？氯气溶于水有无化学反应发生？假如有，生成物可能是什么？氯水中有哪些微粒？
实验探究4：
1.氯气在水中的溶解实验。用一支100mL针简抽取80mL氯气，再抽取20mL水，振荡，观察实验现象，并得出结论_________________________________________________。
2.氯水的成分探究。
提出问题：氯气溶解于水，是否会与水发生反应？氯气溶于水后溶质微粒以什么形式存在？
建立假设：氯气溶于水后会与水发生反应，反应后溶液中可能存在的微粒有__________________。
实验探究：
【实验1】将干燥的有色布条和湿润的有色布条分别放入两瓶干燥的氯气中，观察并比较实验现象。
【实验2】分别用玻璃棒蘸取新制氯水和稀盐酸，滴在pH试纸上，观察并比较实验现象。
【实验3】在洁净的试管中加入1mL新制氯水，再向试管中加入几滴硝酸银溶液和稀硝酸，观察实验现象。
视频播放：氯气与反应、漂白、
板书：（三）氯气与水反应
氯气能溶解于水，常温常压下，1体积水约能溶解2体积氯气。溶于水后，得到浅黄绿色的氯水。
氯水的成分：H2O、Cl2、HClO；H+、Cl-、ClO-、OH-
Cl2
＋
H2O
HCl＋HClO
讲解：次氯酸有强氧化性，能使染料等有机色素褪色，有漂白作用，还能系菌消毒。次氯酸不稳定，容易分解放出氧气，在阳光的照射下，次氯酸分解加快。2HClO==2HCl
+
O2↑
思考：新制的氯水与久置氯水有什么区别？
过度：过量氯气通常用NaOH溶液处理,处理过程中发生了什么反应？
讲解：生活中常用的含氯漂白剂中含有次氯酸盐。工业上利用氯碱工业中得到的氯气和氢氧化钠反应制取漂白剂（有效成分为次氯酸钠），利用氯气和石灰乳反应制取漂白粉（有效成分为次氯酸钙）。
板书：（四）与碱溶液反应
1、Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
2、2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
讲解：漂白粉的成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2。漂白原理为：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3＋2HClO。漂白粉长期露置于空气中，最终会生成氯化钙而失效，有关反应的化学方程式2HClO==2HCl＋O2↑
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
板书：三、氯气的用途
讲解：氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中的应用十分广泛。
板书：消毒，制盐酸、漂白剂、农药等，合成聚氯乙烯、制备药物、冶金及染料工业等
PPT展示：图3-4氯气的应用
课堂小结：
本节课重点探究了氯气的化学性质。通过“提出问题”、“建立假设”、“实验探究”，让学生体会并初步掌握实验探究元素及其化合物性质的基本方法，能运用发展的、相互联系的、对立统一的观点理解化学变化；认识化学理论与方法对人类生产、生活和科学研究的积极影响。

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