资源简介

3.1.1
氯气的发现与制备
教材以自然资源十分丰富的海水作为研究对象，明确指出海水中含有丰富的氯元素，并以氯化钠、氯化镁为主要存在形式。教材正文介绍了氯气的发现、氯气的实验室制法的原理和工业制法的原理。以“学科提炼”的形式强调了电解法的重要用途。指出人们从海水中获得氯单质及其化合物的过程，体现了化学科学在利用自然资源创造新物质中的独特作用。
1、宏观辨识与微观探析：初步认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理及学会实验室制取氯气的方法和原理。
2、证据推理与模型认知：通过观察、分析实验现象，增强发现问题和解决问题的能力。
3、科学探究与创新意识：知道化学实验是研究和认识化学物质的重要途径。
4、科学精神与社会责任：认识到海水是人类的宝贵资源，培养学生与大自然友好相处的情感。
1.认识工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应原理。
2.学会实验室制取氯气的方法，通过分析、推理、设计实验并完成实验。
课件、相关资料（包括图片、视频等）
引入新课：
有数据指出，每一立方千米的海水中含氯化钠4×107t，氯气又是重要的化工原料，那么是谁发现了氯气，实验室和工业生产中怎样制备氯气呢？
PPT展示：大海、海水晒盐、煮盐
学生活动：阅读教材第58页内容。
讲解：海水中含有大量的氯元素，但其单质氯气的化学性质非常活泼，在自然界中不存在游离态（即单质）的氯，都以化合态的形式存在。直到1774年，瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿（主要成分是MnO2）混合在一起加热，意外地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。1810年，英国化学家戴维仔细研究了这种黄绿色气体，并将其命名为氯气。上述反应可用于实验室制备氯气。
板书：一、氯气的发现
瑞典化学家：舍勒发现氯气
英国化学家:戴维研究并命名为氯气
板书：二、氯气的制备
实验室制法
PPT展示：“实验室制氯气”视频
(
△
)1、反应原理
MnO2＋4HCl(浓)===MnCl2＋Cl2?＋2H2O
2．仪器装置（PPT展示）
思考并完成下列问题：
(1)气体发生装置类型：____________________
(2)发生装置所用仪器的名称为_____________、____________
(3)装置C的作用是_____________________________________。
(4)装置D的作用是____________________________________。
3．收集方法
(1)______________________________________
(2)______________________________________________
4．验满方法：将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
5．尾气处理
(1)仪器装置图中烧杯F中盛放的液体是____________________。
(2)该液体的作用是________________________________________。
过度：工业上对氯气的需求量很大。大量生产氯气不仅要求原料易得，而且价格也是必须考虑的重要因素，因此地球上巨量的海水就成为制备氯气首选的原料。19世纪，科学家发明了电解饱和食盐水制取氯气的方法，为工业制备氯气奠定了基础。如今，工业生产氯气主要是通过海水晒盐得到粗盐，除去杂质后，电解氯化钠饱和溶液来制备。
板书：（二）工业制氯气
PPT展示：按如图装置进行实验
思考：
(1)接通电源，观察食盐水发生的变化。通电一段时间后，将小试管套在a管上，收集U形管左端产生的气体。2
min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体。
(2)取一支小试管，用向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色。
(3)关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1～2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。
2、分析
实验现象
结论
(1)
出现爆鸣声
a管中气体为氢气
(2)
产生黄绿色的气体
b管中气体为氯气
(3)
铁棒端溶液变红
石墨棒端溶液不变色
U形管左端溶液显碱性
U形管右端溶液不显碱性
板书：
1、工业制取氯气的反应原理：
2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2?＋H2?。
2、氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业。
PPT展示：氯碱工业视频
课堂练习：（PPT展示）
某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题：
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为__________________________________________。
(2)a为电源的________(填“正”或“负”)极；D中收集的气体是______________________。
(3)C试管盛放________________________溶液。溶液中A电极附近的现象为______________。
本节课重点讲解了氯气的实验室制法和工业制法，通过图片、视频等增强了学生对知识的掌握和理解，同时加强了学生对知识的应用。课堂中注意与学生的交流，增强学生的参与，提高了课堂效率。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
第1节　氯气的发现与制备
本节课学习内容是苏教版高中化学必修1中《氯气的发现与制备》，教材从海水出发，利用海水中丰富的化学物质，如氯化钠、氯化镁、溴化钠等，能获得活泼的非金属卤素单质。这既是高中学习的重点内容，也是学生认识化学为人类社会发展作出重要贡献的重要内容。
1.认识海水是人类的宝贵自然资源，培养与大自然友好相处的情感；（科学态度与社会责任）
2.了解从海水中提取氯气的基本原理和方法；
3.探究氯气的实验室制备方法；（科学探究与创新意识）
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。
1.电解饱和食盐水的基本原理
2.氯气的实验室制法
1.教学录像、幻灯片
2.化学实验
教师活动
学生活动
设计意图
【多媒体展示】浩瀚的海洋
【提问】请同学们观看关于浩瀚的大海、海水晒盐的图片，大家知道浩瀚的大海中富含哪些物质？请同学们阅读每千克海水中几种氯化物的含量柱状图，从图中你可以获取哪些信息？
【导入新课】事实上海水中蕴含的元素有80多种，它是一个巨大的宝藏库，期待着人们去开放利用，今天我们就先来学习海水中的氯。
观看图片，教材
回答：海水含NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl，其中NaCl含量最高。
通过对海洋的认识，促使学生主动关心海洋环境保护、资源开放有关的社会热点问题，形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的观念，提升学生“科学态度与社会责任”的学科素养
【讲解】氯气作为工业上重要的化工原料，而海水中氯元素的量又十分丰富，其中以氯化钠含量最高，氯化钠在我们日常生活中应用比较多。
【多媒体展示】食盐的作用
人们就在思考是如何从海水中获得氯化钠并生产氯气。
【提问】氯化钠还可作为工业原料，如何从海水中获得氯化钠
【提问】19世纪，科学家发明了电解饱和食盐水制取氯气的方法，但粗食盐（泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-）不符合电解要求，必须精制。请设计实验方案。
【多媒体展示】各组同学设计的实验方案。
【评价】同学们的思路很开阔，很好，我们在补充一点：在除杂时所加试剂的顺序要求是：碳酸钠必须在氯化钡之后加入，过滤后要加入稀盐酸。
【过渡】经过同学们方案的实施，食盐水中还是会存在少量的Ca2+、Mg2+，工业上要再通过阳离子交换塔除去少量的Ca2+、Mg2+，变成精制食盐水，这就符合了电解的要求。初中我们学过电解水，阳极和阴极分别产生什么气体？体积之比多少？
【提问】现在我们将电解饱和食盐水，电解时就会不会有不同的产物生成呢？请同学们仔细观察这个实验，注意实验现象，推测可能有什么物质生成。
【演示实验】电解饱和食盐水。
接通电源，观察两极现象；
通电一段时间后，用小试管收集U形管左端产生的气体，2min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体；
（3）取一只小试管，用向上排空法收集从U形管右端导出的气体，观察收集到气体的颜色，用湿润的淀粉碘化钾试纸放在U形管右端，观察实验现象；
（4）关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，观察现象；
【引导】学生观察实验现象，启发学生思考回答实验中产生的问题，形成科学的结论。
【提问】根据实验现象推断电解饱和食盐水得到了哪些产物？写出发生的化学方程式
【提问】(1)阳极产生什么物质？
(2)阴极产生什么物质？
(3)碳棒端为什么产生的气体要通入到氢氧化钠溶液中？
【总结】这个就是工业上制备氯气的方法，通过电解饱和食盐水制备氯气，这种电解食盐水的方法工业上称为“氯碱工业”。
【板书】一、氯气的工业制法——电解饱和食盐水
电解方程式：
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
回答：氯化钠在医疗上用来配制生理盐水，生活上可用于调味品。
观看视频
思考回答：
从海水中提取食盐，就是把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐
学生方案1：
回忆回答：
阳极：氧气
阴极：氢气
观察实验，记录实验现象
实验现象实验结论(1)通电后铁棒和碳棒上都有气泡产生有气体物质生成(2)铁棒收集到的气体靠近火焰，有爆鸣声有氢气生成(3)碳棒上收集到黄绿色气体，且能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝有氯气生成(4)铁棒周围溶液变红有碱性物质生成
通过以上分析，电解食盐水产物有氢气、氯气和氢氧化钠。
发生反应的化学方程式
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+
Cl2↑
思考回答
(1)阳极产生Cl2；
(2)阴极产生氢气和氢氧化钠；
(3)尾气处理，因为氯气有毒。
联系学生生活实际，培养学生化学知识来源于生活，也运用于生活的思想。
通过此任务，培养学生根据给出的问题，设计简单实验方案，培养科学探究与创新意识学科素养。
初中知识的衔接，利于学生推测电解饱和食盐水的产物有哪些。
培养学生观察、分析实验现象，增强发现问题和解决问题的能力。
培养实验总结的习惯。
【过渡】工业上制氯气用的是电解的方法，由此可以得到大量氯气。那么，我们在实验室是如何制得少量氯气的呢？这还要追溯到17世纪，请同学们阅读课本，了解实验室用来制取少量氯气的方法。
【板书】二、氯气的实验室制法
1.原理
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
【展示】常见的制取气体的装置有以下三种：
思考，以上3种装置分别使用于什么气体的制备？
【提问】那么氯气用什么方法收集呢？
【讲解】氯气除了通过可以用向上排空气法，还可以利用氯气不溶于饱和食盐水这一性质，采取排饱和食盐水法。
【讲解】电解食盐水我们知道，氯气有毒，所以在装置的最后还得有尾气处理装置。
【提问】这个是实验室制备氯气的装置，那利用上述原理制取的氯气是纯净的氯气吗？若不是可能含有哪些杂质呢？
【布置任务】根据以上的选择和制取氯气的反应原理，请设计制取干燥、纯净的氯气的实验装置。请同学们进行分组讨论。画出制取氯气的整套装置图。
【多媒体展示】学生的装置图
【提问】下面我们请同学讲解下，为什么要画这样的装置？每一个装置有什么用？
【提问】装有饱和食盐水装置和装有浓硫酸装置位置能否调换？为什么？
【提问】使用浓盐酸与足量的MnO2共热制Cl2，实际产生的Cl2总比理论值低，其主要原因是什么？
【课堂总结】这节课我们认识到海水资源对我们来说是十分重要的自然资源，人们对海洋资源的开发并没有到尽头，同时主要讨论了氯气的实验室制法和工业制法，并探究了制备气体的整套实验装置，还从工业生产的角度探讨出了一些实际应用问题。
思考回答
装置(1)“固+固”加热型制气体。可制取O2。
装置(2)“(块状)固+液”不加热型制气体。可制取H2、CO2。
装置(3)“固
+液”或“液
+液”加热型制气体。可制取Cl2
思考回答
因为氯气密度比空气大，可以用向上排空气法；
回答：
浓盐酸易挥发，产生的杂质气体有氯化氢气体和水蒸气，需要选择净化装置除去这些杂质。
小组讨论，选择装置，画出装置图。
思考回答：
第一个净化装置中装有饱和食盐水，可吸收氯化氢气体；第二个净化装置装有浓硫酸，可干燥氯气，这样在收集装置中就可以收集到干燥、纯净的氯气；最后为尾气吸收装置，可选用NaOH溶液。
回答：不能，因为如果调换，氯气通过饱和食盐水又会带出水蒸气，导致收集到的氯气不纯。
思考回答：
随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小,稀盐酸与MnO2不反应，另外加热过程中，一部分浓盐酸挥发掉，也会使盐酸变稀。
识别实验装置，能对实验装置进行分类总结。
培养能根据物质的性质，分析制备气体时存在哪些杂质的能力。
通过此任务，培养学生根据给出的问题，设计简单实验装置，培养科学探究与创新意识学科素养。
体现学生是学习的主体性
设计多个问题，加深学生对实验室制取氯气的印象。
板书设计
氯气的生产原理
一、海水资源
二、氯气的工业制法——电解饱和食盐水
1
、电解方程式
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
2.与电源正极相连的电极（阳极）上产生氯气；
与电源负极相连的电极（阴极）上产生氢气。
3.以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。
三、氯气的实验室制法
1.原理：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.发生装置：固+液加热型
3.净化装置：饱和食盐水——除氯化氢气体
浓硫酸——除水蒸气
4.收集装置：向上排空气法/排饱和食盐水
5.尾气处理：NaOH溶液
本节课的重点是指导学生掌握氯气的制法。鉴于学生在初中学过电解水和学习过氧气、二氧化碳和氢气的制法，具备了一些制取气体的知识，教师在教学中让学生通过实验现象了解电解饱和食盐水的产物，以及在实验室制取氯气时理解实验装置的选取，使学生有目的地选择。还要引导学生总结比较电解水和电解饱和食盐水的异同点，培养学生根据实际问题进行分析并解决问题的能力，通过实验室制取各种气体的异同点，使学生逐渐掌握实验室制取气体的设计思路。

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