第二章海水中的重要元素----鈉和氯第二節氯及其化合物第1課時氯氣的性質【教學目標】(1)能通過實驗探究氯氣的物理性質、化學性質,體會實驗對認識和研究物質性質的重要作用，培養證據推理意識。(2)能用氧化復原反響、離子反響的觀點預測并解釋氯氣的化學性質，并能用化學方程式正確表達。(3)以氯及其化合物知識的學習為線索，建立含氯元素的物質間的轉化關系，進一步了解研究物質的思路和方法。(4)通過含氯物質性質和用途的學習，感受物質性質與用途的關系，體會化學對生活、環境保護的重要意義，增強社會責任感。(5)了解氯氣的發現史，學習科學家的研究精神及勤于鉆研、嚴謹求實的科學態度。【內容分析】氯是一種典型的非金屬元素，具有多種化合價，可以形成食鹽、漂白粉等多種含氯化合物，學生在日常生活中對這些物質比擬熟悉。因此，教材在本節以學生不熟悉的氯氣為主線，選擇氯氣的性質、用途等內容，將含氯化合物穿插在其中進行介紹，讓學生在重點學習氯氣單質的過程中，關注這些含氯元素物質間的轉化，引導學生建構不同價態物質間的轉化關系，形成非金屬及其化合物的研究思路和方法。從氯氣的知識結構來看，重點介紹氯氣的強氧化性，并引導學生從離子反響、氧化復原反響的視角對反響的產物進行預測、探究，表達了宏觀與微觀相結合的思想，強化證據推理意識。從內容的選取看，重視氯及其化合物的應用價值，如氯氣用于自來水消毒，84消毒液、漂白粉是日常生活中重要的消毒劑和漂白劑等，有助于學生更好地了解化學知識的應用。氯氣有毒又有用的編寫方式，可以使學生認識到要學好知識并正確運用，才能讓資源更好地為人類效勞，從而開展社會參與意識，建立社會責任感。本節教材以氯及其化合物的研究為載體，建構了非金屬及其化合物的研究模型，突出了對學生化學學科核心素養的培養，有利于后續硫、氮及其化合物的學習。.【教學重點和難點】重點：氯氣的化學性質；氯及其化合物的研究思路和方法的建構。難點：氯氣分別與水、氫氧化鈉的反響。【教學流程】【學習任務一】信息整合，發現問題【溫故知新】回憶氯原子的結構和存在形式根據氯的原子結構，并結合以下材料，答復以下問題。18世紀70年代，瑞典化學家舍勒(C.W.Scheele,1742----1786)將軟錳礦(主要成分是MnO2)與濃鹽酸混合加熱，產生了一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。受當時流行學說的影響，舍勒未能確認這種氣體。直到1810年，英國化學家戴維(S.H.Davy，1778----1829)才確認這種氣體是一種新元素組成的單質----氯氣。【思考與討論】1.從材料中，你發現了氯氣的哪些物理性質？2.從氯氣的發現到氯被確認為一種新的元素，時間長達三十多年，其間經歷了數位科學家的不懈探索。你從這一史實中得到什么啟示?3.根據氯的原子結構，預測氯的化學性質。【答案】1.氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體。2.啟示1:科學研究需要有可靠的理論作指導，否那么只能浪費時間和精力。啟示2:科學研究需要以大量事實為依據。啟示3:科學研究需要有對科學的熱愛和奉獻科學的精神。氯原子的最外電子層上有7個電子，在化學反響中很容易得到1個電子，使最外電子層到達8個電子的穩定結構。氯氣可能具有具有強氧化性。【設計意圖】通過氯氣的發現史，學習科學家的研究精神及勤于鉆研、嚴謹求實的科學態度。【學習任務二】宏觀辨識微觀探析，分析解決問題氯氣能與大多數金屬化合，生成金屬氯化物。例如，鈉、鐵、銅等都能與氯氣在加熱條件下發生反響:【思考】初中的時候，我們已經知道鐵的常見價態為+2、+3，而銅的常見價態為+1、+2，根據上述反響，你有什么發現嗎？氯氣與有變價的金屬反響時，總是生成高價金屬氯化物。氯氣也能與大多數非金屬單質發生化合反響。【實驗2-7】在空氣中點燃氫氣，然后把導管緩慢伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現象。現象：H2安靜燃燒，發出蒼白色火焰，瓶口有白霧。解析：產物HCl在空氣中與水蒸氣結合，呈現霧狀，所以瓶口有白霧。【設計意圖】通過價態、實驗探究等角度學習氯氣與金屬、非金屬單質的反響，構建非金屬及其化合物的研究思路和方法。【思考與討論】我們以前學過的燃燒反響，都是物質在氧氣中的燃燒。通過H2在Cl2中的燃燒，你對燃燒的條件及其本質有什么新的認識?燃燒不一定要有氧氣參加，物質并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質是氧化復原反響，所有發光、發熱的劇烈的化學反響都稱為燃燒。【評價任務一】〔教材P47練習與應用2〕2.以下說法中，不正確的選項是()。【答案】C【設計意圖】通過燃燒反響的重新定義，讓學生初步了解定義的狹義和廣義。從而養成不應拘束于文字，而應該從本質看問題的科學態度。【思考】性質決定用途。目前，很多自來水廠用氯氣來殺菌、消毒，我們偶爾聞到的自來水散發出來的刺激性氣味就是余氯的氣味。Cl2溶于水為什么能殺菌消毒？請用相關的化學方程式解析。〔提示：根據氧化復原反響原理、質量守恒定律及已掌握的Cl2的性質預測Cl2與H2O反響的生成物。〕在常溫下，溶于水中的局部氯氣與水發生反響:H2O+Cl2=HCl+HClO產物次氯酸(HClO)具有強氧化性，因此，次氯酸能殺死水中的病菌，起到消毒的作用。次氯酸的強氧化性還能使某些染料和有機色素褪色,因此，次氯酸可用作棉、麻和紙張的漂白劑。次氯酸是很弱的酸，只存在于水溶液中。次氯酸不穩定，在光照下容易分解放出氧氣。請根據氧化復原反響原理、質量守恒定律寫出該反響方程式。【科學技術社會】驗證次氯酸光照分解產物的數字化實驗數字化實驗將傳感器、數據采集器和計算機依次相連，采集實驗過程中各種物理量(如pH、溫度、壓強、電導率等)變化的數據并記錄和呈現，通過軟件對數據進行分析,獲得實驗結論。也就是說，數字化實驗是利用傳感器和信息處理終端進行實驗數據的采集與分析。驗證次氯酸光照分解的產物可以設計成數字化實驗。實驗步驟如下:(1)將pH傳感器、氯離子傳感器、氧氣傳感器分別與數據采集器、計算機連接;(2)將三種傳感器分別插入盛有氯水的廣口瓶中;(3)用強光照射氯水，同時開始采集數據。【設計意圖】介紹化學在科研上的成就，提高學生的社會責任感。通過實驗圖像的解讀，初步掌握圖形閱讀的最根本方法〔坐標的意義〕。【思考與討論1】近年來有科學家提出，使用氯氣對自來水消毒時，氯氣會與水中的有機物發生反響，生成的有機氯化物可能對人體有害。所以，國家規定了飲用水中余氯含量的標準;而且已開始使用新的自來水消毒劑，如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。從中你能得到什么啟示？啟示1:要一分為二地看待物質，正確認識物質的性質，合理使用物質。啟示2:化學研究的方向之一就是根據需要發現、合成并使用新物質。【思考與討論2】你知道如何用自來水養金魚嗎?首先,用容器取適量的自來水,將其放置在陽光照射的地方兩天(三天更好),再將其倒進魚缸里面。這是因為自來水為了適合人類飲用,都經過了處理,其中含有氯氣,此氣體對于金魚的生長不利,時間久了很容易造成金魚死亡。將其放置在陽光照射的地方,是因為在陽光照射下,可以使得有毒物質減少,從而使得金魚慢慢適應新的水源。①自來水用氯氣來消毒,說明氯氣具有哪些方面的性質?②自來水曬過一段時間后,可以減少水中的有毒物質,發生了哪些化學反響?【答案】①自來水用氯氣來消毒,說明氯氣具有強氧化性。②氯氣對自來水消毒后,含有少量氯氣和次氯酸。經過陽光照射后,發生的化學反響有2HClO2HCl+O2↑。【設計意圖】通過對社會熱點問題以及化學生活問題的討論，提升應用化學知識解決生活問題的能力，落實科學態度與社會責任。【思考】以下圖為市面上常用的漂白劑，為什么不直接用次氯酸作漂白劑？氯氣在水中的溶解度不大，而且生成的HClO不穩定，難以保存，使用起來很不方便，效果也不理想。次氯酸鹽比次氯酸的穩定性強很多。比方NaClO雖然也會分解，但它的水溶液在低溫下存放三年才分解一半左右，比HClO穩定得多。次氯酸鹽可以在溶液中轉化為次氯酸，從而具有一定的漂白和消毒能力，所以漂白液、漂白粉、漂粉精都是常用的消毒劑和漂白劑。漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉、麻、紙張的漂白劑，又可用作游泳池等場所的消毒劑。【思考】如何制得次氯酸鹽？在常溫下，將Cl2通人NaOH溶液中，可以得到以NaClO為有效成分的漂白液。根據氯氣與水的反響，寫出氯氣與氫氧化鈉溶液反響的化學方程式，并改寫為離子方程式。根據上面的反響，寫出氯氣與氫氧化鈣溶液反響的方程式將氯氣通入冷的石灰乳中會得到以次氯酸鈣為有效成分的漂白粉。如果氯氣與氫氧化鈣充分反響使次氯酸鈣成為主要成分，就得到了漂粉精【思考】次氯酸鹽如何轉化為次氯酸?

【知識拓展】漂白粉和漂白液的漂白原理

【思考與交流】怎樣保存漂白粉？

密封保存。【設計意圖】通過含氯物質性質和用途的學習，感受物質性質與用途的關系，體會化學對生活、環境保護的重要意義，增強社會責任感。【知識拓展】

上述反響使用的是強酸〔相對強的酸〕制取弱酸的原理。

通過方程式可得出結論：H2CO3>HClO〔酸性〕【思考】該原理我們是否在其他方面應用過？

利用碳酸鈣和稀鹽酸反響制取二氧化碳。【設計意圖】通過反響原理的介紹，落實科學觀。【小結】氯氣的用途：

1.用于自來水的殺菌、消毒；

2.制取漂白粉、漂白液、消毒液等；

3.工業制鹽酸。【課堂小結】

【評價任務二】〔教材P47第1題〕1.以下生活中的物質與其有效成分的化學式、用途的對應關系中，不正確的選項是()。

【答案】B【評價任務三】含氯物質在生活中有廣泛的應用。課后請查閱資料了解含氯物質的用途。

消毒/漂白液：NaClO

漂白粉：Ca(ClO)2

消毒洗衣粉：NaClO

清潔劑：HCl

合成纖維：氯綸耐強酸強堿，不燃燒。工作服、濾布、平安帳篷、地毯

聚氯乙烯：PVC56-58%。塑料薄膜、雨衣、玩具、拖鞋、窗簾

合成殺蟲劑：六六六、敵百蟲、樂果、賽力散、DDT

【評價任務四】〔教材P48第8題〕

8.氯氣用途廣泛，是一種重要的化工原料，因此氯氣的發現具有重要的意義。但是，在第一次世界大戰期間，氯氣被用來制作毒氣彈，使受害者的身體遭受嚴重傷害。科學家是否應進行類似氯氣這類有可能被錯誤利用的物質的研究?請談談你的看法。

應該進行研究，因為氯氣有廣泛的用途。但是要正確認識這類物質，防止人類受到傷害。

【設計意圖】強調氯氣有毒又有用，可以使學生認識到要學好知識并正確運用，才能讓資源更好地為人類效勞，從而開展社會參與意識，建立社會責任感。一、實驗[實驗2-7]盛氯氣的集氣瓶要枯燥。瓶中的氯氣要濃。為了防止氯氣逸散，可在集氣瓶口涂一點凡士林，使玻璃片與瓶口更密合。因為這是第一個關于氯氣性質的實驗，實驗時要提醒學生注意觀察氯氣的顏色(黃綠色)，并注意氫氣在空氣里燃燒與在氯氣里燃燒火焰的顏色是不同的。實驗前務必要檢驗H2的純度，在確保H2純潔的前提下完本錢實驗。二、思考與討論[思考與討論1]從氯氣的發現到氯被確認為一種新的元素，時間長達三十多年，其間經歷了數位科學家的不懈探索。你從這一史實中得到什么啟示?啟示1:科學研究需要有可靠的理論作指導，否那么只能浪費時間和精力。啟示2:科學研究需要以大量事實為依據。啟示3:科學研究需要有對科學的熱愛和奉獻科學的精神。[思考與討論2]我們以前學過的燃燒反響，都是物質在氧氣中的燃燒。通過H2在Cl2中的燃燒，你對燃燒的條件及其本質有什么新的認識?提示:燃燒不一定要有氧氣參加，物質并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質是氧化復原反響，所有發光、發熱的劇烈的化學反響都稱為燃燒。[思考與討論3]近年來有科學家提出，使用氯氣對自來水消毒時，氯氣會與水中的有機物發生反響，生成的有機氯化物可能對人體有害。所以，國家規定了飲用水中余氯含量的標準;而且已開始使用新的自來水消毒劑，如二氧化氯(ClO2)、臭氧等。從中你能得到什么啟示？啟示1:要一分為二地看待物質，正確認識物質的性質，合理使用物質。啟示2:化學研究的方向之一就是根據需要發現、合成并使用新物質。三、科學·技術·社會驗證次氯酸光照分解產物的數字化實驗數字化實驗將傳感器、數據采集器和計算機依次相連，采集實驗過程中各種物理量(如pH、溫度、壓強、電導率等)變化的數據并記錄和呈現，通過軟件對數據進行分析,獲得實驗結論。也就是說，數字化實驗是利用傳感器和信息處理終端進行實驗數據的采集與分析。驗證次氯酸光照分解的產物可以設計成數字化實驗。實驗步驟如下:(1)將pH傳感器、氯離子傳感器、氧氣傳感器分別與數據采集器、計算機連接;(2)將三種傳感器分別插入盛有氯水的廣口瓶中;(3)用強光照射氯水，同時開始采集數據。此實驗可以測定光照過程中氯水的pH、氯水中氯離子的濃度、廣口瓶中氧氣的體積分數這三者的變化，并通過計算機的數據處理功能將這些變化顯示在計算機屏.幕上(如圖2-16)。通過對數據進行分析，最終可驗證次氯酸光照分解的產物。四、課后練習〔教材P47~48〕1.以下生活中的物質與其有效成分的化學式、用途的對應關系中，不正確的選項是()。

2.以下說法中，不正確的選項是()。5.NaCl是一種化工原料，可以制備多種物質，如以下圖所示。請根據以上轉化關系填寫以下空白。(1)氯化鈉溶液通電后，發生反響的離子方程式為_________________________________。氫氣在氯氣中燃燒的現象是_________________________________________________。(2)Cl2與Ca(OH)2反響的化學方程式為_________________________________________；從氧化劑和復原劑的角度分析，該反響中Cl2的作用是_______________。6.請答復以下問題。(1)氯氣可用于自來水的殺菌、消毒。請用化學方程式和簡要的文字說明理由。(2)漂白粉或漂粉精中的Ca(ClO)2能與空氣中的CO2和水蒸氣發生如下