富集在海水中的元素氯教学设计.docx
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富集在海水中的元素氯教学设计
必修1 >> 第四章非金属及其化合物 >> 第二节
富集在海水中的元素--氯（教学设计）
广西河池凤山县高级中学罗庆康
一、教学目标
知识与技能
1.了解氯气的物理性质，理解氯气与水、金属单质、非金属单质等反应的化学性质。
2.通过探究氯气性质的实验，学会嗅闻气体的正确操作，初步学会氯气与水反应实验的设计和操作。
过程与方法
1.通过设计氯气性质实验，体会科学研究的一般过程和基本方法。
2.重视运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取有关氯气性质的信息。
3.体会运用类比氧气的方法来学习氯气的氧化性。
情感态度与价值观
1.通过氯气发现史的学习，感受科学家研究科学的精神，发展学习化学的兴趣。
2.通过对氯气化学性质的实验探究，体验科学探究的艰辛和喜悦之情，认同科学是一个不断探索和完善的过程。
3.通过查阅资料，认识氯及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
二、教学内容
本节课将氯气的发现史做为教学的一个重要环节。
以舍勒发现氯气展开，引发学生们思考怎样研究一种新的化学物质。
先通过简单的观察和实验得出氯气的物理性质。
再由贝托雷的历史引出氯气是否能与水的反应，并设计次氯酸的漂白性实验进行探究。
最后，用氧气的性质类比氯气和利用原子结构理论推断氯气的化学性质，再设计实验并验证。
本节分别从氯气的物理性质、氯气和水的反应、氯气的氧化性来学习。
通过实验探究归纳出氯气的性质，认识氯气的性质在生产生活中的广泛应用，体验科学研究的过程与方法。
三、教学重点与难点
教学重点：
理解氯气的化学性质。
本节课学习的内容包括氯气的物理性质、化学性质、氯及其化合物在生产生活中的实际应用等，其中氯气的化学性质是重点。
氯气与水反应的教学过程是依照“演示——引出概念——学习历史——设计实验——科学的观念与经验性检验——评论和评估”HPS教育模式来设计，而氯气与金属和非金属的反应的学习由两个思路组成，一个是类比氧气，推断氯气可以与金属和氢气发生反应，二是运用原子结构理论来推断氯气的化学性质，实现微观结构到宏观现象的转变。
分析和推断完成后再进行实验验证，证明氯气能与金属和氢气反应。
教学难点：
理解氯气与水反应的规律和学会用化学反应方程式来表达。
学生通过氯气与水的反应的实验知道产物是次氯酸，能尝试着写出来氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸，但是并不理解这种其中的反应规律。
这里需要引入氧化还原反应的理论来加深理解，氯气既作氧化剂又做还原剂，在这里的化合价既升高了又降低了，这个反映属于氧化还原反应中的歧化反应类型。
次氯酸中的“次”反映的是氯的化合价。
通过氧化还原反应的理论的渗透，在理解的基础上用化学反应方程式的表达氯气与水反应的宏观现象，而不是机械的记忆这个反应方程式。
四、教学方法
情境法——利用生活中身边的真实问题，通过真实的情境设计激发学生的学习兴趣，去学习新的知识。
实验探究法——设计探究性实验，引导学生通过提出问题→作出假设→设计实验验证→得出结论的过程来让学生自己得出结论，初步掌握探究问题的学习方法。
故事教学法——将科学史故事融入到教学过程中，营造一种问题解决情境，既激起了学生的学习兴趣，又能启发思考。
五、教学准备
1.化学史短剧准备：
组织对化学十分感兴趣的学生学习跟本节课相关的化学史，通过扮演化学家拍成短剧的形式录成视频，供课上播放。
2.学生自由分组：
4~6人一组分成学习小组，搜集并整理有关饮用水消毒的方法、氯气在生活中的实际应用的信息，鼓励制作PPT。
3.教师准备：
课件准备：
多媒体课件，PPT，相关视频
实验准备：
氯气溶于水的实验、氯气漂白纸张和花瓣的实验
六、教学过程
过程
阶段
教师活动
学生活动
设计意图及资源准备
1.
氯气的物理性质
演示
引出观念
学习历史
你知道饮用水是怎样消毒的吗？
说出几个常用的方法。
氯气作为长期使用的一种消毒剂，现在已经被淘汰了，你们知道为什么吗？
那氯气究竟是一种什么样的物质，它有什么性质？
又是怎样产生的呢？
这就是我们今天要学习的知识——氯气
我们一起来看一段历史视频（学生角色扮演的）
老师演示实验：
取一只盛满氯气的集气瓶，观察氯气的颜色；稍打开玻璃片，用手轻轻地在瓶口扇动，使少量的氯气飘进鼻孔，闻氯气的气味。
请归纳氯气的物理性质。
我们继续学习历史
利用课前搜集的资料回答并展示图片说明：
煮沸、紫外线照射、通臭氧、氯消毒、二氧化氯消毒等。
氯气由于具有杀菌力强、价格低等优点，一直是当今世界上应用最广泛的一种杀毒剂。
但是如果将氯气作为长期的杀菌消毒剂，其负面影响也很多。
舍勒：
18世纪七十年代以后，由于冶金工业的发展，人们开始对各种矿石进行研究，我也不例外，开始其中的软锰矿（二氧化锰）研究，期间我有一项重大发现，就是当我把盐酸加到这种矿粉中去时，析出了氯气，这是一种新的物质。
氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体。
同学们模仿老师的闻气体的操作，小组内相互评价，并选代表示范正确操作。
视频内容：
舍勒：
一篇论文里这样写到：
软锰矿溶于盐酸时，立即冒出了一种令人窒息的黄绿色气体，使人的“肺部极为难受”，这种气体产生后微溶于水。
紫外线照射消毒
二氧化氯消毒
通过描述历史情境，简单地再现化学家当年发现物质性质的过程，激发同学们学习的兴趣。
规范闻气体时的正确操作
教学目标的实现：
闻气体的正确操作
老师先演示闻气体的正确操作，同学们模仿并练习，小组之间相互评价，然后选取代表在班级示范正确操作，最后老师一一点评，以达到全班同学都学会闻气体的正确操作。
1.
氯气的物理性质
设计实验
科学的观念与经验性检验
评论和评估
请你设计一个实验证明氯气能够溶于水（提供的实验仪器与试剂：
水槽、试管、铁架台、注射器、橡胶塞、氯气等）
完成学生设计的实验。
请你总结一下氯气的物理性质，写在各自的笔记上。
检查部分同学的写法
板书规范的氯气的物理性质的描述写法。
补充说明：
在加压条件下氯气转化为液态（称“液氯”），可储存在钢瓶中，便于运输和使用
评价：
舍勒发现氯气表面上是偶然的，实际上是以长期的实践研究为基础的，所以科学研究是一个长期摸索和不断完善的过程，我们应该培养和保持对科学浓厚的兴趣，才能最终发现真理。
小组交流与讨论，模仿老师的演示实验进行设计：
1.取一只盛满氯气的试管，将其倒扣在水槽中，静置一段时间后，观察现象。
2.用注射器分别吸部分氯气和水，用橡胶塞密闭针头，记下刻度体积，一段时间后再观察注射器刻度。
（老师准备好注射器）
仔细观察实验，并记录实验现象。
实验现象：
1.水溶液颜色变绿，试管内液面上升。
2.注射器刻度显示的体积减小，注射器内水溶液呈浅绿色。
观察装有氯气的集气瓶，并回想前面的实验，组织语言写出氯气的物理性质。
对比自己的写法，修正并熟记，能独立说出氯气的物理性质：
通常情况下，氯气是一种黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味的有毒气体。
氯气的水溶性实验
老师在学生讨论期间，给予适当的提示，帮助学生初步学会设计实验。
教学目标的实现：
氯气的物理性质
学生先自己试着描述物理性质，并写在笔记上，待老师板书规范的，同学们自查并纠正，最后能说出氯气的物理性质即可，达到了解氯气的物理性质目标。
让学生知道科学探究是一个不断探索和完善的过程，教材上呈现的知识都是经过科学家们经过长时间的研究得到的，要想攀登知识的高峰，需要培养对科学的热情和兴趣。
2.
氯气的化学性质之氯气与水的反应
演示
引出观念
学习历史
展示一瓶久置的氯水（失去黄绿色）和一瓶新制氯水，两者有何不同。
你能猜想一下为什么气体的黄绿色会失去？
我们一起来看历史视频
大家可以用化学方程式表达贝托雷发现的反应吗？
你们觉得这个方程式正确吗？
那你觉得化学家的问题出在哪里了？
说说你的想法。
结合氯气溶于水的实验推测：
氯气可能与水反应生成了新的物质，所以黄绿色消失了。
视频内容：
贝托雷：
我在研究氯气时，发现氯水露制在日光下，可以分解，生成盐酸，放出氧气。
我将这个变化当做是氯气的简单分解，其式如下：
氯气=盐酸+氧气
Cl2＝HCl+O2
不对（学生能用已有的元素和质量守恒定律的知识判断出）
小组交流讨论：
1.实验时化学家用的是氯水见光分解，所以方程式左边应该写氯水。
2.看右边的盐酸和氧气可知，左边应该有含氧的物质参加反应，而不是氯气单质。
展示真实的实验场景，有利于学生进入问题情境，产生好奇心和求知欲。
提出化学家在研究过程中的难题，让同学们感受到摆在面前需要解决的真实问题。
可以引起大家探讨的兴趣和激发解决问题的动机。
回顾和应用已学的知识解决问题
充分利用小组的学习方式，同学们可以各抒己见，交换意见，相互补充。
2.
氯气的化学性质与水的反应
设计实验
科学的观念与经验性检验
评论和评估
因为上述研究事实，当时的科学家们普遍认为氯气是一种含氧酸，直到舍勒发现氯气36年后，舍勒才发现氯气是一种单质。
其实这种含氧酸是氯气和水反应的产物——次氯酸HClO，正确的表达式是：
氯的含氧酸=盐酸+氧气
科学不是考凭空想象的，让我们一起设计实验来验证吧。
提示：
研究表明HClO（次氯酸）是一种有漂白性的物质，能破坏有机色质使有机物质褪色。
可供选择的仪器和试剂：
集气瓶、花瓣、纸条、干燥氯气、氯水、蒸馏水
那这个实验是否验证了我们前面的猜想呢，氯气和水反应的产物是HClO吗？
写出氯气和水的反应的反应方程式：
考虑一下氯的化合价变化？
这属于氧化还原反应中的歧化反应类型。
总结氯气与水反应，板书
Cl2＋H2OHCl+HClO
2HClO光照O2↑+HCl
猜想写出次氯酸分解的化学反应方程式：
Cl2＋H2OHCl+HClO
小组讨论设计实验：
方案1.向两只装有红色花朵的集气瓶中分别通入干燥的氯气和氯水，观察花瓣颜色的变化。
方案2.将干燥的的氯气依次通过盛有湿润红色纸条的集气瓶A和盛有干燥纸条的集气瓶B，观察是否褪色
进行小组实验，发现：
只有通入氯水的花瓣和湿润纸条褪色，说明氯气与水是发生了反应，产物是HClO；对比试验说明氯气不能漂白花瓣，而氯水可以。
得出结论：
氯水有漂白性，氯气没有。
Cl2＋H2OHCl+HClO
回顾氧化还原反应的知识：
有升高的，也有降低的
氯气既作氧化剂又做还原剂。
科学研究是一个不断发展和完善的过程，所以期间会有错误的理解和解释。
要正确面对在研究过程中出现的问题和困难。
氯气的漂白性实验
教学目标的实现：
初步学会氯气和水反应实验的设计
氯气和水反应实验的设计有一定的难度，根据可供选择的仪器和试剂先小组讨论大致的思路。
一段时间后，老师针对每个小组的问题和困难给予相应的帮助，让学生初步学会设计氯气与水反应的实验。
教学目标的实现：
氯气与水反应的化学性质
要求能写出氯气与水反应的方程式，知道其产物次氯酸具有漂白性，能使有机物质褪色，初步学会设计实验验证。
补充：
某种元素能形成几种酸时，我们把其中比较稳定而且常见的酸作为标准，叫做“某酸”，较之多一个氧原子的酸叫做“高某酸”，较之少一个氧原子的酸叫做“亚某酸”，再少一个原子的酸叫做“次某酸”。
例如：
HClO4叫做高氯酸，HClO3叫做氯酸，HClO2叫做亚氯酸，HClO叫做次氯酸。
3.
氯气的化学性质之氧化性
提出问题
引出观念
氯气作为典型的非金属单质气体，联想已学的知识有没有类似的其他气体呢？
氧气有哪些性质呢？
谁能写出氯的原子结构示意图呢？
氯原子的最外层有几个电子呢，想想它有什么性质呢？
播放氯气和铁、铜、钠、氢气反应的视频。
板书：
2Na+Cl22NaCl
2Fe+3Cl2点燃2FeCl3
Cu+Cl2点燃CuCl2
观察上述化学反应方程式，你有什么发现吗？
解释：
氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性，能把金属氧化到最高价态。
演示实验：
在空气中点燃氢气，然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中，观察现象。
请你写出化学反应方程式。
思考与交流：
燃烧的条件和本质是什么。
学生思考，小组讨论回答：
氧气
跟金属反应如镁、铁、铜
跟非金属反应如氢气、碳、硫、磷。
猜想氯气也有与金属反应的性质。
回顾并书写
小组讨论，选择代表发言：
最外层有7个电子，根据八点子的稳定结构可知氯容易得到一个电子形成氯离子，表现出典型的非金属性。
仔细观察实验视频，并记录实验现象。
试着写出反应的化学方程式。
氯气和金属铁反应生成了氯化铁，而不是氯化亚铁。
记录实验现象
H2+Cl2点燃2HCl
小组交流与讨论
对比氧气的性质来学习氯气，让学生体会运用类比的方法对信息进行加工。
教学目标的实现：
体会此处用类比来学习的方便之处，能举出其他的运用类比来学习的例子。
从氯的原子结构示意图推断氯气的化学性质，实现由微观结构到宏观现象的转化。
结合氯气化学性质的实验探究加强从现象到本质的认识，再配以化学方程式的规范书写，真正实现宏微符之间的相互转化。
教学目标的实现：
学生会利用原子结构理论推断氯气的化学性质表现为强氧化性，能与金属和氢气反应，能写出相应的化学反应方程式，能说出相应的实验现象。
评价方式为自我检查和小组互查。
过程
教师活动
学生活动
设计意图及资源准备
4.
氯气的生活应用
补充和总结
板书：
Cl2的生活应用
1.主要用途
⑴用于盐酸、农药、炸药和有机染料的制备；
⑵漂白纸张、布匹；
⑶用于饮用水消毒，以及处理某些工业废水。
2.危害
氯气虽然是用途广泛的强氧化剂，但其毒性也很大，如果处理和使用不当，会危害人的健康，影响动植物的生长，对环境造成一定的负面影响。
通过PPT的展示，分组汇报课前搜集的有关氯气在实际生活中的应用和危害。
这个环节完全交给学生来完成，是为了培养学生搜集和筛选信息的能力，既可以加深氯气在生活中应用，又能能真切的体会化学对现实生活的影响。
5.
总结归纳
本节课学习了氯气这种典型的非金属单质。
物理性质：
化学性质（难点）：
与水反应（重点）
与金属反应、与氢气反应
结合历史进行实验探究的方法，让我们体会研究物质的一般过程和方法的同时，也感受到了科学研究的精神和魅力，设计并动手实验提高了基本的化学实验技能。
学习氯气的应用让我们意识到它在生产的重要作用和生态环境的影响，有助于形成良好的环保意识。
七、板书设计
活泼的黄绿色气体——氯气
一、Cl2的物理性质
通常情况下，氯气是一种黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味的有毒气体。
在加压条件下氯气转化为液态（称“液氯”），可储存在钢瓶中，便于运输和使用。
二、Cl2的化学性质
（1）与水反应Cl2＋H2OHCl+HClO
2HClO光照O2↑+HCl
（2）与金属反应2Na+Cl22NaCl
2Fe+3Cl2点燃2FeCl3
Cu+Cl2点燃CuCl2
与H2反应H2+Cl2点燃2HCl
三、Cl2的生活应用
1.主要用途
⑴用于盐酸、农药、炸药和有机染料的制备；
⑵漂白纸张、布匹；
⑶用于饮用水消毒，以及处理某些工业废水。
2.危害
氯气虽然是用途广泛的强氧化剂，但其毒性也很大，如果处理和使用不当，会危害人的健康，影响动植物的生长，对环境造成一定的负面影响。
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