卤族元素教学设计.docx
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卤族元素教学设计
教学设计1. 卤族元素
前言
本节课重点学习的是卤素的性质与原子结构的关系。
学习目标：
1．在学习氯的性质的基础上，掌握氟、溴、碘的重要性质以及它们的一些重要化合物的用途。
2．掌握卤素的原子结构及其性质间的递变关系。
3．掌握萃取和分液操作的方法和实验原理。
4．通过卤素性质的比较，培养观察、分析和根据现象作出结论的能力。
教案内容：
内容1：
知识讲解
1、卤素的原子结构
氟9F
氯17Cl
溴35Br
碘53I
（1）相同点：
最外层电子数均为七个。
（2）不同点：
电子层数不同。
分析：
卤素原子最外层电子数均为七个，决定了它们在化学反应中都易得到电子，表现出强氧化性。
卤素原子的核外电子层数逐渐增加，决定了卤素原子得电子能力逐渐减弱，氧化性逐渐减弱。
原子半径：
分子中两个原子核间距离的一半。
卤素原子：
卤素离子：
卤素离子由于比卤素原子多一个电子，所以离子半径比相应的原子半径大。
即
2、卤素单质的物理性质
F2 Cl2 Br2 I2
（1）色态淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色
气体 气体 液体 固体
颜色：
逐渐转深
状态：
（2）熔沸点：
逐渐升高
（3）密度：
逐渐增大
（4）特性：
Br2易挥发，I2易升华。
（5）溶解性：
F2 Cl2 Br2 I2
水作溶剂 反应 溶 微溶 难溶
Br2和I2在水中的溶解度不大，但易溶于苯、四氯化碳、汽油和酒精等有机溶剂。
其中苯、四氯化碳和汽油不溶于水，所以可以发生分层现象，苯和汽油密度小于水，四氯化碳的密度大于水，它们都可以把Br2和I2从水溶液中萃取出来。
3、卤素单质的化学性质
卤族元素的原子最外层都有七个电子，决定了它们在化学反应中都易得到电子，表现出很强的氧化性。
但由于卤素原子的核外电子层数逐渐增多，核对外层电子吸引能力逐渐减弱，所以氧化性逐渐减弱。
（1）与金属化合生成金属卤化物
（2）与氢气化合生成卤化氢
卤族元素的单质都能和氢气化合生成卤化氢，说明卤族元素的单质均具有氧化性，但从反应条件看，反应进行由易渐难，说明卤素单质从F2到I2氧化性逐渐减弱。
生成的卤化氢中HF很稳定，HCl较稳定，HBr较不稳定，HI很不稳定。
一般情况下，单质的非金属性越强，即氧化性越强，相对应的气态氢化物稳定性越强，所以通过HF、HCl、HBr及HI的稳定性比较，也可以得知F2、Cl2、Br2和I2的氧化性逐渐减弱，即非金属性逐渐减弱。
通常情况下，我们可以根据某非金属与H2反应的难易及生成的相应氢化物的稳定性强弱来判断氧化性的强弱，氧化性越强，与H2反应越容易，对应的氢化物越稳定。
（3）与其它非金属化合
卤族元素的单质也能跟P等其它许多非金属化合，在化合物中分别可以显示+1，+3，+5，+7价。
（4）与水的反应
卤素单质都能跟水发生化学反应，但反应的剧烈程度有很大差异。
F2能使水迅速分解，放出氧气；Cl2与水在日光照射下，缓慢放出氧气；Br2与水的反应比Cl2弱；而I2与水只起很微弱的反应。
通过此反应可以得知F2的氧化性大于O2
（5）卤素单质间的置换反应
活泼的非金属可以置换出不活泼的非金属。
F2的化学性质是卤素单质中最活泼的，它甚至能跟稀有气体中的氙和氪等起反应，生成XeF2、XeF4、XeF6、KrF2等。
（6）碘跟淀粉的反应
碘遇淀粉显示特殊的蓝色，这是单质碘的特性，化合态的碘不具有这样的性质。
利用碘遇淀粉变蓝的特性，可用于鉴别碘单质，还可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气是否收集满。
通过卤素单质的这些反应可以得知，卤素的原子最外层都是七个电子，决定了它们都是活泼的非金属元素，由于它们原子的电子层数不同，所以它们的活动性又随着核电荷数的增加，原子半径的增大而减弱。
卤素单质化学性质的相似性和递变性，正充分体现了物质的结构决定性质的原理。
4．卤素的几种化合物
（1）氟化氢（HF）
a．物理性质：
有刺激性气味的无色气体，易溶于水。
b．化学性质：
有剧毒，有很强的腐蚀性。
HF对玻璃有腐蚀作用，这是由于它可以与玻璃中的主要成份SiO2发生化学反应，所以氢氟酸只能用塑料瓶密封保存，而不能用玻璃瓶贮存。
c．制备：
利用高沸点酸制备低沸点酸的原理来制备HF。
CaF2俗称荧石，此反应只能在铅皿中进行。
d．用途：
雕刻玻璃，制造塑料、橡胶和药品等。
（2）卤化银
a.物理性质：
AgF白色固体，溶于水；
AgCl白色固体，不溶于水；
AgBr淡黄色固体，不溶于水；
AgI黄色固体，不溶于水。
b．化学性质：
感光性
AgF无感光性
c．用途：
AgBr大量用于感光材料，AgI用于感光剂和人工降雨。
d．卤离子的检验
由于AgCl、AgBr、AgI既不溶于水又不溶于酸，而且颜色不同，所以可以通过向溶液中加入AgNO3溶液和稀HNO3的方法来检验卤离子的存在。
5．萃取和分液操作方法及实验原理
（1）萃取：
利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来的方法，叫做萃取。
分液：
把两种不相混溶的液体分开的操作。
（2）操作步骤：
①混合振荡；②静止分层；③分液。
（3）注意事项：
①萃取剂必须具备两个条件：
a.与溶剂不相溶，b.溶质在萃取剂中的溶解度较大。
②萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作中的一个步骤。
③分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从漏斗颈放出，当下层液体刚好放完时，要立即关闭活塞，不要让上层液体流出，上层液体从分液漏斗上口倒出。
内容2：
典型例题
例1.将碘和砂子分离开的最好方法是（）
（A）升华（B）溶解（C）过滤（D）萃取
解析：
利用固态碘有升华特性，其它固体无此特性，可用升华方法从其固态混合物中分离出来。
选（A）。
该方法常用于分离固态碘与其它固态物质，有时也结合化学方法并用。
如食盐中混有少量碘化钠，可先加入适量水溶解，加入足量的氯水，充分振荡后，加热混合物使水分蒸发，再加热一段时间即除去碘（碘升华）。
例2．甲、乙、丙三种溶液各含有一种X–（X–为Cl–、Br–、I–）离子，向甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶流，颜色无明显变化。
则甲、乙、丙依次含有（）
（A）Br–、Cl–、I–（B）Br–、I–、Cl–
（C）I–、Br–、Cl–（D）Cl–、I–、Br–
解析：
在甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，淀粉不显蓝色，证明甲中不含I–，溶液显橙色，证明甲中含Br–（溴水显橙色），再加丙溶液，无明显变化，表明丙中不含I–。
综上所述，甲中含Br–，乙中含I–，丙中含Cl–，答案为（B）。
例3．下列说法正确的是（）
（A）Cl2能从KI的水溶液中置换出I2，所以Cl2的还原性比I2强
（B）漂白粉是混合物，它的有效成分是Ca（ClO3）2
（C）氢溴酸应具有：
酸性、氧化性、还原性
（D）HCl分子中的Cl–和H+靠共用电子对形成化合物
解析：
（A）中应为Cl2的氧化性比I2强；（B）中漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2而不是Ca（ClO3）2（C）氢溴酸中含有H+所以有酸性，其中的+1价H+有氧化性，–1价的Br-表现出还原性。
所以正确。
（D）HCl中不含有Cl–和H+，所以错误。
答案为（C）。
教学设计2. 卤族元素
学习目标：
1.在学习氯的性质的基础上,使学生掌握溴,碘,氟的重要性质以用它们的重要化合物的用途
2.使学生初步掌握卤素的原子结构用其性质间的关系,并通过卤素性质的比较,初步形成元素自然族的概念,为学习元素周期表打下基础.
3.通过卤素性质的比较,培养学生学生观察分析和根据现象作出结论的能力.
教案内容：
内容1：
教学过程
[生板]画出F,Cl,Br,I四种元素的原子结构简图
[问]
（1）结构的不同点和共同点?
（2）原子半径随核电荷的增加,如何变化?
（3）离子半径与原子半径的关系?
（师生共同总结以下三句话）
阳离子半径小于其原子半径
阴离子半径大于其原子半径
核电荷不同,核外电子排布相同的不同微粒其半径随核电荷的增加而减小.
（4）什么叫元素的游离态与化合态,卤素在自然界中为什么没有游离态?
（5）卤素的单质为什么都是双原子分子?
[实验1-12]观察液溴的色态（请学生到讲台上观察,后向全体学生描述盛有液溴的瓶子分层情况）
[讲]盛有液溴的瓶子中分为为层,下层是液溴（深红棕色）,其密度最大,中间层是饱和溴水（橙红色）,上层是溴的蒸气（红棕色）
[强调]溴的腐蚀性,不能用橡胶塞,不能接触皮肤.
[问]液溴上为什么要覆盖一层水?
（防止其挥发）
[实验1-13]观察碘的颜色,光泽,状态（请学生到台上观察）,碘的升华实验（一定要让学生观察到碘没有变成液态而直接变成蒸气）.
[问]
（1）什么是升华?
与蒸发有什么区别?
（2）碘有升华的特性有什么应用?
碘与食盐的混和物如何分离?
（升华）
[观察表1-15后回答]卤素单质的物理性质跟它的原子结构有什么关系随着核电荷的增加,色态,熔沸点如何变?
在水中的溶解度如何?
[实验1-14]苯与四氯化碳萃取溴,认真观察现象.
[讲]苯和四氯化碳都是有机溶剂,它们与水互不相容,与在一起分层.苯的密度比水的密度小,分层时在水上;四氯化碳的密度比水大,与水分层时,在水下.
利用一种溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同,用一种溶剂把溶质与另一溶剂所组成的混和溶液里提取出来的方法叫萃取.
溴在有机溶剂里的溶解度比在水中大的多.
[实验1-15]碘在水中的溶解,碘在酒精中的溶解,苯萃取碘水中的碘.
[小结]碘,溴的萃取剂是:
苯,汽油（比水轻）,CCl4（比水重）
溴,碘在有机溶剂中的颜色:
水 酒精 四氯化碳 苯
溴 黄→橙 - 橙→橙红 橙→橙红
碘 黄→褐 褐 紫→深紫 淡紫→紫红
[板]二.卤素的化学性质
[问]
（1）氯气有哪些化学性质?
（2）根据卤素的原子结构特点,为什么说卤素的单质都是强氧化剂?
[板]卤素都能跟从属起反应,生成金属卤化物
[补实验]滴水生紫烟.碘与镁粉的混和物中滴入2滴水.
[问]
（1）水起什么作用?
（2）紫烟是什么?
为什么会产生?
（3）本实验说明了什么?
（碘也是非常活泼的非金属元素,碘的单质也有很强的氧化性;碘能升华,紫烟就是碘升华产生的）
[阅读]金属卤化物在自然界中的存在.
2.卤素都跟氢气起反应,生成卤化氢
[比较]卤素单质与氢气反应的条件和生成的卤化氢的稳定性
[板]H2+F2=2HF 黑暗处爆炸,HF最稳定
H2+Cl2=2HCl光照爆炸或点燃安静反应,生成HCl较稳定
H2+Br2=2HBr加热到500℃下缓慢反应
H2+I2=2HI 不断加热下,缓慢反应,且生成的HI不断分解
随F,Cl,Br,I的顺序,其单质与H2反应的条件越来越苛刻,生成的卤化氢越来越不稳定.
[板]3.卤素与水反应
[生板]
（1）氯气与水反应的化学方程式
（2）F2与水反应的化学方程式（标明氧化还原关系）
是水作还原剂的反应（水很少作还原剂）
[问]F2与氯气和水反应,有什么不同?
（F2与水反应迅速放出O2,而与水反应要光照后,才能缓慢放出O2）
[讲]Br2,I2的反应比较微弱,反应的通式是（与氯气与水的反应一样）
[板] X2+H2O=HX+HXO （X=Cl,Br,I）
[板]4.卤素各单质的活动性比较
[实验1-16,1-17]氯水加到NaBr,NaI溶液中,观察溶液颜色的变化,再加入汽油振荡,再观察.
[生板]上述实验中的化学方程式
[板]实验结论:
氯能把溴从它的化合物中置换出来,溴又能把碘从它的化合物中置换出来.说明氯比溴活泼,溴又比碘活泼.
[问]氟能不能把氯从其化合物中置换出来呢?
若能置换,能不能是氯化物的水溶液?
（能置换出来,但必须是熔融状态,水溶液中的Cl-难以置出来,因为溶液中有大量的水,F2要与水剧烈反应）
[板]氟的特性:
氟能与稀有气体反应生成Xe,Kr的氟化物.如XeF2,XeF4,XeF6,KrF2等,它们都是白色固体.
[板]碘与淀粉的反应
[实验1-18]淀粉与碘水的作用
[讲]这是碘的特性,这一反应用来检验碘的存在可淀粉的存在.在实验室中,有一种叫淀粉碘化钾的试纸,它可以用来检验氯气这样的氧化剂[问]
（1）将湿润的碘化钾淀粉试纸放在盛有氯气的集气瓶口,会有什么现象?
为什么?
写出有关的化学方程式.
（2）下列能使碘化钾淀粉试纸变色的是:
a.氯水 b.溴水 c.碘水 d.碘洒 e.碘化钾溶液 f.KCl溶液
[小结]表1-2卤素单质的性质比较
[阅读]p.29第一段卤素单质化学性质的解释
[强调]1.卤素的性质相似,但也有差别,F与Cl,Br,I的差别较大
2.卤素都是活泼的非金属元素,其单质都是强氧化剂
3.原子半径的增加,决定了核对最外层电子的引力减弱.非金属元素的非金属性强弱的决定因素就是原子半径.（核电荷的增加对最外层电子的影响较小）
[板]卤素的几种化合物
1.氟化氢
[问]
（1）HF与HCl在物理性质上有哪些相同之处?
（都易溶于水,都能空气形成白雾）
（2）HF的水溶液与盐酸有什么相同与不同之处?
（氢氟酸是一个弱酸,而盐酸是强酸;氢氟酸能腐蚀玻璃;氢氟酸有毒.）
[讲]氢氟酸如何雕刻玻璃.
（3）氢氟酸保存在哪里?
（保存在塑料瓶中）
（4）氟化氢如何制取?
其反应原理是什么?
（用浓硫酸与CaF2反应,不挥发性酸制挥发性酸,其反应的方程式是:
CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑）
[问]制取氟化氢时,能不能在玻璃容器中进行?
为什么?
（不能,因HF能腐蚀玻璃.）
[板]2.溴化银与碘化银
[实验1-19]在溴化钠与碘化钾的溶液中加入AgNO3溶液,并加入少量的稀硝酸.（与AgCl沉淀的颜色作比较,即作对比实验）
[生板]这两个反应的化学方程式.
[讲]这一反应可用于X-的检验.
[阅读]p.30AgBr,AgI的用途.
[问]本章学习过的光照后能发生的反应有哪些?
请全部写出来.
H2+Cl2=2HCl
2HClO=2HCl+O2↑
2AgBr=2Ag+Br2
2AgI=2Ag+I2
[讨论]F,Cl,Br,I在性质上有哪些相同与不同之处,试从它们的原子结构加以解释.
[作业]课堂处理1,3
课堂作业2,4,5,6
内容2：
教学重点
卤素性质与原子结构的关系
教学设计3. 卤素复习课
学习目标：
1.以氯的单质及化合物的转化关系图为依据,根据卤素的性质相似性,让学生建立自然族的概念
2.根据原子结构推断元素的性质,解释卤素性质的递变性和相似性
3.使学生认识氟的特性
4.熟练掌握氧化还原反应的概念,会分析一个氧化还原反应的关系
教案内容：
内容1：
教学过程
[板]一.氯及其化合物的相互转化关系
┌────────────┐
↓ f │
-1 a 0 c +1
Cl ====== Cl───→Cl
│ b ↑e
│ d +5
└─────Cl
[生板]用方程式表示上述氯元素单质与化合物的相互转化关系,能写出多少反应,尽量写,越全越好,并注明一些实验的现象.
[问]说学生写出的化学方程式,进行提问:
1.0价氯到-1价氯（即a组反应）
a.氯气表现出氧化性还是还原性（强氧化性）
b.无水氯化铜与氯化铜晶体的颜色有什么不同?
c.磷在氯气中燃烧的现象是什么?
烟是什么?
雾又是什么?
d.氢气与氯气反应的条件是什么?
反应的现象有什么不同?
工业合成盐酸时采用什么样的反应条件?
为什么?
e.铁与氯气反应和铁与盐酸的反应时铁元素的化合价变化有什么不同?
说明了什么?
（氯气的氧化性强于盐酸）
1 2.0价氯到+1价氯（即c组反应,同时发生a组反应）
a.氯气与水,NaOH,Ca（OH）2反应时,氯元素的化合价的变化是不是相同?
反应的实质是不是一样的?
（一样的,都是氯元素的自身氧化还原反应）
b.工业上制取漂白粉的目的是什么?
漂白粉在漂白时,为了增加漂白性,常常要加入少量的稀酸,为什么?
用化学方程式表示其反应原理.漂白粉在空气中会失效,用化学方程式表示其反应原理.
c.次氯酸有哪些性质?
HClO的这些性质有什么应用?
（强氧化性,用于漂白与消毒;不稳定性,工业上要制备漂白粉）
d.实验室中制氯气时尾气用吸收,用什么物质最好?
（NaOH溶液）
2.-1价氯到0价氯
a.自然界中氯元素都是以-1价的形式存在的,现要制取单质的氯,需要氧化剂还是需要还原剂?
b.实验室制备氯气时,常含有哪些气体?
为什么会产生这些气体如何得到纯净的氯气?
c.完成下列化学方程式
（1）MnO2,NaCl,浓硫酸共热
（2）KMnO4,NaCl,浓硫酸混和
（3）KClO3与浓HCl混和
（4）H3PO4,NaCl,MnO2共热
d.实验室制取少量的溴碘的原理与氯相同,完成溴,碘的制取方程式.
e.工业制取溴的过程如下:
先将氯气通入海水中,再用空气吹出溴,用NaOH吸收,再用硫酸酸化,即析出溴,请完成所有的方程式.
f.实验室如何制取的HCl,完成方程式.是用什么原理制取HCl的?
在制取HCl时浓硫酸表现出什么性质?
能否用浓磷酸来代替浓硫酸制取HCl?
为什么?
g.能否用浓硫酸来制取HBr与HI,为什么?
用化学方程式来表示不能制取的原因.
二.有关实验的装置与操作
1.一个气体发生装置氯气与HCl的制取装置
[问]
（1）要用到哪些玻璃仪器?
加热烧瓶时,为什么要垫石棉网?
（2）分液漏斗的作用是什么?
不要分液漏斗行不行,为什么?
2.两个气体吸收装置
画出氯气,HCl的气体吸收装置,比较这两种吸收装置的不同.
倒置的漏斗为什么能防止倒吸?
3.两个分离,提取操作
[问]
（1）什么叫萃取,选用萃取剂要什么条件?
能不能用酒精萃取碘水中的碘,为什么?
萃取在什么仪器中进行?
如何进行分液操作?
说出操作的细节.
（2）什么叫升华?
碘与NaCl的混和物如何分离?
在初三还学习了哪种物质也有升华现象?
三.氧化还原反应
单线桥:
氧化剂与还原剂的桥梁.单线桥从还原剂出发,指向氧化剂,表示电子转移的方向,在线标出转移的电子数目.单线桥用表示电子转移的方向的数目.
电子数的确定:
用氧化剂中某些元素的化合价降低的总数就是电子转移的总数;还原剂中元素化合价的升高的总数也是电子转移的总数.通常是两种途径都要求（用于检验）
双线桥:
一条线表示氧化反应,从还原剂出发,终止于氧化产物;加一条线表示还原反应,从氧化剂出发,终止于还原产物.
[练习]Ⅰ.标出下列反应电子转移的方向和数目
1.2AgNO3=2Ag+2NO2+O2
2.4NH3+5O2=4NO+6H2O
3.SO2+2CO=2CO2+S
4.NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
5.4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3
6.5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O
7.2P+5Cl2+8H2O=10HCl+2H3PO4
8.SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
9.2H2S+SO2=3S+2H2O
10.IBr+H2=HI+HBr
ⅡG,Q,X,Y,Z均为氯的含氧化化物,有下列转化关系:
（1）G→Q+NaCl
（2）Q+H2O→X+H2
（3）Y+NaOH→G+Q+H2O
（4）Z+NaOH→Q+X+H2O
试推断五种化合物中Cl元素的化合价由高到低的顺序
四.过量计算
[练习]1.将a克H2与b克Cl2合成HCl,将反应得到的气体用足量的NaOH溶液吸收.求
（1）吸收后剩余气体的质量
（2）用NaOH吸收后生成NaCl的质量 2.取一定量的KClO3与MnO2的混和物共热,开始时MnO2的质量分数是25%,加热一段时间后,MnO2的质量分数提高到30%,求KClO3的分解率.
3.agNaHSO4与bgNaCl共强热,理论上可制取HCl的质量是多少?
4.把某种氯化物的杂质MgCl2粉末95mg溶于水后,与足量的AgNO3反应,生成AgCl沉淀300mg,则该杂质是什么?
（在常见的氯化物中选）
内容2：
教学重点
建立自然族的概念,解释卤素性质的相似性与递变性,进一步认识氧化还原反应.
教学设计4. 卤族元素
（二）
学习目标：
知识目标：
1.掌握卤素单质在性质上的相似性和递变性
2.了解卤化银的性质和用途
3.对卤素的发现、碘化合物的用途等有大致印象
能力目标：
1.培养学生利用实验发现问题、探索问题的能力
2.培养学生实验操作能力、观察能力
3.培养学生自主学习的能力
德育目标：
1.通过实验探索,培养学生实事求是的科学态度
2.通过对碘化合物用途的学习,对学生进行国情教育
教案内容：
内容1：
教学过程
[引言]这节课我们继续学习卤素单质的化学性质
[过渡]请大家看黑板上的这张白纸,一张纸,如果给一个画家能
画出最美的图画,如果给了我们那会怎么样?
下面请一个
同学上前面来给大家做一幅画
[学生演示]白纸显画
[学生讨论]出现这种现象的原因
[结论]碘使淀粉溶液变蓝
[问题1]如何比较Cl2、Br2、I2氧化性的强弱?
[板书]3.卤素单质间的置换反应
[学生实验]4-94-10
[现象]4-9:
盛NaBr的试管里液体分层,上层为无色,下层橙色;
盛KI的试管里液体分层,上层为无色,下层橙红色.
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