資源簡(jiǎn)介

氯及其化合物 （第1課時(shí)）
大單元-高中化學(xué)必修1第二章第二單元
1.掌握氯氣的重要性質(zhì)和次氯酸的強(qiáng)氧化性、漂白性；
2.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象辨識(shí)氯及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化，并能運(yùn)用化學(xué)符號(hào)進(jìn)行表征；
3.能從物質(zhì)類別、元素價(jià)態(tài)的角度，依據(jù)氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)的觀點(diǎn)，預(yù)測(cè)氯氣的化學(xué)性質(zhì)和氯及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，并能分析、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
4.能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究氯氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用，培養(yǎng)證據(jù)推理意識(shí)。
同學(xué)們，我們今天要學(xué)習(xí)海水中含有的另一種元素氯，氯的單質(zhì)是氯氣，那老師有一個(gè)問(wèn)題了，同學(xué)們知道氯氣是怎么被發(fā)現(xiàn)的嗎 其實(shí)呢，18世紀(jì)70年代瑞典化學(xué)家舍勒將軟錳礦與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體，并且也研究了一些性質(zhì)，但是由于受到當(dāng)時(shí)流行學(xué)說(shuō)的影響，沒(méi)能確認(rèn)這種氣體；1810年英國(guó)化學(xué)家戴維確認(rèn)黃綠色氣體是一種新元素組成的單質(zhì)，并用希臘文進(jìn)行命名，譯成中文有“綠色”的意思，因此曾譯名為“綠氣”，后改為“氯氣”。今天，就讓我們一起跟隨舍勒的腳步來(lái)研究氯氣的性質(zhì)。
【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)制備漂白粉的原料——氯氣
【任務(wù)二】氯氣性質(zhì)的探究
【任務(wù)三】氯水的性質(zhì)及成分探究
【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)制備漂白粉的原料——氯氣
閱讀氯氣的發(fā)現(xiàn)史
【活動(dòng)設(shè)計(jì)】
18世紀(jì)后期，隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，科學(xué)家們對(duì)各種礦石開(kāi)展了研究。1774年，瑞典化學(xué)家舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)時(shí)，把軟錳礦和濃鹽酸混在一起加熱，意外地發(fā)現(xiàn)生成了一種刺鼻的黃綠色氣體。他隨之用這種氣體做了各種實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)它可溶于水，這種水溶液略顯酸性。能使紙張、蔬菜和花等物質(zhì)褪色。這種氣體在一定條件下可以與金屬反應(yīng)，把昆蟲(chóng)放入這種氣體中會(huì)立即死去。直到1810年，英國(guó)科學(xué)家戴維確認(rèn)這種氣體是氯氣。 根據(jù)氯氣的發(fā)現(xiàn)史總結(jié)氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)：
【設(shè)計(jì)意圖】
引入氯元素，使學(xué)生在18世紀(jì)的時(shí)代背景下體會(huì)元素發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，感受化學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，由此初步認(rèn)識(shí)氯氣的一些物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。
【任務(wù)二】氯氣性質(zhì)的探究
【活動(dòng)設(shè)計(jì)】
工業(yè)上常將液氯儲(chǔ)存在鋼瓶?jī)?nèi)，便于運(yùn)輸與使用。 畫出氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖，預(yù)測(cè)氯氣可能的化學(xué)性質(zhì)。 實(shí)險(xiǎn)1：干燥管中放一團(tuán)玻璃棉，玻璃棉上放一小塊金屬鈉。將氯氣通入干燥管中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)2：用坩堝鉗夾住一束擦亮的細(xì)鐵絲放在酒精燈上灼燒至紅熱，迅速伸入盛有氯氣的集氣瓶中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)3：用坩堝鉗夾住一束銅絲放在酒精燈上灼燒，迅速伸入盛有氯氣的集氣瓶中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)4：收集一小瓶H2和Cl2的混合氣體，用強(qiáng)光照射，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)了氯氣的何種性質(zhì)？氯氣與變價(jià)金屬反應(yīng)后，產(chǎn)物中金屬元素的化合價(jià)有何規(guī)律？ 寫出氯氣與金屬鋁、汞反應(yīng)的方程式。 寫出液氯和氯氣的聯(lián)系和區(qū)別： 。 畫出氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖： 。 實(shí)驗(yàn)1現(xiàn)象： 。 反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 實(shí)驗(yàn)2現(xiàn)象： 。 反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 實(shí)驗(yàn)3現(xiàn)象： 。 反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 實(shí)驗(yàn)4現(xiàn)象： 。 反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 上述反應(yīng)體現(xiàn)了氯氣 的性質(zhì)，產(chǎn)物中金屬元素化合價(jià)的規(guī)律： 。 氯氣與金屬鋁反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 氯氣與金屬汞反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
【設(shè)計(jì)意圖】
從原子結(jié)構(gòu)角度預(yù)測(cè)氯氣的性質(zhì)，以強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，進(jìn)而形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)認(rèn)識(shí)的“認(rèn)知模型”；通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，滲透“科學(xué)探究”的意識(shí)，借助查閱資料逐步建立起思維的“創(chuàng)新意識(shí)”，通過(guò)化學(xué)方程式的書寫完成對(duì)反應(yīng)實(shí)質(zhì)的符號(hào)表征。
【任務(wù)三】氯水的性質(zhì)及成分探究
1.氯水性質(zhì)的探究
【活動(dòng)設(shè)計(jì)】
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：用一支100 mL針筒抽取80 mL氯氣，然后抽取20 mL水，振蕩，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 完成下列實(shí)驗(yàn)： （1）觀察針筒中氯水的顏色。 （2）針筒中少量氯水，滴加AgNO3溶液和稀硝酸。 （3）氯水滴到pH試紙上。 左圖為工廠發(fā)生氯氣泄露事故的處置現(xiàn)場(chǎng)，觀察消防隊(duì)員處理的方法，由此推斷：氯氣能否溶解于水？ 。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： （1） 。 （2） 。 （3） 。
【設(shè)計(jì)意圖】
從真實(shí)的情境——氯氣泄漏事故時(shí)消防隊(duì)員用水處理，引導(dǎo)學(xué)生思考氯氣的溶解性，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)針筒收縮實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可知道氯氣能溶于水。氯氣溶于水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)了嗎？通過(guò)實(shí)驗(yàn)（2）發(fā)現(xiàn)氯水中含有氯離子，說(shuō)明氯氣溶于水后發(fā)生反應(yīng)生成氯離子。由實(shí)驗(yàn)（3）的現(xiàn)象——pH試紙周圍一圈變紅，中間變白，說(shuō)明產(chǎn)物中除含有氫離子外，還有能使紅色褪去的物質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生思考這是什么物質(zhì)，引出下一任務(wù)。
2.究竟是誰(shuí)有漂白性
【活動(dòng)設(shè)計(jì)】
氯水中有氯分子，氯分子有漂白性嗎？ 實(shí)驗(yàn)1： 實(shí)驗(yàn)2：取鹽酸滴在有色布條上。 思考：根據(jù)元素守恒和電子得失守恒推測(cè)，Cl2與H2O反應(yīng)除生成HCl外還有什么物質(zhì)生成？寫出氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。究競(jìng)是誰(shuí)有漂白性？ 2005年京滬高速公路淮安段曾發(fā)生一起交通事故，一輛載有35噸液氯的山東槽罐車與另一輛山東貨車相撞，導(dǎo)致槽罐車內(nèi)液氯大面積泄露。左圖事故現(xiàn)場(chǎng)附近的綠色植物已被熏得褪色。這是由于氯氣具有漂白性嗎？ 。 實(shí)驗(yàn)1現(xiàn)象： 。 實(shí)驗(yàn)2現(xiàn)象： 。 氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 誰(shuí)有漂白性？ 。
【設(shè)計(jì)意圖】
基于液氯泄漏的真實(shí)情境引發(fā)探究——究竟是誰(shuí)具有漂白性。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)排除氯氣和鹽酸有漂白性，結(jié)合氧化還原反應(yīng)理論模型預(yù)測(cè)氯氣與水反應(yīng)還應(yīng)有新的物質(zhì)生成，從化合價(jià)角度推斷該物質(zhì)應(yīng)該是氯元素化合價(jià)升高后的產(chǎn)物，通過(guò)排除干擾因素推導(dǎo)出合理的結(jié)論。
3.了解次氯酸的性質(zhì)
【活動(dòng)設(shè)計(jì)】
HClO是一元弱酸，其酸性比碳酸還弱，具有很強(qiáng)的氧化性。能殺死水里的病菌，具有殺菌消毒的作用，且能使某些染料和有機(jī)色素褪色，可用作棉、紙張等的漂白劑。HClO不穩(wěn)定，易分解放出氧氣，光照加速分解。 通過(guò)前面的探究，證明新制氯水的成分是什么？久置氯水的成分是什么？說(shuō)明氯水應(yīng)如何保存？ 氯氣能與NaOH溶液反應(yīng)嗎？若能，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。 寫出HClO的電離方程式： 。 寫出HClO見(jiàn)光分解的化學(xué)方 程式： 。 新制氯水的成分： 。 久置氯水的成分： 。 氯水的保存方法： 。 氯水能與NaOH溶液反應(yīng)嗎？ 。
深度思考：次氯酸為什么具有漂白性？ 查閱資料，從次氯酸的不穩(wěn)定性了解它的漂白性。
【設(shè)計(jì)意圖】
通過(guò)閱讀信息了解次氯酸的性質(zhì)，從微粒角度知道氯水具有漂白性的原因，完成從宏觀辨識(shí)到微觀探析。
1.下列關(guān)于氯氣的敘述中，正確的是( )
A.氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體
B.氯氣不能溶解于水，所以可用排水法收集氯氣
C.氯氣只能與金屬反應(yīng)，不能與非金屬反應(yīng)
D.氯氣不能支持燃燒
2.下列關(guān)于液氯和氯水的敘述中，正確的是( )
A.液氯是純凈物，而氯水是氯氣與水的簡(jiǎn)單混合，沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)
B.液氯無(wú)酸性，氯水有酸性
C.液氯和氯水都有漂白性
D.液氯無(wú)色，氯水呈淺黃綠色
3.下列物質(zhì)既能由金屬和酸反應(yīng)獲得，也能通過(guò)金屬和氯氣反應(yīng)獲得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.FeCl3 D.MgCl2
4.在探究新制飽和氯水成分的實(shí)驗(yàn)中，下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是( )
A.氯水的顏色呈淺黃綠色，說(shuō)明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明氯水中含有H+
D.氯水放置數(shù)天后，溶液的pH會(huì)逐漸增大
5.(多選)如圖所示，A處通入Cl2，關(guān)閉B閥時(shí)，C處干燥紅色布條無(wú)變化；打開(kāi)B閥時(shí)，C處干燥紅色布條褪色，則D中的溶液是( )
A.NaOH溶液 B.H2O C.濃硫酸 D.飽和食鹽水
6.某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置制取飽和氯水并探究飽和氯水的有關(guān)性質(zhì)。
(1)證明氯水已飽和的現(xiàn)象是 。
(2)在氯水中加入鎂粉，觀察到的現(xiàn)象是 ，
反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)制取結(jié)束時(shí)，圓底燒瓶中的液體含有的微粒是 (用微粒符號(hào)表示)。
(4)用化學(xué)方程式表示氫氧化鈉溶液的作用： 。
(5)將新制的飽和氯水滴入含有酚酞的氧氧化鈉溶液中，溶液褪色。針對(duì)溶液褪色，小組同學(xué)有不同的意見(jiàn)，甲同學(xué)認(rèn)為是氯水顯酸性中和了OH-使溶液褪色，乙同學(xué)則認(rèn)為是氯水中次氯酸的漂白性使溶液褪色。大家激烈討論后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明，請(qǐng)把實(shí)驗(yàn)方案寫下來(lái)，實(shí)驗(yàn)方案中要有實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論。
。
(6)飽和氯水與石灰石反應(yīng)是制取較濃的HClO溶液的方法之一。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
I.在試管中加入過(guò)量的塊狀碳酸鈣，再加入約20 mL飽和氯水，充分反應(yīng)，
開(kāi)始有少量氣泡產(chǎn)生，隨后無(wú)氣泡，溶液黃綠色褪去。
Ⅱ.過(guò)濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)其比氯水的漂白性更強(qiáng)。
Ⅲ.為了確定反應(yīng)產(chǎn)物，將濾液分為三份，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀。
第二份與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量無(wú)色氣體。
將第三份加熱，看到溶液變渾濁且有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生。
經(jīng)檢測(cè)，上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的無(wú)色氣體均為CO2氣體。
根據(jù)上述信息，請(qǐng)寫出氯水與碳酸鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
練習(xí)與測(cè)評(píng)參考答案
【評(píng)價(jià)】
題號(hào) 核心素養(yǎng) 水平 解答與說(shuō)明
1 宏觀辨識(shí)與微觀探析 水平1 A
2 宏觀辨識(shí)與微觀探析 水平1 B
3 宏觀辨識(shí)與微觀探析 水平2 D
4 宏觀辨識(shí)與微觀探析 水平2 D
5 宏觀辨識(shí)與微觀探析 科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí) 水平3 AC
6 科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí) 科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任 水平3 (1)圓底燒瓶中溶液呈黃綠色，且上部空間呈黃綠色 (2)產(chǎn)生大量氣泡；Mg+2H+ = Mg2++H2↑ (3)H2O、Cl-、H+、Cl2、HClO、ClO-、OH- (4)Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O (5)取褪色后的溶液繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液，若溶液又變紅色則說(shuō)明甲同學(xué)正確，若沒(méi)有變紅則乙同學(xué)正確。 (6)2Cl2+2CaCO3+2H2O = Ca(HCO3)2+CaCl2+2HClO

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