第1節(jié) 氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備
本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容是蘇教版高中化學(xué)必修1中《氯氣的發(fā)現(xiàn)與制備》，教材從海水出發(fā)，利用海水中豐富的化學(xué)物質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂、溴化鈉等，能獲得活潑的非金屬鹵素單質(zhì)。這既是高中學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)為人類社會(huì)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)的重要內(nèi)容。
1.認(rèn)識(shí)海水是人類的寶貴自然資源，培養(yǎng)與大自然友好相處的情感；（科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任）
2.了解從海水中提取氯氣的基本原理和方法；
3.探究氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備方法；（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)）
4.通過觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
1.電解飽和食鹽水的基本原理
2.氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1.教學(xué)錄像、幻燈片
2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)
板書設(shè)計(jì)
氯氣的生產(chǎn)原理
一、海水資源
二、氯氣的工業(yè)制法——電解飽和食鹽水
1 、電解方程式
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
2.與電源正極相連的電極（陽極）上產(chǎn)生氯氣；
與電源負(fù)極相連的電極（陰極）上產(chǎn)生氫氣。
3.以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)”。
三、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1.原理：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.發(fā)生裝置：固+液加熱型
3.凈化裝置：飽和食鹽水——除氯化氫氣體
濃硫酸——除水蒸氣
4.收集裝置：向上排空氣法/排飽和食鹽水
5.尾氣處理：NaOH溶液
本節(jié)課的重點(diǎn)是指導(dǎo)學(xué)生掌握氯氣的制法。鑒于學(xué)生在初中學(xué)過電解水和學(xué)習(xí)過氧氣、二氧化碳和氫氣的制法，具備了一些制取氣體的知識(shí)，教師在教學(xué)中讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了解電解飽和食鹽水的產(chǎn)物，以及在實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)理解實(shí)驗(yàn)裝置的選取，使學(xué)生有目的地選擇。還要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)比較電解水和電解飽和食鹽水的異同點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際問題進(jìn)行分析并解決問題的能力，通過實(shí)驗(yàn)室制取各種氣體的異同點(diǎn)，使學(xué)生逐漸掌握實(shí)驗(yàn)室制取氣體的設(shè)計(jì)思路。
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
【多媒體展示】浩瀚的海洋
【提問】請(qǐng)同學(xué)們觀看關(guān)于浩瀚的大海、海水曬鹽的圖片，大家知道浩瀚的大海中富含哪些物質(zhì)？請(qǐng)同學(xué)們閱讀每千克海水中幾種氯化物的含量柱狀圖，從圖中你可以獲取哪些信息？
【導(dǎo)入新課】事實(shí)上海水中蘊(yùn)含的元素有80多種，它是一個(gè)巨大的寶藏庫(kù)，期待著人們?nèi)ラ_放利用，今天我們就先來學(xué)習(xí)海水中的氯。
觀看圖片，教材
回答：海水含NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl，其中NaCl含量最高。
通過對(duì)海洋的認(rèn)識(shí)，促使學(xué)生主動(dòng)關(guān)心海洋環(huán)境保護(hù)、資源開放有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題，形成與環(huán)境和諧共處，合理利用自然資源的觀念，提升學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng)
【講解】氯氣作為工業(yè)上重要的化工原料，而海水中氯元素的量又十分豐富，其中以氯化鈉含量最高，氯化鈉在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用比較多。
【多媒體展示】食鹽的作用
人們就在思考是如何從海水中獲得氯化鈉并生產(chǎn)氯氣。
【提問】氯化鈉還可作為工業(yè)原料，如何從海水中獲得氯化鈉
【提問】19世紀(jì)，科學(xué)家發(fā)明了電解飽和食鹽水制取氯氣的方法，但粗食鹽（泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-）不符合電解要求，必須精制。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
【多媒體展示】各組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。
【評(píng)價(jià)】同學(xué)們的思路很開闊，很好，我們?cè)谘a(bǔ)充一點(diǎn)：在除雜時(shí)所加試劑的順序要求是：碳酸鈉必須在氯化鋇之后加入，過濾后要加入稀鹽酸。
【過渡】經(jīng)過同學(xué)們方案的實(shí)施，食鹽水中還是會(huì)存在少量的Ca2+、Mg2+，工業(yè)上要再通過陽離子交換塔除去少量的Ca2+、Mg2+，變成精制食鹽水，這就符合了電解的要求。初中我們學(xué)過電解水，陽極和陰極分別產(chǎn)生什么氣體？體積之比多少？
【提問】現(xiàn)在我們將電解飽和食鹽水，電解時(shí)就會(huì)不會(huì)有不同的產(chǎn)物生成呢？請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察這個(gè)實(shí)驗(yàn)，注意實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)可能有什么物質(zhì)生成。
【演示實(shí)驗(yàn)】電解飽和食鹽水。
接通電源，觀察兩極現(xiàn)象；
通電一段時(shí)間后，用小試管收集U形管左端產(chǎn)生的氣體，2min后，提起小試管，并迅速用拇指堵住試管口，移近點(diǎn)燃的酒精燈，松開拇指，檢驗(yàn)收集到的氣體；
（3）取一只小試管，用向上排空法收集從U形管右端導(dǎo)出的氣體，觀察收集到氣體的顏色，用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在U形管右端，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
（4）關(guān)閉電源，打開U形管兩端的橡皮塞，分別向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象；
【引導(dǎo)】學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生思考回答實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的問題，形成科學(xué)的結(jié)論。
【提問】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷電解飽和食鹽水得到了哪些產(chǎn)物？寫出發(fā)生的化學(xué)方程式
【提問】(1)陽極產(chǎn)生什么物質(zhì)？
(2)陰極產(chǎn)生什么物質(zhì)？
(3)碳棒端為什么產(chǎn)生的氣體要通入到氫氧化鈉溶液中？
【總結(jié)】這個(gè)就是工業(yè)上制備氯氣的方法，通過電解飽和食鹽水制備氯氣，這種電解食鹽水的方法工業(yè)上稱為“氯堿工業(yè)”。
【板書】一、氯氣的工業(yè)制法——電解飽和食鹽水
電解方程式：
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
回答：氯化鈉在醫(yī)療上用來配制生理鹽水，生活上可用于調(diào)味品。
觀看視頻
思考回答：
從海水中提取食鹽，就是把海水引到鹽灘上，利用日光和風(fēng)力使水分蒸發(fā)，得到食鹽
學(xué)生方案1：
回憶回答：
陽極：氧氣
陰極：氫氣
觀察實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)通電后鐵棒和碳棒上都有氣泡產(chǎn)生
有氣體物質(zhì)生成
(2)鐵棒收集到的氣體靠近火焰，有爆鳴聲
有氫氣生成
(3)碳棒上收集到黃綠色氣體，且能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)
有氯氣生成
(4)鐵棒周圍溶液變紅
有堿性物質(zhì)生成
通過以上分析，電解食鹽水產(chǎn)物有氫氣、氯氣和氫氧化鈉。
發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+
Cl2↑
思考回答
(1)陽極產(chǎn)生Cl2；
(2)陰極產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉；
(3)尾氣處理，因?yàn)槁葰庥卸尽?br>聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)知識(shí)來源于生活，也運(yùn)用于生活的思想。
通過此任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)給出的問題，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)學(xué)科素養(yǎng)。
初中知識(shí)的銜接，利于學(xué)生推測(cè)電解飽和食鹽水的產(chǎn)物有哪些。
培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。
培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)總結(jié)的習(xí)慣。
【過渡】工業(yè)上制氯氣用的是電解的方法，由此可以得到大量氯氣。那么，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室是如何制得少量氯氣的呢？這還要追溯到17世紀(jì)，請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本，了解實(shí)驗(yàn)室用來制取少量氯氣的方法。
【板書】二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
1.原理
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
【展示】常見的制取氣體的裝置有以下三種：
思考，以上3種裝置分別使用于什么氣體的制備？
【提問】那么氯氣用什么方法收集呢？
【講解】氯氣除了通過可以用向上排空氣法，還可以利用氯氣不溶于飽和食鹽水這一性質(zhì)，采取排飽和食鹽水法。
【講解】電解食鹽水我們知道，氯氣有毒，所以在裝置的最后還得有尾氣處理裝置。
【提問】這個(gè)是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置，那利用上述原理制取的氯氣是純凈的氯氣嗎？若不是可能含有哪些雜質(zhì)呢？
【布置任務(wù)】根據(jù)以上的選擇和制取氯氣的反應(yīng)原理，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)制取干燥、純凈的氯氣的實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)行分組討論。畫出制取氯氣的整套裝置圖。
【多媒體展示】學(xué)生的裝置圖
【提問】下面我們請(qǐng)同學(xué)講解下，為什么要畫這樣的裝置？每一個(gè)裝置有什么用？
【提問】裝有飽和食鹽水裝置和裝有濃硫酸裝置位置能否調(diào)換？為什么？
【提問】使用濃鹽酸與足量的MnO2共熱制Cl2，實(shí)際產(chǎn)生的Cl2總比理論值低，其主要原因是什么？
【課堂總結(jié)】這節(jié)課我們認(rèn)識(shí)到海水資源對(duì)我們來說是十分重要的自然資源，人們對(duì)海洋資源的開發(fā)并沒有到盡頭，同時(shí)主要討論了氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法，并探究了制備氣體的整套實(shí)驗(yàn)裝置，還從工業(yè)生產(chǎn)的角度探討出了一些實(shí)際應(yīng)用問題。
思考回答
裝置(1)“固+固”加熱型制氣體?？芍迫2。
裝置(2)“(塊狀)固+液”不加熱型制氣體?？芍迫2、CO2。
裝置(3)“固 +液”或“液 +液”加熱型制氣體?？芍迫l2
思考回答
因?yàn)槁葰饷芏缺瓤諝獯?，可以用向上排空氣法?br>回答：
濃鹽酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體有氯化氫氣體和水蒸氣，需要選擇凈化裝置除去這些雜質(zhì)。
小組討論，選擇裝置，畫出裝置圖。
思考回答：
第一個(gè)凈化裝置中裝有飽和食鹽水，可吸收氯化氫氣體；第二個(gè)凈化裝置裝有濃硫酸，可干燥氯氣，這樣在收集裝置中就可以收集到干燥、純凈的氯氣；最后為尾氣吸收裝置，可選用NaOH溶液。
回答：不能，因?yàn)槿绻{(diào)換，氯氣通過飽和食鹽水又會(huì)帶出水蒸氣，導(dǎo)致收集到的氯氣不純。
思考回答：
隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度逐漸變小,稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，另外加熱過程中，一部分濃鹽酸揮發(fā)掉，也會(huì)使鹽酸變稀。
識(shí)別實(shí)驗(yàn)裝置，能對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行分類總結(jié)。
培養(yǎng)能根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，分析制備氣體時(shí)存在哪些雜質(zhì)的能力。
通過此任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)給出的問題，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)學(xué)科素養(yǎng)。
體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體性
設(shè)計(jì)多個(gè)問題，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的印象。

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高中化學(xué)蘇教版 (2019)必修 第一冊(cè)電子課本

第一單元 氯氣及氯的化合物

版本： 蘇教版 (2019)

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