高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第一单元 氯气及氯的化合物教学设计

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第一单元 氯气及氯的化合物教学设计，共7页。教案主要包含了海水资源，氯气的实验室制法等内容，欢迎下载使用。

第1节 氯气的发现与制备
本节课学习内容是苏教版高中化学必修1中《氯气的发现与制备》，教材从海水出发，利用海水中丰富的化学物质，如氯化钠、氯化镁、溴化钠等，能获得活泼的非金属卤素单质。这既是高中学习的重点内容，也是学生认识化学为人类社会发展作出重要贡献的重要内容。
1.认识海水是人类的宝贵自然资源，培养与大自然友好相处的情感；（科学态度与社会责任）
2.了解从海水中提取氯气的基本原理和方法；
3.探究氯气的实验室制备方法；（科学探究与创新意识）
4.通过观察、分析实验现象，增强发现问题和解决问题的能力。
1.电解饱和食盐水的基本原理
2.氯气的实验室制法
1.教学录像、幻灯片
2.化学实验
板书设计
氯气的生产原理
一、海水资源
二、氯气的工业制法——电解饱和食盐水
1 、电解方程式
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
2.与电源正极相连的电极（阳极）上产生氯气；
与电源负极相连的电极（阴极）上产生氢气。
3.以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。
三、氯气的实验室制法
1.原理：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.发生装置：固+液加热型
3.净化装置：饱和食盐水——除氯化氢气体
浓硫酸——除水蒸气
4.收集装置：向上排空气法/排饱和食盐水
5.尾气处理：NaOH溶液
本节课的重点是指导学生掌握氯气的制法。鉴于学生在初中学过电解水和学习过氧气、二氧化碳和氢气的制法，具备了一些制取气体的知识，教师在教学中让学生通过实验现象了解电解饱和食盐水的产物，以及在实验室制取氯气时理解实验装置的选取，使学生有目的地选择。还要引导学生总结比较电解水和电解饱和食盐水的异同点，培养学生根据实际问题进行分析并解决问题的能力，通过实验室制取各种气体的异同点，使学生逐渐掌握实验室制取气体的设计思路。
教师活动
学生活动
设计意图
【多媒体展示】浩瀚的海洋
【提问】请同学们观看关于浩瀚的大海、海水晒盐的图片，大家知道浩瀚的大海中富含哪些物质？请同学们阅读每千克海水中几种氯化物的含量柱状图，从图中你可以获取哪些信息？
【导入新课】事实上海水中蕴含的元素有80多种，它是一个巨大的宝藏库，期待着人们去开放利用，今天我们就先来学习海水中的氯。
观看图片，教材
回答：海水含NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl，其中NaCl含量最高。
通过对海洋的认识，促使学生主动关心海洋环境保护、资源开放有关的社会热点问题，形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的观念，提升学生“科学态度与社会责任”的学科素养
【讲解】氯气作为工业上重要的化工原料，而海水中氯元素的量又十分丰富，其中以氯化钠含量最高，氯化钠在我们日常生活中应用比较多。
【多媒体展示】食盐的作用
人们就在思考是如何从海水中获得氯化钠并生产氯气。
【提问】氯化钠还可作为工业原料，如何从海水中获得氯化钠
【提问】19世纪，科学家发明了电解饱和食盐水制取氯气的方法，但粗食盐（泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-）不符合电解要求，必须精制。请设计实验方案。
【多媒体展示】各组同学设计的实验方案。
【评价】同学们的思路很开阔，很好，我们在补充一点：在除杂时所加试剂的顺序要求是：碳酸钠必须在氯化钡之后加入，过滤后要加入稀盐酸。
【过渡】经过同学们方案的实施，食盐水中还是会存在少量的Ca2+、Mg2+，工业上要再通过阳离子交换塔除去少量的Ca2+、Mg2+，变成精制食盐水，这就符合了电解的要求。初中我们学过电解水，阳极和阴极分别产生什么气体？体积之比多少？
【提问】现在我们将电解饱和食盐水，电解时就会不会有不同的产物生成呢？请同学们仔细观察这个实验，注意实验现象，推测可能有什么物质生成。
【演示实验】电解饱和食盐水。
接通电源，观察两极现象；
通电一段时间后，用小试管收集U形管左端产生的气体，2min后，提起小试管，并迅速用拇指堵住试管口，移近点燃的酒精灯，松开拇指，检验收集到的气体；
（3）取一只小试管，用向上排空法收集从U形管右端导出的气体，观察收集到气体的颜色，用湿润的淀粉碘化钾试纸放在U形管右端，观察实验现象；
（4）关闭电源，打开U形管两端的橡皮塞，分别向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，观察现象；
【引导】学生观察实验现象，启发学生思考回答实验中产生的问题，形成科学的结论。
【提问】根据实验现象推断电解饱和食盐水得到了哪些产物？写出发生的化学方程式
【提问】(1)阳极产生什么物质？
(2)阴极产生什么物质？
(3)碳棒端为什么产生的气体要通入到氢氧化钠溶液中？
【总结】这个就是工业上制备氯气的方法，通过电解饱和食盐水制备氯气，这种电解食盐水的方法工业上称为“氯碱工业”。
【板书】一、氯气的工业制法——电解饱和食盐水
电解方程式：
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
回答：氯化钠在医疗上用来配制生理盐水，生活上可用于调味品。
观看视频
思考回答：
从海水中提取食盐，就是把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐
学生方案1：
回忆回答：
阳极：氧气
阴极：氢气
观察实验，记录实验现象
实验现象
实验结论
(1)通电后铁棒和碳棒上都有气泡产生
有气体物质生成
(2)铁棒收集到的气体靠近火焰，有爆鸣声
有氢气生成
(3)碳棒上收集到黄绿色气体，且能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
有氯气生成
(4)铁棒周围溶液变红
有碱性物质生成
通过以上分析，电解食盐水产物有氢气、氯气和氢氧化钠。
发生反应的化学方程式
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+
Cl2↑
思考回答
(1)阳极产生Cl2；
(2)阴极产生氢气和氢氧化钠；
(3)尾气处理，因为氯气有毒。
联系学生生活实际，培养学生化学知识来源于生活，也运用于生活的思想。
通过此任务，培养学生根据给出的问题，设计简单实验方案，培养科学探究与创新意识学科素养。
初中知识的衔接，利于学生推测电解饱和食盐水的产物有哪些。
培养学生观察、分析实验现象，增强发现问题和解决问题的能力。
培养实验总结的习惯。
【过渡】工业上制氯气用的是电解的方法，由此可以得到大量氯气。那么，我们在实验室是如何制得少量氯气的呢？这还要追溯到17世纪，请同学们阅读课本，了解实验室用来制取少量氯气的方法。
【板书】二、氯气的实验室制法
1.原理
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
【展示】常见的制取气体的装置有以下三种：
思考，以上3种装置分别使用于什么气体的制备？
【提问】那么氯气用什么方法收集呢？
【讲解】氯气除了通过可以用向上排空气法，还可以利用氯气不溶于饱和食盐水这一性质，采取排饱和食盐水法。
【讲解】电解食盐水我们知道，氯气有毒，所以在装置的最后还得有尾气处理装置。
【提问】这个是实验室制备氯气的装置，那利用上述原理制取的氯气是纯净的氯气吗？若不是可能含有哪些杂质呢？
【布置任务】根据以上的选择和制取氯气的反应原理，请设计制取干燥、纯净的氯气的实验装置。请同学们进行分组讨论。画出制取氯气的整套装置图。
【多媒体展示】学生的装置图
【提问】下面我们请同学讲解下，为什么要画这样的装置？每一个装置有什么用？
【提问】装有饱和食盐水装置和装有浓硫酸装置位置能否调换？为什么？
【提问】使用浓盐酸与足量的MnO2共热制Cl2，实际产生的Cl2总比理论值低，其主要原因是什么？
【课堂总结】这节课我们认识到海水资源对我们来说是十分重要的自然资源，人们对海洋资源的开发并没有到尽头，同时主要讨论了氯气的实验室制法和工业制法，并探究了制备气体的整套实验装置，还从工业生产的角度探讨出了一些实际应用问题。
思考回答
装置(1)“固+固”加热型制气体。可制取O2。
装置(2)“(块状)固+液”不加热型制气体。可制取H2、CO2。
装置(3)“固 +液”或“液 +液”加热型制气体。可制取Cl2
思考回答
因为氯气密度比空气大，可以用向上排空气法；
回答：
浓盐酸易挥发，产生的杂质气体有氯化氢气体和水蒸气，需要选择净化装置除去这些杂质。
小组讨论，选择装置，画出装置图。
思考回答：
第一个净化装置中装有饱和食盐水，可吸收氯化氢气体；第二个净化装置装有浓硫酸，可干燥氯气，这样在收集装置中就可以收集到干燥、纯净的氯气；最后为尾气吸收装置，可选用NaOH溶液。
回答：不能，因为如果调换，氯气通过饱和食盐水又会带出水蒸气，导致收集到的氯气不纯。
思考回答：
随着反应的进行，浓盐酸的物质的量浓度逐渐变小,稀盐酸与MnO2不反应，另外加热过程中，一部分浓盐酸挥发掉，也会使盐酸变稀。
识别实验装置，能对实验装置进行分类总结。
培养能根据物质的性质，分析制备气体时存在哪些杂质的能力。
通过此任务，培养学生根据给出的问题，设计简单实验装置，培养科学探究与创新意识学科素养。
体现学生是学习的主体性
设计多个问题，加深学生对实验室制取氯气的印象。