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人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表公开课教学设计及反思
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表公开课教学设计及反思，共17页。教案主要包含了课后巩固等内容，欢迎下载使用。
第四课时 原子结构与元素的性质—卤素
课题： 4.1.4 原子结构与元素的性质—卤素
课时
1
授课年级
高一
课标要求
认识元素性质与元素在元素周期表中位置的关系，结合有关数据核实验事实认识元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。以第三周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯，以及卤素元素为例，了解同周期核同主族元素性质的递变规律。体会元素周期律（表）在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用。
教材
分析
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第四章第一节《原子建构与元素周期表》内容，本节教学的主要目的是帮助学生能够从原子结构的角度进一步认识元素周期表的实质，未学习元素周期律打下基础。
本节内容新教材与旧教材基本相似，没有大的变化，但稍有调整，因此教学中可以按照旧教材的思路展开教学。教材先介绍原子结构、质量数概念，然后介绍核外电子排布规律、原子结构示意图。教材通过“思考与讨论”，引导学生观察稀有气体元素的原子核外电子排布，发现规律，从而归纳1-20号元素的原子核外电子排布，这样的呈现方式，重在启发学生思考、培养逻辑思维能力。再引入元素周期表，学生在初中已了解概貌，教材中这部分内容编写的目的是要使学生了解和熟悉元素周期表的结构。本节采用“思考与讨论”的方式，让学生发现、归纳原子结构与元素周期表的关系，重点讨论准确表达族序数与原子核外电子排布的关系，为后面讨论元素性质打下基础。初步了解元素周期表的结构后，结合原子结构示意图分析元素原子结构与元素在周期表位置的关系；从同族元素原子结构示意图出发，比较最外层电子数，并突出最外层电子数相同，认识族的概念，然后介绍核素和同位素的有关知识。再以碱金属和卤素元素为代表，通过比较原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，突出最外层电子数的相同，并通过实验和事实，探究同族元素性质的相似性和递变性，通过观察、交流和归纳，得出结论，形成元素性质与原子核外电子排布的关系。
本节内容教学重点是元素周期表的结构和元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律，教学难点是原子结构与元素性质的关系。体现“构”“位”“性”的关系，教材的呈现重视知识的逻辑性，在“构”“位”的基础上，以“演绎、归纳”的方式得出性质及其变化规律。从原子结构和元素周期表出发演绎元素的性质，再以理论和事实为依据，归纳得出同主族元素性质的变化规律。元素周期表的发现过程，充分体现了科学研究方法、观念和科学精神，教材在本节特别重视化学史情境的创设。通过节引言、元素周期表的引人段落、科学史话、研究与实践等形式，呈现周期表的发现过程和意义。例如，在元素周期表的引人段落，以门捷列夫编制第一张周期表引入，并特别强调其是“在前人研究的基础上”编制出来的;在科学史话“元素周期表的发展”中，简述了门捷列夫周期表之前的基础和之后的发展;在研究与实践“认识元素周期表”中，还以学生体验的形式，通过关注周期表发展过程中的不同形式，引导学生认识和理解周期表。这条化学史情境线索的呈现，能使学生发现和体会科学家的研究方法和科学态度。教材还突出了周期表能使学生能通过周期表的位置和元素的原子结构预测元素的性质，发现新元素的重要作用。如卤族元素是通过“思考与讨论”栏目，采用“预测—验证（事实）—分析—结论”的思路归纳出来的。学生可以通过这样的过程体会元素周期表的作用。同时，教材还在“方法导引”中介绍了“预测”这一科学方法，有利于学生认识到科学方法对以及和学习的意义。本节内容共分4个课时完成。第一课时“原子结构 核外电子排布”，第二课时“元素周期表 核素、同位素”，第三课时“原子结构与元素的性质—碱金属”，第四课时“原子结构与元素的性质—卤素”。
本课时是第四课时“原子结构与元素的性质—卤素”的内容。这一课时是以卤素元素的结构和性质的关系进一步讨论原子结构与元素的性质的相似性及递变性。初步掌握根据原子结构的特点，推测元素的化学性质。
本节课以卤素元素为代表，呈现同族元素性质的相似性，引导学生从中发现规律。在前面的学习中，学生已经学习了原子结构和元素周期表，本课时依托于元素周期表中的典型的非金属元素----卤族元素，诠释了原子结构与元素性质的关系。教材重点阐述了元素的非金属性与元素在周期表中的位置和原子结构的关系，目的是帮助学生提高应用周期表分析问题和解决问题的能力，进一步建构“构”“位”“性”的关系，形成结构决定性质的观念。教学时可以从上节课学习的同主族元素原子结构的相似性出发，继续以周期表的纵向结构为线索，学习卤族元素的性质，由此进一步明确同族元素的原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，进一步明确同族元素性质的相似性和递变性，认识元素性质与原子核外电子排布的关系。
教学目标
1.通过阅读教材和实验探究，认识卤族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律，掌握元素性质与原子结构的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.通过分析卤族元素的相关性质的图表信息，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工，培养分析、处理数据的能力，体会事物变化过程中量变引起质变的规律，落实证据推理与模型认知的化学核心素养。
教学重、难点
重点：卤族元素性质的相似性和递变性
难点：原子结构与卤族元素性质的关系
核心素养
宏观辨识与微观探析：从微观上进一步理解同主族元素原子核外电子排布的相似性和递变规律，宏观上明确元素性质与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解结构决定性质，性质反映结构的基本规律。
科学探究与创新意识：通过完成卤族元素性质的探究实验，进一步体验科学探究在化学学科的学习中的重要地位，了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。
证据推理与模型认知：建立同主族元素原子结构变化的微观模型，进一步理解根据该模型及相关数据信息进行元素性质推理的科学思想。
学情分析
学生在第二章中已经学习过卤族的代表氯及其化合物的性质，在上几节课中又学习过同主族元素原子结构的相似性和递变性等知识，同时具备一定的对图表信息加工、处理和实验探究的能力，但对卤族元素性质的相似性和差异性尚不清晰，缺乏规律性的认识，还需要通过进一步的学习体验探究的过程，形成科学的思维方法。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【回顾1】指出ⅦA族元素的元素符号及名称，并分别画出原子结构示意图。
【学生】板书： ⅦA族： F（氟）、Cl（氯）、Br（溴）、I（碘）
【回顾2】碱金属与水反应有哪些相似性和递变性？
【学生1】板书：相似性—碱金属都能与水反应，通式为 2R + 2H2O===2ROH + H2↑ 。
【学生2】递变性：随着核电荷数的增加，碱金属与水反应越来越剧烈，生成的ROH（最高价氧化物对应的水化物）的碱性越来越强。
【预习1】什么是卤族元素？原子结构有何特点？
【学生1】卤族元素为第 VIIA 族的元素，包括 氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At) 。【学生2】最外层电子数都是 7 ，容易 得到 一个电子形成最外层8电子我的结构。
【预习2】简述卤素元素性质的相似性和递变性？
【学生1】卤族元素性质的相似性：均能与氢气化合的通式为 X2+H2O==2HX ,与水反应的通式为 X2+H2O==HX+HXO （ F 除外）。
【学生2】卤族元素性质的递变性：从上到下，随核电荷数的增加，也表现出递变性如氢化物稳定性：HF>HCl>HBr>HI ；还原性：HFHBrO4>HIO4 等。
【引入】溴和碘的发现之旅：1824年，法国化学家巴拉尔(1802—1876)在研究盐湖中植物的时候，将从大西洋和地中海沿岸采集到的黑角菜燃烧成灰，然后用浸泡的方法得到一种灰黑色的浸取液。他往浸取液中加入氯水和淀粉，溶液即分为两层：下层显蓝色(这是由于淀粉与溶液中的碘生成了化合物)；上层显棕黄色。为什么会出现这种现象呢？经巴拉尔的研究，认为可能有两种情况：一是氯与溶液中的碘形成新的氯化碘，这种化合物使溶液呈棕黄色；二是氯把溶液中的新元素置换出来了，因而使上层溶液呈棕黄色。于是巴拉尔想了些办法，试图把新的化合物分开，但都没有成功。所以他断定这是一种与氯、碘相似的新元素。1825年，德国海德堡大学学生罗威把家乡克罗次纳的一种矿泉水通入氯气，产生一种红棕色的物质。这种物质用乙醚提取后，再将乙醚蒸发，则得到红棕色的液溴。所以罗威也是独立发现溴的化学家。
回顾旧知，预习新知，创设卤素元素发现史情境，激发学习兴趣和探究的欲望。培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
环节二、
氧卤素原子的结构特点及物理性质
活活动一、卤素的概念及原子结构
【过渡】上节课我们研究的是典型的金属元素——碱金属元素，本节课我们来研究一下典型的非金属元素—卤族元素。
【问题1】查看元素周期表，阅读教材P102页中间自然段，思考什么是卤素元素？其原子结构有何特点？可得到什么结论？
【学生1】元素周期表中第ⅦA族元素称卤族元素（简称卤素），包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、ti´an(Ts)六种元素（后两种具有放射性）。
【学生2】其原子结构具有相似性：最外层电子数都是7（大于4），从上到下即由F→I，随着核电荷数增加，电子层数增多。
【教师】评价、强调：卤素是化学性质非常活泼的非金属，在自然界中都以化合态存在。
【问题2】根据碱金属元素原子结构的特点及变化规律，结合表中数据，思考在周期表中，从上到下卤族元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格内容、展示交流：
元素
核电荷数
原子结构示意图
最外层电子数
电子层数
原子半径(nm)
氟(F)
9
7
2
0.071
氯(Cl)
17
3
0.099
溴(Br)
35
4
1.12
碘(I)
53
5
1.32
结论
①最外层电子数相等（均为7）；②从上到下，电子层数依次增加；③从上到下，原子半径依次增大。
【教师】评价、强调：根据上面的原子结构示意图可知，随着原子的核电荷数递增，核外电子层数逐渐增加，但是最外层电子数都是7个。
【对应练习1】已知某卤族元素位于周期表中第三周期，该元素原子结构示意图正确的是( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】该卤族元素是氯元素，位于元素周期表的第三周期ⅦA族，有三个电子层，为2、8、7排列，故C正确；答案：C
【对应练习2】关于原子序数为53的元素，以下说法正确的是（ ）
A．位于第六周期B．是金属元素
C．最外电子层含有6个电子D．属于卤族元素
【答案】D
【解析】原子序数为53的元素比零族54号元素氙少一个质子，而氙位于第五周期，所以53号元素位于第五周期、第ⅦA族，最外层含有7个电子，属于卤族元素，而卤族元素均是非金属元素，答案选D。
回归教材，从宏观上认识卤族元素。
宏微结合认识卤素原子结构特点，为后续探究卤素的性质奠定基础，体现结构决定性质的思想。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活活动二、卤素单质的物理性质及变化规律
【过渡】卤族元素(简称卤素)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
下面我们先来学习卤素的物理性质。
【问题1】结合教材P102页表4-3（下表）种数据内容，归纳总结卤素单质的物理性质具有哪些相似性和递变性？
【教师】投影、引导分析。
卤素单质
颜色(常态)
密度
熔点/℃
沸点/℃
F2（ ）
淡黄绿色(气体)
1.69 g·L－1(15 ℃)
－219.6
－188.1
Cl2（）
黄绿色(气体)
3.214 g·L－1(0 ℃)
－101
－34.6
Br2（）
深红棕色(液体)
3.119 g·cm－3(20 ℃)
－7.2
58.78
I2 （）
紫黑色(固体)
4.93 g·cm－3
113.5
184.4
【学生1】观察分析数据信息回答相似性(原子结构的相似性)：都有颜色，有毒，在水中溶解度不大，熔、沸点较低。
【教师】追问：原子结构的递变性决定卤素性质的递变性有哪些具体表现？
【学生1】卤素单质均为有色物质，且从F2到I2，颜色逐渐加深。
【学生2】从F2到I2，熔、沸点依次升高。通常情况下，F2、Cl2为气体，Br2由为液体，I2为固体。
【学生3】从F2到I2，密度逐渐增大。
【教师】评价、强调：卤素的递变性原因是从F到I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱。
【问题2】回顾氯气的溶解性，展示液溴（水封）、碘水样品，讨论交流Cl2、Br2、I2的物理性质还具有哪些特殊性？完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格内容，展示交流：
气体
物理性质
F2
淡黄绿色气体，与水会剧烈反应生成氢氟酸和氧气：2F2+2H2O==4HF+O2↑。
Cl2
黄绿色有刺激性气味的有毒气体，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空气大
Br2
深红棕色液体，易挥发，有刺激性气味，有毒，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大，储存时要加水，水封，以防止挥发
I2
紫黑色固体，有光泽，易升华，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大
【教师】评价、补充。
【对应练习1】砹(At)是原子序数最大的卤族元素，对砹及其化合物的叙述，不正确的是
A．与H2化合的能力：At2C．砹难溶于水，易于四氯化碳 D．砹原子的最外层有7个电子
【答案】B
【解析】A．同主族从上到下，单质和氢气化合越来越不容易，所以与H2化合的能力：At2＜I2，故A正确；B．同主族从上到下元素的单质从气态、液态、固态变化，且颜色加深，碘为紫黑色固体，则砹是黑色固体，故B错误；C．由碘易溶于有机溶剂，则砹易溶于某些有机溶剂，也是不易溶于水的，故C正确；D．同主族元素原子具有相等的最外层电子数，即砹原子的最外层有7个电子，故D正确；故选B。
【对应练习1】元素周期表中卤族元素(F→I) 的单质和化合物的性质，从上到下呈现一定的递变性。下列叙述中正确的是( )
①氢卤酸(HX) 的酸性依次减弱 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的佛点依次增高 ④单质的沸点升高 ⑤阴离子的还原性增强
A．①②④ B．②③④⑤ C．②④⑤ D．①③⑤
【答案】C
【解析】①卤族元素由上到下半径增大，非金属性减弱，氢卤酸(HX) 的酸性增强；①错误；②卤素单质由上到下颜色加深，②正确；③由于氟化氢存在有氢键，所以沸点反常，顺序如下：HF> HI> HBr>HCl,③错误；④卤族元素由上到下相对原子质量增加，由于卤素单质都是分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，④正确；⑤卤族元素由上到下非金属性减弱，因此阴离子的还原性增强，⑤正确；综上所述，②④⑤正确；正确选项C。
回归检测，通过分析一个数据信息，认识卤素物理性质的相似性和递变性。
通过讨论交流，深度认识卤素单质的特殊性。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节三、
卤素单质化学性质的相似性和递变性
活活动一、预测卤素单质的化学性质
【过渡】根据上面的卤族元素的原子核外电子排布特点，参考碱金属元素原子结构和性质，显然我们可以猜想卤族元素也一样具有相似性和递变性。
【问题1】根据卤族元素原子结构的相似性和递变性，推测卤素元素性质的相似性和递变性是什么？
【学生1】相似性：最外层电子数都是7，易得到1个电子形成最外层8电子稳定结构，具有较强的非金属性。
【学生2】递变性：从F→I，核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得到电子的能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。
【教师】评价、强调：同碱金属一样，卤素元素原子结构的相似性和递变性决定了卤元素性质的相似性和递变性。
【问题2】阅读教材P103页表4-4，结合卤素元素性质的相似性和递变性，推测卤素单质与氢气反应的条件、产物的稳定性及化学方程式？完成表格内容。
【教师】卤素元素氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出来的相似性和递变性是什么呢？
【学生1】都是活泼的非金属单质，在反应中表现一定的氧化性，例如：都可以与氢气或金属单质反应。
【学生2】从氟到碘，卤族元素的原子半径增大，得电子能力减弱，反应越来越困难。
【教师】投影表格、观察巡视：卤素单质与氢气反应
【学生】完成表格内容、展示交流：
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
在暗处剧烈化合并发生爆炸
H2＋F2＝2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2＋Cl2eq \(=======,\s\up7(光照或点燃))2HCl
较稳定
Br2
加热
H2＋Br2eq \(====,\s\up6(Δ))2HBr
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
H2＋I2eq \(eq \(,\s\up6()),\s\up6(Δ),\s\d6())2HI
不稳定，同一条件下同时分解
结论
从F2到I2，与H2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。
【教师】评价、强调：由氟到碘，反应逐渐变得困难；反应生成的氢化物的稳定性逐渐减弱；非金属性逐渐减弱。
【对应练习1】下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是（ ）
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B．单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
【答案】C
【解析】A项，F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5，随核电荷数的增加而增多，正确；B项，F、Cl、Br、I原子半径增大，原子核对电子的引力逐渐减小，单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱，正确；C项，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I， F、Cl、Br、I原子半径增大，与氢原子的作用力逐渐减小，它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，错误；D项，单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，单质的颜色随核电荷数的增加而加深，正确。
【对应练习2】下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是（ ）
A．随着核电荷数的增加，碱金属单质熔、沸点依次降低，密度依次减小
B．碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成氧化物R2O
C．根据同主族元素性质的递变规律推测At与H2化合较难
D．根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱
【答案】C
【解析】A项，碱金属单质的熔点、沸点均随着核电荷数的递增而降低，碱金属单质的密度随着核电荷数的递增而逐渐增大，但是钠钾反常，错误；B项，碱金属金属性随原子序数的递增依次增强，碱金属单质与氧气加热条件下反应，锂生成Li2O、钠生成Na2O2、钾铷铯生成过氧化物、超氧化物等，错误；C项，同主族元素从上到下非金属逐渐减弱，I2与H2需要持续加热才能化合，由此可推知At与H2更难化合，正确；D项，根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强，错误。
联系结构决定性质的思想，推测卤素性质的相似性和递变性，体验科学探究的过程与方法。
充分利用教材资源信息，初步验证推测是否正确，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活
活
活活动二、实验探究卤素单质的化学性质
【过渡】化学实验是科学探究的重要环节，为了证明卤素单质化学性质的相似性和递变性，我们来进行进一步的实验探究。
【问题1】结合教材P104页【实验4-1】完成实验，观察比较卤素单质间的置换反应的实验现象，并分析其原理，完成表格内容。
【教师】演示实验或指导学生实验或观看视频，并投影表格：卤素单质间的置换反应的实验探究
【学生】观察实验现象或完成实验后，填写表格内容、展示交流：
实验内容
操作方法
实验现象
化学方程式或解释
氯置换溴
将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中，用力振荡试管，再滴加CCl4振荡。
无色变橙色，后上层无色，下层橙红色。
Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2
溴单质溶于CCl4呈橙红色
氯置换碘
将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管，再滴加CCl4振荡。
无色变棕褐色，后上层无色，下层紫红色。
Cl2＋2KI===2KCl＋I2
碘单质溶于CCl4呈紫红色
溴置换碘
将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管，再滴加CCl4振荡。
无色变棕褐色，后上层无色，下层紫红色。
Br2＋2KI===2KBr＋I2
碘单质溶于CCl4呈紫红色
结论
①氯能从可溶的溴化物和碘化物水溶液中置换出溴和碘，溴能置换出碘，即氯比溴和碘活泼，溴比碘活泼，即卤素单质的氧化性顺序由强到弱依次是：Cl2>Br2>I2;卤素离子的还原性顺序由强到弱依次是：I->Br->Cl-.
②Br2、I2难溶于水，易溶于CCl4。
【教师】评价、强调：所以随着核电荷数的增加，卤族元素单质的氧化性，按照F2、Cl2、Br2、I2的顺序依次减弱。
【问题2】归纳总结：卤素元素化学性质的相似性和递变性有哪些？完成表格内容。
【教师】投影表格：卤族元素性质的相似性，引导分析。
【学生】完成表格内容，展示交流：
元素
F
Cl
Br
I
最外层电子数
均为7
最高正价
均为7（F除外）
最低负价
均为-1
最高价氧化物对应水化物
无
HClO4
HBrO4
HIO4
气态氢化物
HF
HCl
HBr
HI
自然界中状态
均以化合态形式存在
【教师】评价、投影：卤素单质化学性质的递变性。
【学生】完成表格内容、展示交流：
化学性质
规律（按F、Cl、Br、I顺序）
原子得电子能力
逐渐减弱
非金属性
逐渐减弱
单质的氧化性
逐渐减弱
阴离子的还原性
逐渐增强
最高价氧化物对应水化物的酸性
逐渐减弱
单质与氢气化合的难易程度
越来越难
氢化物的稳定性
逐渐减弱
【教师】评价、补充。
【问题3】讨论交流：结合所学知识，你认为卤素还有哪些特殊性？
【学生1】在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发，在保存液溴时要加一些水进行“水封”。
【学生2】碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。
【学生3】氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2：2F2＋2H2O＝4HF＋O2。
【学生4】氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI；酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI。
【教师】、评价、总结。
【对应练习1】向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2。下列说法不正确的是（ ）
A．Cl2水导电但Cl2不是电解质
B．停止反应后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝
C．溶液颜色变化说明
D．实验结果说明，氯的非金属性强于碘
【答案】C
【解析】A项，Cl2水导电是Cl2与H2O反应生成了HCl和HClO，电解质是化合物而Cl2是单质不是是电解质，正确；B项，向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，有碘单质生成，淀粉遇碘变蓝，所以取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝，正确；C项，对于反应Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，其中氯元素化合价降低，得电子，碘元素化合价升高，失电子，用单线桥表示为，错误；D项，根据反应Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，氧化性：Cl2＞I2，所以非金属性：Cl＞I，正确。
【对应练习2】验证氧化性强弱Cl2＞Br2＞I2，设计如下实验。(已知：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色；忽略氧气的影响)
实验①
实验②
实验③
实验④
溶液变为浅黄绿色
溶液变为黄色
溶液变为棕黄色
溶液变为蓝色
下列说法不正确的是（ ）
A．实验①设计目的为：排除实验②③④水稀释的影响
B．实验②发生反应为：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－
C．实验③的现象可以证明氧化性：Cl2＞I2
D．实验④能证明氧化性：Br2＞I2
【答案】D
【解析】A项，实验采用控制变量方法，因此实验①为对照实验，可排除实验②③④中水稀释对溶液颜色变化的影响，正确；B项，将Cl2水滴入KBr溶液中，发生置换反应：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－，由于产生的溴水浓度较小，因此看到溶液变为黄色，正确；C项，将1 mL氯水加入KI溶液中，发生反应：Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－，产生的I2使溶液变为棕黄色，在反应中氧化剂是Cl2，氧化产物是I2，故可证明物质的氧化性：Cl2＞I2，正确；D项，②反应后的溶液中可能含有过量的Cl2及反应产生的Br2，因此取②反应后的溶液加入KI淀粉混合溶液中，溶液变为蓝色，可能发生反应：Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－，也可能发生反应：Br2＋2I－＝I2＋2Br－，I2遇淀粉溶液变为蓝色，该实验不能证明氧化性：Br2＞I2，错误。
通过实验探究，进一步验证推测是否正确，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养，体验科学探究的过程与方法。
通过归纳和总结，进一步明确卤素元素性质的相似性和递变性的具体表现。
通过对卤素单质特殊性的认识，深度理解卤素单质性质的变化规律。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1．（易）教材作业：P106页练习3、4、5、6、8
2．（易）卤族元素随原子核电荷数的增加，下列叙述不正确的是( )
A.原子半径依次增大 B.元素的非金属性依次减弱
C.单质的氧化性依次减弱 D.氢化物的稳定性依次增强
【答案】D
【解析】卤素单质(F2→I2)与氢气发生化合反应由易到难(反应由F2与H2不需要任何条件，到H2与I2加热才化合，并且化合生成的HI同时分解)，生成的氢化物稳定性逐渐减弱。
3．（易）下列关于碱金属元素和卤素的说法中错误的是( )
A.随核电荷数的增大,碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大
B.碱金属元素中,锂原子失去最外层电子的能力最弱;卤素中,氟原子得电子能力最强
C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D.单质溴与水的反应比氯气与水的反应更剧烈
【答案】D
【解析】由于Cl比Br非金属性强,故Cl2与H2O的反应比Br2与H2O的反应更剧烈,故D项错误。
4．（中）关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是（ ）
A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示
B．还原性：Cl->Br-
C．卤素单质的密度从F2→I2随相对分子质量增大而增大
D．F2可以从NaCl溶液中置换出Cl2
【答案】C
【解析】A．F2与水反应的化学方程式为2F2＋2H2O=4HF＋O2，A错误；B．因为单质的氧化性：Cl2>Br2，故还原性：Cl-5．（中）类推是一种常采用的科研和学习方法，下列类推结论合理的是（ ）
A．由单质铁和氯气反应生成FeCl3，推出单质铁和碘单质反应生成FeI3
B．由元素周期表中从上到下，卤族元素单质熔沸点逐渐升高，推出碱金属元素单质熔沸点逐渐升高
C．最高价氧化物的水化物的酸性，由N的强于P的，推出F的强于Cl的
D．由Na在常温下与水剧烈反应，推出K在常温下也能与水剧烈反应
【答案】D
【解析】A项，碘单质的氧化性弱于三价铁，不能将铁氧化为三价铁，错误；B项，卤素单质属于分子晶体，相对分子质量越大熔沸点越高，原子序数越大，其单质熔沸点越高，而碱金属元素锂、钠、钾、铷、铯，随着核电荷数的增加，其熔沸点逐渐降低，错误；C项，F没有最高正价，则不存在最高价氧化物的水化物，错误；D项，同主族元素从上到下金属性增强，则金属性：K＞Na，由Na在常温下与水剧烈反应，推出K在常温下也能与水剧烈反应，正确。
6．（难）向NaBr、NaI混合液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成不可能是（ ）
A．NaCl，NaIB．NaCl，NaBr
C．NaCl，NaBr，NaID．NaCl
【答案】A
【解析】Br-、I-的还原性：Br-＜I-，向NaBr、NaI的混合溶液中通入一定量氯气后，先发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2，氯气过量时再发生反应：2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，据此结合Br2和I2的性质分析。A．当加入氯气，氯气先和碘离子反应，后和溴离子反应，所以固体是中不可能是NaCl、NaI，故A符合题意；B．当氯气少量时，发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2，部分2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2反应，加热过程中，碘升华，所以固体是NaCl、NaBr，故B不符合题意；C．当氯气少量时，只发生部分2NaI+Cl2=2NaCl+I2反应，加热过程中，碘升华，所以固体是NaCl、NaBr、NaI，故C不符合题意；D．当氯气过量时，发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2、2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，加热过程中，Br2易挥发、I2易升华，最后剩余固体是NaCl，故D不符合题意。答案选A。
7．（中）已知常温下，浓盐酸与高锰酸钾反应可以生成氯气。如图甲、乙、丙三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、润湿的淀粉－KI试纸、润湿的品红试纸，下列说法正确的是（ ）
A．该实验通过现象可以证明氧化性：
B．沾有品红溶液的试纸会褪色，若再对丙微热则恢复红色
C．甲的现象也可以证明的还原性强于
D．与NaBr溶液反应的实质与与NaBr溶液反应类似
【答案】C
【解析】A．该实验现象不能证明氧化性，因为过量的和KI反应也能置换出，选项A错误；B．使润湿的品红试纸褪色主要是因为次氯酸的强氧化性漂白品红，生成稳定的无色物质，加热不会恢复原色，选项B错误；C．甲中发生的反应是，利用还原剂的还原性强于还原产物，也可以证明的还原性强于，选项C正确；D．通入NaBr溶液中，优先与水反应；通入溶液中，优先与NaBr反应，二者反应实质不同，选项D错误；答案选C。
8．（中）碘(I)在元素周期表中位于ⅦA族，是人体必需的微量元素之一。
（1）eq \(\s\up 11(131),\s\d 4(53))I可用于治疗甲亢。eq \(\s\up 11(131),\s\d 4(53))I的原子核内中子数为_______。
（2）①碘元素的非金属性比氯元素的弱，其原因是由于同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，___________逐渐增大，___________能力逐渐减弱。
②下列事实能够用“碘的非金属性比氯的弱”来解释的是________(填序号)。
a．碘单质的熔点高于氯单质
b．高氯酸的酸性强于高碘酸
c．Cl2与H2的化合比I2与H2的化合更容易
（3）氢碘酸是HI的水溶液，是一种酸性比盐酸强的酸。
资料：ⅰ．盐酸和氢碘酸均可使氢氧化铁溶解，后者得到的产物中含有I2。
ⅱ．KI溶液不能溶解氢氧化铁，KI溶液与FeCl3溶液反应的产物中含有I2。
①盐酸与氢氧化铁发生反应的离子方程式是Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O；氢碘酸与氢氧化铁发生反应的离子方程式是_______________________________________。
②结合上述资料，由物质性质解释①中两反应的异同：_____________________。
【答案】（1）78 （2）①半径 ②得电子 ③bc （3）①2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2＋6H2O ②I－的还原性大于Cl－，Fe3＋能氧化I－，所以氢碘酸与氢氧化铁发生氧化还原反应
【解析】（1）质量数＝质子数＋中子数。eq \(\s\up 11(131),\s\d 4(53))I的质量数是131、质子数为53，核内中子数为131－53＝78；（2）①碘元素的非金属性比氯元素的弱，其原因是由于同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱；②a项，单质的熔沸点与元素的非金属性无关，碘单质的熔点高于氯单质与碘的非金属性比氯的弱无关，故不选a；b项，元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，高氯酸的酸性强于高碘酸，说明碘的非金属性比氯的弱，故选b；c项，元素非金属性越强，其电子越易与氢气化合，Cl2与H2的化合比I2与H2的化合更容易，说明碘的非金属性比氯的弱，故选c；选bc；（3）①Fe3＋能氧化I－，氢碘酸与氢氧化铁发生反应的离子方程式是2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2＋6H2O；②I－的还原性大于Cl－，Fe3＋能氧化I－，所以氢碘酸与氢氧化铁发生氧化还原反应。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
设计
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第四课时 原子结构与元素的性质—卤素
一、卤素原子的结构特点及物理性质
1、卤素的概念及原子结构
（1）概念：第ⅦA族统称卤族元素（简称卤素），包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、ti´an(Ts)六种元素（后两种具有放射性）。
（2）结构特点：最外层电子数都是7（大于4），从上到下即由F→I，随着核电荷数增加，电子层数增多。
2、卤素单质的物理性质及变化规律
（1）相似性(原子结构的相似性)：都有颜色，有毒，在水中溶解度不大，熔、沸点较低。
（2）递变性(原子结构的递变性决定)：从F2到I2，熔、沸点依次升高、密度逐渐增大。
二、卤素单质化学性质的相似性和递变性
1、预测卤素单质的化学性质
2、实验探究卤素单质的化学性质
教学
反思
本节课属于内容较抽象，理论性强，教学必须具有严密的逻辑性，从课堂教学的结构上，应当体现出教材本身逻辑系统的要求；要重视理论推理。本节课为了提高学生学习的积极性，通过课堂讨论的形式，教师进行适当的引导，让学生自主思考和交流，启发学生动脑、动口、动手，主动积极地进行学习，可提高他们的逻辑思维能力和语言表达能力，从而提高教学质量。同时，教学中通过学习评价落实“思考与讨论”栏目内容，可以适当拓宽学生的知识视野，如新教材在必修第一册和第二册都没有关于萃取的介绍，在实验探究中增加四氯化碳的萃取操作，让学生对萃取有一个初步的认识等。从素养为本的课堂中培养了学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的核心素养。
第四课时 原子结构与元素的性质—卤素
课题： 4.1.4 原子结构与元素的性质—卤素
课时
1
授课年级
高一
课标要求
认识元素性质与元素在元素周期表中位置的关系，结合有关数据核实验事实认识元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。以第三周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯，以及卤素元素为例，了解同周期核同主族元素性质的递变规律。体会元素周期律（表）在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用。
教材
分析
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第四章第一节《原子建构与元素周期表》内容，本节教学的主要目的是帮助学生能够从原子结构的角度进一步认识元素周期表的实质，未学习元素周期律打下基础。
本节内容新教材与旧教材基本相似，没有大的变化，但稍有调整，因此教学中可以按照旧教材的思路展开教学。教材先介绍原子结构、质量数概念，然后介绍核外电子排布规律、原子结构示意图。教材通过“思考与讨论”，引导学生观察稀有气体元素的原子核外电子排布，发现规律，从而归纳1-20号元素的原子核外电子排布，这样的呈现方式，重在启发学生思考、培养逻辑思维能力。再引入元素周期表，学生在初中已了解概貌，教材中这部分内容编写的目的是要使学生了解和熟悉元素周期表的结构。本节采用“思考与讨论”的方式，让学生发现、归纳原子结构与元素周期表的关系，重点讨论准确表达族序数与原子核外电子排布的关系，为后面讨论元素性质打下基础。初步了解元素周期表的结构后，结合原子结构示意图分析元素原子结构与元素在周期表位置的关系；从同族元素原子结构示意图出发，比较最外层电子数，并突出最外层电子数相同，认识族的概念，然后介绍核素和同位素的有关知识。再以碱金属和卤素元素为代表，通过比较原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，突出最外层电子数的相同，并通过实验和事实，探究同族元素性质的相似性和递变性，通过观察、交流和归纳，得出结论，形成元素性质与原子核外电子排布的关系。
本节内容教学重点是元素周期表的结构和元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律，教学难点是原子结构与元素性质的关系。体现“构”“位”“性”的关系，教材的呈现重视知识的逻辑性，在“构”“位”的基础上，以“演绎、归纳”的方式得出性质及其变化规律。从原子结构和元素周期表出发演绎元素的性质，再以理论和事实为依据，归纳得出同主族元素性质的变化规律。元素周期表的发现过程，充分体现了科学研究方法、观念和科学精神，教材在本节特别重视化学史情境的创设。通过节引言、元素周期表的引人段落、科学史话、研究与实践等形式，呈现周期表的发现过程和意义。例如，在元素周期表的引人段落，以门捷列夫编制第一张周期表引入，并特别强调其是“在前人研究的基础上”编制出来的;在科学史话“元素周期表的发展”中，简述了门捷列夫周期表之前的基础和之后的发展;在研究与实践“认识元素周期表”中，还以学生体验的形式，通过关注周期表发展过程中的不同形式，引导学生认识和理解周期表。这条化学史情境线索的呈现，能使学生发现和体会科学家的研究方法和科学态度。教材还突出了周期表能使学生能通过周期表的位置和元素的原子结构预测元素的性质，发现新元素的重要作用。如卤族元素是通过“思考与讨论”栏目，采用“预测—验证（事实）—分析—结论”的思路归纳出来的。学生可以通过这样的过程体会元素周期表的作用。同时，教材还在“方法导引”中介绍了“预测”这一科学方法，有利于学生认识到科学方法对以及和学习的意义。本节内容共分4个课时完成。第一课时“原子结构 核外电子排布”，第二课时“元素周期表 核素、同位素”，第三课时“原子结构与元素的性质—碱金属”，第四课时“原子结构与元素的性质—卤素”。
本课时是第四课时“原子结构与元素的性质—卤素”的内容。这一课时是以卤素元素的结构和性质的关系进一步讨论原子结构与元素的性质的相似性及递变性。初步掌握根据原子结构的特点，推测元素的化学性质。
本节课以卤素元素为代表，呈现同族元素性质的相似性，引导学生从中发现规律。在前面的学习中，学生已经学习了原子结构和元素周期表，本课时依托于元素周期表中的典型的非金属元素----卤族元素，诠释了原子结构与元素性质的关系。教材重点阐述了元素的非金属性与元素在周期表中的位置和原子结构的关系，目的是帮助学生提高应用周期表分析问题和解决问题的能力，进一步建构“构”“位”“性”的关系，形成结构决定性质的观念。教学时可以从上节课学习的同主族元素原子结构的相似性出发，继续以周期表的纵向结构为线索，学习卤族元素的性质，由此进一步明确同族元素的原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，进一步明确同族元素性质的相似性和递变性，认识元素性质与原子核外电子排布的关系。
教学目标
1.通过阅读教材和实验探究，认识卤族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律，掌握元素性质与原子结构的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.通过分析卤族元素的相关性质的图表信息，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工，培养分析、处理数据的能力，体会事物变化过程中量变引起质变的规律，落实证据推理与模型认知的化学核心素养。
教学重、难点
重点：卤族元素性质的相似性和递变性
难点：原子结构与卤族元素性质的关系
核心素养
宏观辨识与微观探析：从微观上进一步理解同主族元素原子核外电子排布的相似性和递变规律，宏观上明确元素性质与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解结构决定性质，性质反映结构的基本规律。
科学探究与创新意识：通过完成卤族元素性质的探究实验，进一步体验科学探究在化学学科的学习中的重要地位，了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。
证据推理与模型认知：建立同主族元素原子结构变化的微观模型，进一步理解根据该模型及相关数据信息进行元素性质推理的科学思想。
学情分析
学生在第二章中已经学习过卤族的代表氯及其化合物的性质，在上几节课中又学习过同主族元素原子结构的相似性和递变性等知识，同时具备一定的对图表信息加工、处理和实验探究的能力，但对卤族元素性质的相似性和差异性尚不清晰，缺乏规律性的认识，还需要通过进一步的学习体验探究的过程，形成科学的思维方法。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【回顾1】指出ⅦA族元素的元素符号及名称，并分别画出原子结构示意图。
【学生】板书： ⅦA族： F（氟）、Cl（氯）、Br（溴）、I（碘）
【回顾2】碱金属与水反应有哪些相似性和递变性？
【学生1】板书：相似性—碱金属都能与水反应，通式为 2R + 2H2O===2ROH + H2↑ 。
【学生2】递变性：随着核电荷数的增加，碱金属与水反应越来越剧烈，生成的ROH（最高价氧化物对应的水化物）的碱性越来越强。
【预习1】什么是卤族元素？原子结构有何特点？
【学生1】卤族元素为第 VIIA 族的元素，包括 氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At) 。【学生2】最外层电子数都是 7 ，容易 得到 一个电子形成最外层8电子我的结构。
【预习2】简述卤素元素性质的相似性和递变性？
【学生1】卤族元素性质的相似性：均能与氢气化合的通式为 X2+H2O==2HX ,与水反应的通式为 X2+H2O==HX+HXO （ F 除外）。
【学生2】卤族元素性质的递变性：从上到下，随核电荷数的增加，也表现出递变性如氢化物稳定性：HF>HCl>HBr>HI ；还原性：HF
【引入】溴和碘的发现之旅：1824年，法国化学家巴拉尔(1802—1876)在研究盐湖中植物的时候，将从大西洋和地中海沿岸采集到的黑角菜燃烧成灰，然后用浸泡的方法得到一种灰黑色的浸取液。他往浸取液中加入氯水和淀粉，溶液即分为两层：下层显蓝色(这是由于淀粉与溶液中的碘生成了化合物)；上层显棕黄色。为什么会出现这种现象呢？经巴拉尔的研究，认为可能有两种情况：一是氯与溶液中的碘形成新的氯化碘，这种化合物使溶液呈棕黄色；二是氯把溶液中的新元素置换出来了，因而使上层溶液呈棕黄色。于是巴拉尔想了些办法，试图把新的化合物分开，但都没有成功。所以他断定这是一种与氯、碘相似的新元素。1825年，德国海德堡大学学生罗威把家乡克罗次纳的一种矿泉水通入氯气，产生一种红棕色的物质。这种物质用乙醚提取后，再将乙醚蒸发，则得到红棕色的液溴。所以罗威也是独立发现溴的化学家。
回顾旧知，预习新知，创设卤素元素发现史情境，激发学习兴趣和探究的欲望。培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
环节二、
氧卤素原子的结构特点及物理性质
活活动一、卤素的概念及原子结构
【过渡】上节课我们研究的是典型的金属元素——碱金属元素，本节课我们来研究一下典型的非金属元素—卤族元素。
【问题1】查看元素周期表，阅读教材P102页中间自然段，思考什么是卤素元素？其原子结构有何特点？可得到什么结论？
【学生1】元素周期表中第ⅦA族元素称卤族元素（简称卤素），包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、ti´an(Ts)六种元素（后两种具有放射性）。
【学生2】其原子结构具有相似性：最外层电子数都是7（大于4），从上到下即由F→I，随着核电荷数增加，电子层数增多。
【教师】评价、强调：卤素是化学性质非常活泼的非金属，在自然界中都以化合态存在。
【问题2】根据碱金属元素原子结构的特点及变化规律，结合表中数据，思考在周期表中，从上到下卤族元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格内容、展示交流：
元素
核电荷数
原子结构示意图
最外层电子数
电子层数
原子半径(nm)
氟(F)
9
7
2
0.071
氯(Cl)
17
3
0.099
溴(Br)
35
4
1.12
碘(I)
53
5
1.32
结论
①最外层电子数相等（均为7）；②从上到下，电子层数依次增加；③从上到下，原子半径依次增大。
【教师】评价、强调：根据上面的原子结构示意图可知，随着原子的核电荷数递增，核外电子层数逐渐增加，但是最外层电子数都是7个。
【对应练习1】已知某卤族元素位于周期表中第三周期，该元素原子结构示意图正确的是( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】该卤族元素是氯元素，位于元素周期表的第三周期ⅦA族，有三个电子层，为2、8、7排列，故C正确；答案：C
【对应练习2】关于原子序数为53的元素，以下说法正确的是（ ）
A．位于第六周期B．是金属元素
C．最外电子层含有6个电子D．属于卤族元素
【答案】D
【解析】原子序数为53的元素比零族54号元素氙少一个质子，而氙位于第五周期，所以53号元素位于第五周期、第ⅦA族，最外层含有7个电子，属于卤族元素，而卤族元素均是非金属元素，答案选D。
回归教材，从宏观上认识卤族元素。
宏微结合认识卤素原子结构特点，为后续探究卤素的性质奠定基础，体现结构决定性质的思想。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活活动二、卤素单质的物理性质及变化规律
【过渡】卤族元素(简称卤素)是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
下面我们先来学习卤素的物理性质。
【问题1】结合教材P102页表4-3（下表）种数据内容，归纳总结卤素单质的物理性质具有哪些相似性和递变性？
【教师】投影、引导分析。
卤素单质
颜色(常态)
密度
熔点/℃
沸点/℃
F2（ ）
淡黄绿色(气体)
1.69 g·L－1(15 ℃)
－219.6
－188.1
Cl2（）
黄绿色(气体)
3.214 g·L－1(0 ℃)
－101
－34.6
Br2（）
深红棕色(液体)
3.119 g·cm－3(20 ℃)
－7.2
58.78
I2 （）
紫黑色(固体)
4.93 g·cm－3
113.5
184.4
【学生1】观察分析数据信息回答相似性(原子结构的相似性)：都有颜色，有毒，在水中溶解度不大，熔、沸点较低。
【教师】追问：原子结构的递变性决定卤素性质的递变性有哪些具体表现？
【学生1】卤素单质均为有色物质，且从F2到I2，颜色逐渐加深。
【学生2】从F2到I2，熔、沸点依次升高。通常情况下，F2、Cl2为气体，Br2由为液体，I2为固体。
【学生3】从F2到I2，密度逐渐增大。
【教师】评价、强调：卤素的递变性原因是从F到I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱。
【问题2】回顾氯气的溶解性，展示液溴（水封）、碘水样品，讨论交流Cl2、Br2、I2的物理性质还具有哪些特殊性？完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格内容，展示交流：
气体
物理性质
F2
淡黄绿色气体，与水会剧烈反应生成氢氟酸和氧气：2F2+2H2O==4HF+O2↑。
Cl2
黄绿色有刺激性气味的有毒气体，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空气大
Br2
深红棕色液体，易挥发，有刺激性气味，有毒，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大，储存时要加水，水封，以防止挥发
I2
紫黑色固体，有光泽，易升华，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大
【教师】评价、补充。
【对应练习1】砹(At)是原子序数最大的卤族元素，对砹及其化合物的叙述，不正确的是
A．与H2化合的能力：At2
【答案】B
【解析】A．同主族从上到下，单质和氢气化合越来越不容易，所以与H2化合的能力：At2＜I2，故A正确；B．同主族从上到下元素的单质从气态、液态、固态变化，且颜色加深，碘为紫黑色固体，则砹是黑色固体，故B错误；C．由碘易溶于有机溶剂，则砹易溶于某些有机溶剂，也是不易溶于水的，故C正确；D．同主族元素原子具有相等的最外层电子数，即砹原子的最外层有7个电子，故D正确；故选B。
【对应练习1】元素周期表中卤族元素(F→I) 的单质和化合物的性质，从上到下呈现一定的递变性。下列叙述中正确的是( )
①氢卤酸(HX) 的酸性依次减弱 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的佛点依次增高 ④单质的沸点升高 ⑤阴离子的还原性增强
A．①②④ B．②③④⑤ C．②④⑤ D．①③⑤
【答案】C
【解析】①卤族元素由上到下半径增大，非金属性减弱，氢卤酸(HX) 的酸性增强；①错误；②卤素单质由上到下颜色加深，②正确；③由于氟化氢存在有氢键，所以沸点反常，顺序如下：HF> HI> HBr>HCl,③错误；④卤族元素由上到下相对原子质量增加，由于卤素单质都是分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，④正确；⑤卤族元素由上到下非金属性减弱，因此阴离子的还原性增强，⑤正确；综上所述，②④⑤正确；正确选项C。
回归检测，通过分析一个数据信息，认识卤素物理性质的相似性和递变性。
通过讨论交流，深度认识卤素单质的特殊性。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节三、
卤素单质化学性质的相似性和递变性
活活动一、预测卤素单质的化学性质
【过渡】根据上面的卤族元素的原子核外电子排布特点，参考碱金属元素原子结构和性质，显然我们可以猜想卤族元素也一样具有相似性和递变性。
【问题1】根据卤族元素原子结构的相似性和递变性，推测卤素元素性质的相似性和递变性是什么？
【学生1】相似性：最外层电子数都是7，易得到1个电子形成最外层8电子稳定结构，具有较强的非金属性。
【学生2】递变性：从F→I，核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得到电子的能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。
【教师】评价、强调：同碱金属一样，卤素元素原子结构的相似性和递变性决定了卤元素性质的相似性和递变性。
【问题2】阅读教材P103页表4-4，结合卤素元素性质的相似性和递变性，推测卤素单质与氢气反应的条件、产物的稳定性及化学方程式？完成表格内容。
【教师】卤素元素氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出来的相似性和递变性是什么呢？
【学生1】都是活泼的非金属单质，在反应中表现一定的氧化性，例如：都可以与氢气或金属单质反应。
【学生2】从氟到碘，卤族元素的原子半径增大，得电子能力减弱，反应越来越困难。
【教师】投影表格、观察巡视：卤素单质与氢气反应
【学生】完成表格内容、展示交流：
卤素单质
反应条件
化学方程式
产物稳定性
F2
在暗处剧烈化合并发生爆炸
H2＋F2＝2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2＋Cl2eq \(=======,\s\up7(光照或点燃))2HCl
较稳定
Br2
加热
H2＋Br2eq \(====,\s\up6(Δ))2HBr
不如氯化氢稳定
I2
不断加热
H2＋I2eq \(eq \(,\s\up6()),\s\up6(Δ),\s\d6())2HI
不稳定，同一条件下同时分解
结论
从F2到I2，与H2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。
【教师】评价、强调：由氟到碘，反应逐渐变得困难；反应生成的氢化物的稳定性逐渐减弱；非金属性逐渐减弱。
【对应练习1】下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是（ ）
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B．单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
【答案】C
【解析】A项，F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5，随核电荷数的增加而增多，正确；B项，F、Cl、Br、I原子半径增大，原子核对电子的引力逐渐减小，单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱，正确；C项，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I， F、Cl、Br、I原子半径增大，与氢原子的作用力逐渐减小，它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，错误；D项，单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，单质的颜色随核电荷数的增加而加深，正确。
【对应练习2】下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是（ ）
A．随着核电荷数的增加，碱金属单质熔、沸点依次降低，密度依次减小
B．碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成氧化物R2O
C．根据同主族元素性质的递变规律推测At与H2化合较难
D．根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱
【答案】C
【解析】A项，碱金属单质的熔点、沸点均随着核电荷数的递增而降低，碱金属单质的密度随着核电荷数的递增而逐渐增大，但是钠钾反常，错误；B项，碱金属金属性随原子序数的递增依次增强，碱金属单质与氧气加热条件下反应，锂生成Li2O、钠生成Na2O2、钾铷铯生成过氧化物、超氧化物等，错误；C项，同主族元素从上到下非金属逐渐减弱，I2与H2需要持续加热才能化合，由此可推知At与H2更难化合，正确；D项，根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强，错误。
联系结构决定性质的思想，推测卤素性质的相似性和递变性，体验科学探究的过程与方法。
充分利用教材资源信息，初步验证推测是否正确，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活
活
活活动二、实验探究卤素单质的化学性质
【过渡】化学实验是科学探究的重要环节，为了证明卤素单质化学性质的相似性和递变性，我们来进行进一步的实验探究。
【问题1】结合教材P104页【实验4-1】完成实验，观察比较卤素单质间的置换反应的实验现象，并分析其原理，完成表格内容。
【教师】演示实验或指导学生实验或观看视频，并投影表格：卤素单质间的置换反应的实验探究
【学生】观察实验现象或完成实验后，填写表格内容、展示交流：
实验内容
操作方法
实验现象
化学方程式或解释
氯置换溴
将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中，用力振荡试管，再滴加CCl4振荡。
无色变橙色，后上层无色，下层橙红色。
Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2
溴单质溶于CCl4呈橙红色
氯置换碘
将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管，再滴加CCl4振荡。
无色变棕褐色，后上层无色，下层紫红色。
Cl2＋2KI===2KCl＋I2
碘单质溶于CCl4呈紫红色
溴置换碘
将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管，再滴加CCl4振荡。
无色变棕褐色，后上层无色，下层紫红色。
Br2＋2KI===2KBr＋I2
碘单质溶于CCl4呈紫红色
结论
①氯能从可溶的溴化物和碘化物水溶液中置换出溴和碘，溴能置换出碘，即氯比溴和碘活泼，溴比碘活泼，即卤素单质的氧化性顺序由强到弱依次是：Cl2>Br2>I2;卤素离子的还原性顺序由强到弱依次是：I->Br->Cl-.
②Br2、I2难溶于水，易溶于CCl4。
【教师】评价、强调：所以随着核电荷数的增加，卤族元素单质的氧化性，按照F2、Cl2、Br2、I2的顺序依次减弱。
【问题2】归纳总结：卤素元素化学性质的相似性和递变性有哪些？完成表格内容。
【教师】投影表格：卤族元素性质的相似性，引导分析。
【学生】完成表格内容，展示交流：
元素
F
Cl
Br
I
最外层电子数
均为7
最高正价
均为7（F除外）
最低负价
均为-1
最高价氧化物对应水化物
无
HClO4
HBrO4
HIO4
气态氢化物
HF
HCl
HBr
HI
自然界中状态
均以化合态形式存在
【教师】评价、投影：卤素单质化学性质的递变性。
【学生】完成表格内容、展示交流：
化学性质
规律（按F、Cl、Br、I顺序）
原子得电子能力
逐渐减弱
非金属性
逐渐减弱
单质的氧化性
逐渐减弱
阴离子的还原性
逐渐增强
最高价氧化物对应水化物的酸性
逐渐减弱
单质与氢气化合的难易程度
越来越难
氢化物的稳定性
逐渐减弱
【教师】评价、补充。
【问题3】讨论交流：结合所学知识，你认为卤素还有哪些特殊性？
【学生1】在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发，在保存液溴时要加一些水进行“水封”。
【学生2】碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。
【学生3】氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2：2F2＋2H2O＝4HF＋O2。
【学生4】氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI；酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI。
【教师】、评价、总结。
【对应练习1】向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2。下列说法不正确的是（ ）
A．Cl2水导电但Cl2不是电解质
B．停止反应后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝
C．溶液颜色变化说明
D．实验结果说明，氯的非金属性强于碘
【答案】C
【解析】A项，Cl2水导电是Cl2与H2O反应生成了HCl和HClO，电解质是化合物而Cl2是单质不是是电解质，正确；B项，向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，有碘单质生成，淀粉遇碘变蓝，所以取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝，正确；C项，对于反应Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，其中氯元素化合价降低，得电子，碘元素化合价升高，失电子，用单线桥表示为，错误；D项，根据反应Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，氧化性：Cl2＞I2，所以非金属性：Cl＞I，正确。
【对应练习2】验证氧化性强弱Cl2＞Br2＞I2，设计如下实验。(已知：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色；忽略氧气的影响)
实验①
实验②
实验③
实验④
溶液变为浅黄绿色
溶液变为黄色
溶液变为棕黄色
溶液变为蓝色
下列说法不正确的是（ ）
A．实验①设计目的为：排除实验②③④水稀释的影响
B．实验②发生反应为：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－
C．实验③的现象可以证明氧化性：Cl2＞I2
D．实验④能证明氧化性：Br2＞I2
【答案】D
【解析】A项，实验采用控制变量方法，因此实验①为对照实验，可排除实验②③④中水稀释对溶液颜色变化的影响，正确；B项，将Cl2水滴入KBr溶液中，发生置换反应：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－，由于产生的溴水浓度较小，因此看到溶液变为黄色，正确；C项，将1 mL氯水加入KI溶液中，发生反应：Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－，产生的I2使溶液变为棕黄色，在反应中氧化剂是Cl2，氧化产物是I2，故可证明物质的氧化性：Cl2＞I2，正确；D项，②反应后的溶液中可能含有过量的Cl2及反应产生的Br2，因此取②反应后的溶液加入KI淀粉混合溶液中，溶液变为蓝色，可能发生反应：Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－，也可能发生反应：Br2＋2I－＝I2＋2Br－，I2遇淀粉溶液变为蓝色，该实验不能证明氧化性：Br2＞I2，错误。
通过实验探究，进一步验证推测是否正确，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养，体验科学探究的过程与方法。
通过归纳和总结，进一步明确卤素元素性质的相似性和递变性的具体表现。
通过对卤素单质特殊性的认识，深度理解卤素单质性质的变化规律。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1．（易）教材作业：P106页练习3、4、5、6、8
2．（易）卤族元素随原子核电荷数的增加，下列叙述不正确的是( )
A.原子半径依次增大 B.元素的非金属性依次减弱
C.单质的氧化性依次减弱 D.氢化物的稳定性依次增强
【答案】D
【解析】卤素单质(F2→I2)与氢气发生化合反应由易到难(反应由F2与H2不需要任何条件，到H2与I2加热才化合，并且化合生成的HI同时分解)，生成的氢化物稳定性逐渐减弱。
3．（易）下列关于碱金属元素和卤素的说法中错误的是( )
A.随核电荷数的增大,碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大
B.碱金属元素中,锂原子失去最外层电子的能力最弱;卤素中,氟原子得电子能力最强
C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D.单质溴与水的反应比氯气与水的反应更剧烈
【答案】D
【解析】由于Cl比Br非金属性强,故Cl2与H2O的反应比Br2与H2O的反应更剧烈,故D项错误。
4．（中）关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是（ ）
A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示
B．还原性：Cl->Br-
C．卤素单质的密度从F2→I2随相对分子质量增大而增大
D．F2可以从NaCl溶液中置换出Cl2
【答案】C
【解析】A．F2与水反应的化学方程式为2F2＋2H2O=4HF＋O2，A错误；B．因为单质的氧化性：Cl2>Br2，故还原性：Cl-
A．由单质铁和氯气反应生成FeCl3，推出单质铁和碘单质反应生成FeI3
B．由元素周期表中从上到下，卤族元素单质熔沸点逐渐升高，推出碱金属元素单质熔沸点逐渐升高
C．最高价氧化物的水化物的酸性，由N的强于P的，推出F的强于Cl的
D．由Na在常温下与水剧烈反应，推出K在常温下也能与水剧烈反应
【答案】D
【解析】A项，碘单质的氧化性弱于三价铁，不能将铁氧化为三价铁，错误；B项，卤素单质属于分子晶体，相对分子质量越大熔沸点越高，原子序数越大，其单质熔沸点越高，而碱金属元素锂、钠、钾、铷、铯，随着核电荷数的增加，其熔沸点逐渐降低，错误；C项，F没有最高正价，则不存在最高价氧化物的水化物，错误；D项，同主族元素从上到下金属性增强，则金属性：K＞Na，由Na在常温下与水剧烈反应，推出K在常温下也能与水剧烈反应，正确。
6．（难）向NaBr、NaI混合液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成不可能是（ ）
A．NaCl，NaIB．NaCl，NaBr
C．NaCl，NaBr，NaID．NaCl
【答案】A
【解析】Br-、I-的还原性：Br-＜I-，向NaBr、NaI的混合溶液中通入一定量氯气后，先发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2，氯气过量时再发生反应：2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，据此结合Br2和I2的性质分析。A．当加入氯气，氯气先和碘离子反应，后和溴离子反应，所以固体是中不可能是NaCl、NaI，故A符合题意；B．当氯气少量时，发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2，部分2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2反应，加热过程中，碘升华，所以固体是NaCl、NaBr，故B不符合题意；C．当氯气少量时，只发生部分2NaI+Cl2=2NaCl+I2反应，加热过程中，碘升华，所以固体是NaCl、NaBr、NaI，故C不符合题意；D．当氯气过量时，发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2、2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，加热过程中，Br2易挥发、I2易升华，最后剩余固体是NaCl，故D不符合题意。答案选A。
7．（中）已知常温下，浓盐酸与高锰酸钾反应可以生成氯气。如图甲、乙、丙三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、润湿的淀粉－KI试纸、润湿的品红试纸，下列说法正确的是（ ）
A．该实验通过现象可以证明氧化性：
B．沾有品红溶液的试纸会褪色，若再对丙微热则恢复红色
C．甲的现象也可以证明的还原性强于
D．与NaBr溶液反应的实质与与NaBr溶液反应类似
【答案】C
【解析】A．该实验现象不能证明氧化性，因为过量的和KI反应也能置换出，选项A错误；B．使润湿的品红试纸褪色主要是因为次氯酸的强氧化性漂白品红，生成稳定的无色物质，加热不会恢复原色，选项B错误；C．甲中发生的反应是，利用还原剂的还原性强于还原产物，也可以证明的还原性强于，选项C正确；D．通入NaBr溶液中，优先与水反应；通入溶液中，优先与NaBr反应，二者反应实质不同，选项D错误；答案选C。
8．（中）碘(I)在元素周期表中位于ⅦA族，是人体必需的微量元素之一。
（1）eq \(\s\up 11(131),\s\d 4(53))I可用于治疗甲亢。eq \(\s\up 11(131),\s\d 4(53))I的原子核内中子数为_______。
（2）①碘元素的非金属性比氯元素的弱，其原因是由于同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，___________逐渐增大，___________能力逐渐减弱。
②下列事实能够用“碘的非金属性比氯的弱”来解释的是________(填序号)。
a．碘单质的熔点高于氯单质
b．高氯酸的酸性强于高碘酸
c．Cl2与H2的化合比I2与H2的化合更容易
（3）氢碘酸是HI的水溶液，是一种酸性比盐酸强的酸。
资料：ⅰ．盐酸和氢碘酸均可使氢氧化铁溶解，后者得到的产物中含有I2。
ⅱ．KI溶液不能溶解氢氧化铁，KI溶液与FeCl3溶液反应的产物中含有I2。
①盐酸与氢氧化铁发生反应的离子方程式是Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O；氢碘酸与氢氧化铁发生反应的离子方程式是_______________________________________。
②结合上述资料，由物质性质解释①中两反应的异同：_____________________。
【答案】（1）78 （2）①半径 ②得电子 ③bc （3）①2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2＋6H2O ②I－的还原性大于Cl－，Fe3＋能氧化I－，所以氢碘酸与氢氧化铁发生氧化还原反应
【解析】（1）质量数＝质子数＋中子数。eq \(\s\up 11(131),\s\d 4(53))I的质量数是131、质子数为53，核内中子数为131－53＝78；（2）①碘元素的非金属性比氯元素的弱，其原因是由于同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱；②a项，单质的熔沸点与元素的非金属性无关，碘单质的熔点高于氯单质与碘的非金属性比氯的弱无关，故不选a；b项，元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，高氯酸的酸性强于高碘酸，说明碘的非金属性比氯的弱，故选b；c项，元素非金属性越强，其电子越易与氢气化合，Cl2与H2的化合比I2与H2的化合更容易，说明碘的非金属性比氯的弱，故选c；选bc；（3）①Fe3＋能氧化I－，氢碘酸与氢氧化铁发生反应的离子方程式是2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2＋6H2O；②I－的还原性大于Cl－，Fe3＋能氧化I－，所以氢碘酸与氢氧化铁发生氧化还原反应。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
设计
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第四课时 原子结构与元素的性质—卤素
一、卤素原子的结构特点及物理性质
1、卤素的概念及原子结构
（1）概念：第ⅦA族统称卤族元素（简称卤素），包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)、ti´an(Ts)六种元素（后两种具有放射性）。
（2）结构特点：最外层电子数都是7（大于4），从上到下即由F→I，随着核电荷数增加，电子层数增多。
2、卤素单质的物理性质及变化规律
（1）相似性(原子结构的相似性)：都有颜色，有毒，在水中溶解度不大，熔、沸点较低。
（2）递变性(原子结构的递变性决定)：从F2到I2，熔、沸点依次升高、密度逐渐增大。
二、卤素单质化学性质的相似性和递变性
1、预测卤素单质的化学性质
2、实验探究卤素单质的化学性质
教学
反思
本节课属于内容较抽象，理论性强，教学必须具有严密的逻辑性，从课堂教学的结构上，应当体现出教材本身逻辑系统的要求；要重视理论推理。本节课为了提高学生学习的积极性，通过课堂讨论的形式，教师进行适当的引导，让学生自主思考和交流，启发学生动脑、动口、动手，主动积极地进行学习，可提高他们的逻辑思维能力和语言表达能力，从而提高教学质量。同时，教学中通过学习评价落实“思考与讨论”栏目内容，可以适当拓宽学生的知识视野，如新教材在必修第一册和第二册都没有关于萃取的介绍，在实验探究中增加四氯化碳的萃取操作，让学生对萃取有一个初步的认识等。从素养为本的课堂中培养了学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的核心素养。
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