高中化学鲁科版必修1第4节 海水中的化学元素第2课时教案

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第2课时　溴与海水提溴教学目标　　　　　1．课标要求(1)了解综合开发利用是海水化学资源利用的必然趋势。(2)了解氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变情况及卤素单质和化合物的重要用途。(3)学会应用氧化还原反应原理设计实验方案。2．三维目标(1)知识与技能通过观察思考，交流研讨等教学活动，使学生认识到氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变顺序及溴单质和溴的化合物的重要用途。(2)过程与方法通过对氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序的活动探究，学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。(3)情感态度与价值观目标了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值，认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。培养团结合作的意识，感受团结协作获得成功之后的自豪感。教学分析　　　　　1．教材分析本节选自高中化学(鲁科版)必修1第三章第四节第二课时，是在认识了海洋中的元素，学习了第一课时镁之后对海洋中的元素溴的研究，是对海洋元素研究的继续。进一步介绍元素化合物知识和研究方法，并对同族元素构成的单质及化合物的性质进行比较，是认识元素周期律、元素周期表知识的重要基础。已经在第一章中研究了同族元素氯的性质。氯是一种比较典型的、重要的非金属元素。本节课对比氯气的性质来研究溴单质和碘单质的性质，掌握研究物质性质的基本方法和程序为以后的学习奠定基础。2．学情分析在本节内容学习之前，学生在知识水平方面已经学习过氯气的性质，可以通过比较氯气的性质自己总结溴单质和碘单质的某些性质。在技能水平上已经具有独立操作实验能力和分析问题解决问题的能力；我所任教的学生是省重点中学学生，知识基础比较好，参与课堂活动比较积极活跃，但可能耐心不够，观察、实验记录方面能力会有所欠缺，所以在活动探究阶段要做好指导。教学重点、难点　　　　　1．重点溴单质和碘单质的物理性质和化学性质；氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。2．难点氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。教学方法　　　　　本课主要教法：交流讨论法、实验探究法难点的突破：通过实验探究氯、溴、碘单质氧化性的强弱比较课前准备　　　　　学生的学习准备：预习实验，完成学案填写教师的教学准备：准备多媒体、实验仪器(新制氯水、溴单质、碘单质、四氯化碳、蒸馏水、淀粉溶液、试管、胶头滴管等)板书设计　　　　　三、溴与海水提溴1．物理性质(颜色、状态、溶解性、挥发性、特性)2．萃取：利用混合物中一种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中提取出来的分离方法叫萃取。萃取所用的仪器是分液漏斗。3．氧化性：Cl2>Br2>I2还原性：I－>Br－>Cl－2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br22I－＋Cl2===2Cl－＋I22I－＋Br2===2Br－＋I24．海水提溴：浓缩、氧化、提取2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2情景导入　　　　　【问题思考】你知道加碘盐中碘的存在形式是什么吗？是碘单质吗？【实验验证】取少量食盐加入试管中，溶于水，滴入几滴淀粉溶液观察现象。(学生已经知道碘单质遇淀粉变蓝)【设计思路】以贴近生活的问题引入新课，学生会产生强烈的探究兴趣。【联想质疑】溶液颜色无变化说明食盐中没有单质碘，那么碘单质的状态和颜色是怎样的呢？【引导过渡】碘和氯、溴等元素在原子结构和性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。前面我们学习过氯气，下面我们一起来探讨溴单质和碘单质的性质。【板书】三、溴与海水提溴推进新课　　　　　【观察思考】[演示实验1]观察溴单质和碘单质的状态、颜色；取少量的溴单质和碘单质，分别观察它们在水、酒精和四氯化碳溶剂中的溶解情况和所形成溶液的颜色，把观察结果填入下表中：物理性质溴单质碘单质颜色  状态  溶解性和溶液颜色水中  酒精中  四氯化碳中  [演示实验2]取少量碘单质，放入烧杯中，将盛有冷水的圆底烧瓶置于烧杯上方。加热烧杯，观察发生的现象。【问题思考】1.以上实验反映了溴单质和碘单质的哪些性质？2．在保存溴单质和碘单质时应分别注意哪些问题？3．如何除去固体食盐中混有的碘单质？【设计思路】以上三个问题具有一定的梯度，使学生对溴单质和碘单质性质的认识逐渐加深。【归纳总结】溴单质与碘单质易溶于酒精、四氯化碳、汽油等有机溶剂，微溶于水。溴易挥发，所以需水封保存，且盛放在棕色、磨砂玻璃塞、细口瓶中。碘单质易升华，可以通过加热使碘升华实现与其他固体的分离。【板书】1.物理性质(颜色、状态、溶解性、挥发性、特性)【深入探究】如何从NaCl溶液与碘水的混合液中分离出碘单质呢？【设计思路】此问题需从混合溶液中分离出碘，学生回忆所学的分离方法(过滤、渗析、蒸发结晶等)，都不能很容易地分离出碘，产生认知冲突。再根据碘在不同溶剂中溶解度的不同引出萃取的概念更易接受，而且印象深刻。【实验探究】学生根据碘单质在水和有机溶剂中溶解性的不同自主探究完成NaCl与碘的水溶液中碘的提取。(实验操作之前老师向学生介绍分液漏斗的应用)实验表明，用CCl4可以从水溶液中提取碘，这种分离方法叫萃取。【板书】2.萃取——利用混合物中一种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中提取出来的分离方法叫萃取。萃取所用的仪器是分液漏斗。【归纳总结】学生根据萃取的原理和实验过程总结萃取的步骤和萃取剂必须具备的条件。步骤：混合、振荡、静置分层、分液萃取剂必须具备的条件：(1)萃取剂和原溶剂互不相溶；(2)萃取剂和原溶剂互不发生反应；(3)溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。【设计思路】学生可以根据实验原理和实验结果归纳结论，提高分析问题的能力和概括总结能力。【引导过渡】溴、碘的单质与氯气的化学性质有相似性，我们已经学习过氯气的性质，那么溴单质和碘单质在化学性质方面有哪些特点呢？【学生回答】根据氯气的性质预测溴单质和碘单质可以和以下几类物质反应：1．金属单质(如Fe)2．非金属单质(如H2)3．H2O(X2＋H2O===HX＋HXO　X＝Cl、Br、I)4．碱(X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O　X＝Cl、Br、I)5．其他常见的还原剂(如H2S、SO2等)【矫正补充】1．碘的氧化性较弱，遇变价金属得低价化合物。如碘与铁反应生成FeI2。2．氯、溴、碘的单质都能与H2反应，生成HX；HCl、HBr、HI都易溶于水，且都是强酸。3．氯、溴、碘的单质都能与水反应：X2＋H2O===HX＋HXO，但反应程度依次减弱。4．AgBr为浅黄色难溶物；AgI为黄色难溶物。二者见光都易分解。【小结】溴、碘单质的性质与氯气的性质有相似性，均具有氧化性。【设计思路】在学生已有知识的基础上对新课内容作相应的补充，扩大知识面。【活动探究】我们已经认识了氯气的强氧化性，那么溴单质和碘单质的氧化性强弱如何呢？【分组讨论】学生分成若干小组，根据溴单质和碘单质的物理性质和化学性质各自设计实验方案比较其氧化性强弱。【交流矫正】各小组派代表陈述实验方案，大家一起分析其实验方案是否可行。【分组实验】用氯水、溴水、碘水、氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳、淀粉溶液设计实验，探究氯、溴、碘三种单质的氧化性强弱。记录实验现象、实验结论或化学方程式。【设计思路】学生可以通过氯单质、溴单质、碘单质在四氯化碳中颜色不同来验证氧化产物，也可以用淀粉来验证碘单质的生成。学生自主选择最合适的药品来验证氯、溴、碘三种单质的氧化性强弱，使探究活动更加灵活多样。【交流分享】各组展示实验结果，然后小组之间交流讨论，总结成功或失败的原因并归纳结论。学生各抒己见，分别提供设计方案：方案1：分别将氯水加入溴化钠溶液中(实验1)，溴水加入碘化钠溶液中(实验2)，氯水加入碘化钠溶液中(实验3)，然后加入四氯化碳振荡，根据有机层颜色的不同来判断产物。颜色分别是橙(红)色、紫色、紫色(如图)，说明分别生成了溴单质、碘单质、碘单质。从而确定氧化性Cl2>Br2>I2。方案2：在实验1中先加入少量氯水，然后加入碘化钠溶液和淀粉溶液，实验2和实验3中直接加入淀粉溶液，通过看溶液颜色是否变蓝来确定是否有碘单质生成。【评价总结】两种方案均是根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物来设计实验方案。方案1和方案2 均是通过观察溶液的颜色来判断是否发生了氧化还原反应，合理可行。【问题思考】1.通过实验探究，你认为氯、溴、碘单质的氧化性强弱如何？写出发生反应的离子方程式。2．氯、溴和碘单质的氧化性强弱对于从溴化物中提取溴有何启示？【归纳总结】氯、溴、碘单质的氧化性依次减弱，排在前面的卤素能把排在后面的卤素从它们的卤化物中置换出来。海水中溴的存在形式是Br－，所以可以用氧化性强的Cl2将Br－氧化得到Br2。【板书】3.氧化性：Cl2>Br2>I2还原性：I－>Br－>Cl－2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br22I－＋Cl2===2Cl－＋I22I－＋Br2===2Br－＋I2【指导阅读】阅读P101，思考下列问题：1．海水提溴的化学反应原理是什么？工业流程所经历的主要步骤有哪些？2．溴及其化合物在工业、农业、医药等方面有哪些用途？3．为了降低开发成本，海水化学资源的利用将走什么道路？我国科学家在此领域取得了哪些成就？【设计思路】引导学生自觉、主动、深层次的参与学习过程，通过对实际问题的解决，使新知识学以致用。【学生总结】1.海水提溴：溴单质的氧化性介于氯和碘之间，因此海水提溴可以选取氯气作氧化剂。大体分为三个步骤：浓缩　海水中的Br－的浓度很小，大约0.067 g/L，海水晒盐剩下的苦卤中的Br－浓度较大，可作提取溴的原料。氧化　向苦卤中通入氯气。Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2提取　向溶有溴的苦卤中鼓入热空气或水蒸气，使溴挥发而分离出来。溴的用途很广泛。2．海水的综合利用目前，我国海水资源的综合利用，以及从海水中直接提取溴、钾等还处在发展中，海水中大量的宝藏还有待于进一步开发，随着科学技术的进步，我国海水资源的开发和利用，必将为我国的经济建设提供越来越多的重要物质。【板书】4.海水提溴：浓缩、氧化、提取【概括整合】根据P102的提示，概括整合本节内容。课堂小结运用研究物质性质的基本方法和程序，通过问题思考、讨论互动、实验探究等方法完成了对溴单质和碘单质性质的探究，并得出了氯、溴、碘单质氧化性的递变规律，了解了卤素单质及化合物的重要用途。教学反思这是一节以溴、碘单质的性质和氯、溴、碘单质氧化性强弱比较为探究重点的常规课，本节课的亮点有以下几点：1．能紧密结合STS内容创设问题情境。2．能类比氯气的化学性质预测溴、碘单质的性质。3．学会应用氧化还原反应原理设计实验方案，并通过自主实验探究完成氯、溴、碘单质氧化性强弱比较。4．提高了学生分析问题解决问题的能力。5．引导学生关注人类对海洋资源的综合开发利用，加深了对海洋的认识。在课程实施过程中，学生思维活跃，积极而投入，思维不断碰撞，比较好地落实了教学目标。但是由于一节课时间有限，实验量大，学生观察、记录、分组讨论后，交流分享的时间较少。如何做到课堂高容量而学生又能有充足的时间来探讨问题，这两者的矛盾一直是我无法解决的地方，有待以后不断地去努力寻找更加合理的方法！课堂作业　　　　　1．一硬质玻璃管的两端装有带导管的塞子，左、中、右分别放有3个湿棉球(如图所示)。c球浸有淀粉碘化钾溶液；b球浸有碘化钾浓溶液；a球浸有溴化钾溶液。实验时，从右端缓缓通入氯气，同时在b处微热，并逐渐向左移动酒精灯。则可观察到：在a处有________色的________产生；在b处有________色的________产生；c球变成________色；稍冷却后，b、c之间的管壁上有________色的________析出。通过实验可以判定Cl2、Br2、I2的氧化性________最强，Cl－、Br－、I－的还原性________最弱。2．将13.4 g KCl和KBr的混合物，溶于水配成500 mL溶液，通入过量的Cl2，反应后将溶液蒸干，得固体11.175 g。则原来所配溶液中K＋、Cl－、Br－的物质的量之比为(　　)。A．3∶2∶1                     B．1∶2∶3C．1∶3∶2                     D．2∶3∶1答案：1.红棕　液体　紫　气体　蓝　紫黑　晶体　Cl2　Cl－2．A解析：方法一　将溶液蒸干后，Br2挥发，所得的固体是KCl。可利用差量法解题2KBr＋Cl2===2KCl ＋ Br2　　　　Δm2 mol　　　　　　　　　　　　　2×(80－35.5)gn(KBr)　　　  　　　　　　　　13.4 g－11.175 gn(KBr)＝0.05 moln(KCl)＝(13.4 g－0.05 mol×119 g·mol－1)/74.5 g·mol－1＝0.1 mol所以：n(K＋)∶n(Cl－)∶n(Br－)＝0.15 mol∶0.1 mol∶0.05 mol＝3∶2∶1方法二　在任何电解质溶液中，电荷守恒。即n(Cl－)＋n(Br－)＝n(K＋)