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高中化学第二节 氯及其化合物获奖教案设计
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这是一份高中化学第二节 氯及其化合物获奖教案设计,共16页。教案主要包含了课后巩固等内容,欢迎下载使用。
专题 氯及其化合物的应用
专题:氯及其化合物的应用
课时
1
授课年级
高一
课标要求
能利用有关概念对含氯元素物质的常见反应进行分类,说明氯及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响;能有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与有关环境保护、工业生产等社会议题的讨论。
教材
分析
本节内容是人教版(2019版)教材第二章第二节内容,这一部分内容是元素化合物知识的重要组成部分,是学生在高中阶段第一节学习了典型的金属元素—钠,了解了研究金属元素及其化合物的思路和方法,初步构建了含同种元素的物质间的转化关系后,系统学习的第一种非金属元素,在高中化学学习中占有重要地位。教材选择氯气的性质、用途等内容进行比较全面的学习和研究,不但可以让学生了解典型非金属单质及其化合物的性质,而且对学习其他非金属元素及其化合物的性质,形成正确的观点、掌握学习的思路和方法起到引导作用。而且教材中涉及的食盐、漂白粉等含氯的化合物学生都相对熟悉,学习内容与日常生活比较贴近,学习时,容易使学生产生一种亲近感,有一种似曾相识的感觉,容易产生强烈的求知欲望,有效地降低了学习的难度,较好的体现了一种人文关怀。
本节教材以氯及其化合物的研究为载体,建构了非金属及其化合物的研究模型,为高中学习元素化合物的知识起到了巩固和提高的作用,突出了对学生化学学科核心素养的培养,有利用于后续硫、氮及其化合物的学习。本节内容包括氯气的性质、氯气的实验室制法、氯离子的检验三个部分,共分三个课时完成(含1个专题)。教学的重点是在学习氯气单质的过程中,关注这些含氯元素物质间的转化,建构不同价态物质间的转化关系,形成非金属及其化合物的研究思路和方法。教学的难点是氯气与水和氢氧化钠的反应。
“氯及其化合物的应用”是本节内容的第三课时。本课时以氯水的成分的探究为载体,深化了非金属及其化合物的研究模型,突出了对学生化学学科核心素养的培养。教学过程结合教材“化学与职业”栏目,以水质检验员为引子,让学生了解与“氯及其化合物”有关的职业,明确职业价值,激发学生的学习兴趣。根据上节课学习的氯气与水反应的原理及产物,引导学生根据产物成分的性质:酸性、漂白性和不稳定性,设计实验进行验证,深化对氯水的成分和性质认识。在认识氯水具有漂白性但不稳定后,再提出“工业上如何获得稳定的漂白剂”等问题,引出工业制备漂白粉的方法原理,联系社会有关化学热点问题,以日常生活中的应用为情境线索,提出84消毒液和洁厕灵能否混合使用的问题,再通过实设计实验探究84消毒液和洁厕灵混合反应得到的气体的性质,包括实验中观察到的物理性质、分别遇干、湿红色石蕊试纸的现象等,获取证据进行推理,培养证据意识。最后得出结论,发展学生的参与意识。同时,体现了科学态度和社会责任相结合的思想,强化证据推理意识。
教学目标
1.通过设计实验探究氯水的成分,完善含氯元素的物质间的转化关系,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。
2.通过含氯物质性质和用途的学习,感受物质性质与用途的关系,体会化学对生活、环境保护的重要意义,增强社会责任感,进一步了解研究物质的思路和方法。
教学重、难点
重点:氯水的成分及多重性、含氯化合物的应用
难点:次氯酸的漂白性检验的干扰因素的排除。
核心素养
证据推理与模型认知:通过对氯水成分及性质的实验设计、验证,建立实验研究物质的基本模型,掌握利用该模型分析判断物质的成分及性质的方法。
科学探究与创新意识:通过含氯化合物制备、性质的实验探究,进一步掌握含氯化合物的转化关系,了解实验探究的一般过程与一般方法,培养初步的科学探究能力和创新意识。
科学精神与社会责任:通过学习含氯物质在生产、生活及化学研究等方面的应用,体会化学对生活、生产及环境保护的重要意义,增强社会责任感。
学情分析
学生已经初步掌握氯及其化合物的主要性质,知道利用化合价变化去认识氧化还原反应中物质的转化关系,了解一些含氯物质在生产、生活中的应用。但对相关知识认识和理解有待深入,知识不构系统化,利用已有知识解决实际问题的能力待进一步提高。
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】氯气与水、氢氧化钠溶液反应的原理。
【学生】板书化学方程式: Cl2+H2OHCl+HClO,
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 。
【回顾2】次氯酸和次氯酸盐有和相同的化学性质?工业上制取漂白粉原理。
【学生1】次氯酸和次氯酸盐都具有强氧化性,工业上制取漂白粉是用氯气与 石灰乳 反应制得。
【学生2】板书化学方程式:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 。
【预习1】新制氯水中含有氯元素的微粒,家用消毒液的有效成分。
【学生1】新制氯水中含有氯元素的微粒有 Cl-、ClO-、Cl2、HClO等。家用消毒液的有效成分是 NaClO,次氯算的酸性比碳酸弱。
【预习2】漂白粉在空气中失效的原理。
【学生2】漂白粉露置于空气中最终得到的物质是 CaCl2 。
【学生3】板书有关化学方程式:Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,
2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl+O2↑,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 。
【导入】观看福建厦门原电化厂氯气泄露事件视频。当时大量氯气在空气中弥漫,厂区附近的居民及多所小学、幼儿园的师生,出现各种不适反应。幸亏消防员及时赶到现场,用高压水枪驱散氯气,几小时后险情排除,后经医疗鉴定,他们都是氯气刺激性反应出现的症状,尚未造成大面积人员中毒事件。(见PPT视频)
回顾旧知,预习新知,创设化学事故情境,激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧氯水的多重性及检验
活动一、氯水的多重性
【过渡】氯气溶于水,部分于水反应,形成混合物—氯水,所以,氯水具有多重性质。
【问题1】回顾氯水中的成分是什么?根据氯水的成分可知,新制氯水应具有哪些化学性质?
【学生1】新制氯水中部分氯气与水发生反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO。所以,新制氯水中含有“三分子”:H2O、Cl2、HClO。“四离子”:H+、OH-、Cl-、ClO-。
【学生2】根据氯水的成分可推知,新制氯水应该具有强酸性(其中盐酸为强酸,次氯酸为弱酸)、不稳定性(次氯酸见光易分解)、强氧化性(次氯酸、Cl2)等性质。
【教师】评价、强调。
【问题2】氯水中含有Cl2,所以氯水呈淡黄绿色,新制氯水中含有的Cl2和次氯酸(HClO)均具有强氧化性,有何区别?
【学生1】①氯水中Cl2和HClO均具有强氧化性,所以新制氯水具有强氧化性。
【学生2】②次氯酸除具有强氧化性外,还具有弱酸性(一元弱酸,比碳酸弱)和不稳定性(见光易分解,反应的方程式:2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl+O2↑)。
【学生3】③氯水具有漂白性的原因是因为氯水中的HClO的强氧化性,可将色素氧化而使其颜色褪去;其次,HClO的氧化性比Cl2强,还能杀死水里的病菌,给自来水杀菌、消毒;氯气虽具有强氧化性,但干燥的氯气不具有漂白性。
【教师】评价、补充:当向氯水中加入强还原性物质,便可与Cl2发生氧化还原反应。如:氯水能使润湿的淀粉KI试纸变蓝(用于对Cl2收集的验满),还能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应,你能写出反应的方程式吗?
【学生】板书:Na2SO3+Cl2+H2O===Na2SO4+2HCl,2FeBr2+3Cl2(足量)===2FeCl3+2Br2。
【教师】强调:氯气与FeI2、FeBr2反应时,量不同,反应不同。
【对应练习1】氯气的水溶液称“氯水”,氯水中含有多种分子和离子,因此氯水有多重性质,下列有关新制氯水的说法中不正确的是( )
A.新制氯水呈淡黄绿色,是因为氯水中溶解了未反应的Cl2
B.新制氯水滴入硝酸银溶液中产生白色沉淀是因为氯水中有Cl-
C.久置氯水酸性将增强
D.新制氯水能使有色布条褪色是因为Cl2具有漂白性
【答案】D
【解析】氯水中含有三分子(H2O、Cl2、HClO)、四离子(H+、Cl-、ClO-、OH-),因此氯水具有漂白性(HClO)、强氧化性(HClO、Cl2)、酸性(HCl),久置的氯水中,HClO分解生成HCl和O2,HCl溶于水形成盐酸,氯水酸性增强。据此解答。A.新制氯水中,部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸。未反应完的氯气溶解在水中,使氯水呈淡黄绿色,故A项正确;B.新制氯水中存在HCl分子,向新制氯水中滴入硝酸银溶液,Ag+与Cl-反应产生白色沉,故B项正确;C.氯水久置后,氯水中的次氯酸分解生成氧气和HCl气体,HCl溶于水形成盐酸,溶液酸性增强,故C项正确;D.新制氯水能使有色布条褪色,是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,故D项错误。故答案为:D。
【对应练习2】下列说法正确的是( )
A.向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红后褪色
B.光照新制氯水有气体逸出
C.漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2,应密封保存
D.氯气有漂白性,所以氯气能使湿润的有色布条褪色
【答案】B
【解析】A.久置的氯水成分为盐酸,向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液,溶液将先变红不褪色,故A错误;B.光照次氯酸分解生成氧气,所以光照新制氯水有气体逸出,该气体是氧气,故B正确;C.漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,放久会与空气中的二氧化碳发生反应生成次氯酸而失效,应密封保存,故C错误;D.氯气不有漂白性,具有漂白性的是氯气与水反应生成的次氯酸,所以氯气能使湿润的有色布条褪色,故D错误;答案选B。
通过深入探究氯水的成分,掌握氯水的性质—酸性和强氧化性。培养“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”化学核心素养。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
活动二、氯水成分的检验方法
【过渡】氯水中含有多种成分,所以氯水会表现出多重性质。如氯水中的盐酸和次氯酸都能体现出酸性,氯气和次氯酸都具有强氧化性,那么我们该如何区分呢?
【问题1】氯水的多种成分决定了它具有多重性质。如何设计简单实验进行验证新制氯水中含有①Cl2的强氧化性;②HCl的强酸性;③HClO的强氧化性、弱酸性;④Cl-的性质?填写下表内容。
【教师】引导、启发:可以从酸性和氧化性强弱不同等去判断。
【学生】讨论交流,完成表格内容。
反应微粒
所加试剂
实验现象
离子方程式或解释
Cl-
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl-+Ag+===AgCl↓
H+
Na2CO3固体
有气泡产生
2H++COeq \\al(2-,3)===CO2↑+H2O
HClO
有色布条
布条颜色褪去
HClO具有强氧化性
Cl2
FeCl2溶液
溶液由浅绿色变为棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Cl2、H2O
SO2
氯水颜色褪去
SO2+Cl2+2H2O===4H++SOeq \\al(2-,4)+2Cl-
HClO、H+
石蕊溶液
先变红后褪色
酸性和漂白性
Cl2、H+
镁粉
氯水的颜色褪去并有气泡产生
Mg+Cl2==Mg2++2Cl-
Mg+2H+==Mg2++H2↑
【教师】评价、补充。
【问题2】探究:液氯、新制氯水与久置的氯水有何区别?由此可知实验室里如何保存氯水?填写下表内容。
【教师】启发、引导:从物质的组成成分和性质去分析。
【学生】思考交流,完成表格内容:液氯、新制氯水与久置的氯水的区别:
新制氯水
久置氯水
液氯
区别
氯气的水溶液
稀盐酸
氯气的液体状态
分类
混合物
混合物
纯净物
颜色
浅黄绿色
无色
黄绿色
组成微粒
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、H2O、OH-
Cl2
性质
多种成分,多重性质,如酸性、漂白性、氧化性等
有酸性(比新制氯水强)
仅表现Cl2的性质
保存
实验室中氯水需现用现配。保存氯水时,应避免光照、受热,实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。
【教师】评价、强调。
【问题3】阅读教材P45页“科学 技术 社会”栏目内容,思考验证次氯酸光照分解产物的数字化实验原理与方法是什么?
【学生】数字化实验将传感器、数据采集器和计算机依次相连,采集实验过程中各种物理量(如pH、温度、压强、电导率等)变化的数据并记录和呈现,通过软件对数据进行分析,获得实验结论。
【教师】强调:数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。
【教师】追问:验证次氯酸光照分解的产物可以设计成数字化实验有哪些步骤如?
【学生1】第一步:将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别与数据采集器、计算机连接;
【学生2】第二步:将三种传感器分别插入盛有氯水的广口瓶中;
【学生3】第三步:用强光照射氯水,同时开始采集数据。
【教师】讲解、投影:测定氯水光照过程中,pH、氯离子浓度、O2的体积分数三个量的变化情况如下图所示:
【教师】结论:新制氯水在光照条件下,pH逐渐减小(酸性逐渐增强);氯离子浓度逐渐增大;氧气在空气中的体积分数逐渐增大。
【对应练习1】新制氯水中含多种微粒,通过下列实验操作和现象得出的结论不正确的是( )
选项
实验操作和现象
得出的结论(氯水中含有)
A
向NaBr溶液中滴加新制氯水,溶液变橙黄色
Cl2
B
向NaHCO3溶液滴加新制氯水,产生无色气体
H+
C
向FeSO4溶液中滴加新制氯水,溶液变黄色
HClO
D
向紫色石蕊试液中滴加新制氯水,溶液先变红后褪色
OH-
【答案】CD
【解析】A项,氯气把溴离子氧化成溴单质,正确;B项,氢离子与碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水,正确;C项,氯气把亚铁离子氧化为铁离子,错误;D项,紫色石蕊溶液先变红,是因为有氢离子,溶液有酸性,后褪色,是因为有次氯酸,溶液有漂白性,错误。
【对应练习2】数字化实验是将传感器、数据采集和计算机连接起来,采集实验过程各变化数据。下图是用强光照射广口瓶中新制氯水时所获图象,下列纵坐标代表的物理量与图象不相符的是( )
A.溶液的pHB.溶液中氢离子的浓度
C.瓶中氧气的体积分数D.溶液的导电能力
【答案】A
【解析】用强光照射新制氯水,HClO分解生成HCl,溶液酸性增强,pH减小,与图象不符,故A选;光照时,发生反应2HClO=2HCl+O2↑,HCl在水中完全电离,则氢离子的浓度增大,与图象相符,故B不选;HClO分解生成O2,则瓶中氧气的体积分数增大,与图象相符,故C不选;HClO是弱电解质,分解生成强电解质,溶液中离子浓度增大,则溶液的导电能力增大,与图象相符,故D不选;故选:A。
通过设计简单实验,探究氯水各成分性质的具体体现,提升对氯水组成和性质的认识,培养“宏观辨识与微观探析”化学核心素养。
通过对比分析,突破易混观念的辨析和理解。
结合数字化实验技术,探究物质的性质。通过实验图像的解读,初步掌握图形阅读的最基本方法(坐标的意义)。丰富教学手段,拓宽知识视野。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
环节三、
含含氯物质的性质及应用
活
活活动一、氯气与水反应的特点与应用
【过渡】氯及其化合物在日常生活、工农业生产、科学研究等方面都有着广泛的应用,下面我们将继续对部分应用作进一步的研究。
【问题1】用排饱和食盐水的方法收集Cl2的原理是什么?除去Cl2的混有的HCl气体时,所选最佳试剂是什么?如何制备较高浓度的HClO?
【教师】启发、引导:可以从可逆反应的特点、物质的性质等方面分析。
【教师】讲解:可逆反应是指在相同条件下,可以同时向两个方向进行的反应。其特点是在一定条件下,反应最终会达到平衡状态(即向两个方向进行的速率相等),类似初中学过的溶解平衡。
【学生1】①氯水中存在三个平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO、HClOH++ClO-、H2OH++OH-。
【学生2】②饱和食盐水中Cl-浓度大,氯气与水的反应向左进行程度大,导致Cl2在水中的溶解度小,故用排饱和食盐水法收集Cl2。
【学生3】HCl极易溶与水生成强酸—盐酸完全电离:HCl==H++Cl-,不具有可逆性。所以HCl溶解度不受氯离子浓度影响。
【学生4】③氯气溶于水部分与水反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,该反应为可逆反应,饱和食盐水中Cl-浓度大,会使该平衡向左移动,导致Cl2溶解度很小。
【教师】综上,除去Cl2中HCl杂质时,把混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶,由于在饱和食盐水中的溶解度很小,而HCl溶解度大,所以可以除去Cl2中HCl杂质。
【教师】追问:同理,请思考如何制备高浓度的HClO呢?
【学生1】可向新制氯水中加入CaCO3粉末,此时HCl反应,而HClO的酸性较H2CO3弱不反应,氯气与水的反应右移,HClO浓度增大。
【学生2】板书反应方程式:CaCO3+HCl==CaCl2+CO2↑+H2O,而CaCO3+HClO→不反应。
【问题2】实验探究:将新制的饱和氯水滴入含有酚酞的氢氧化钠的溶液中,溶液褪色,如何设计简单实验证明褪色的原理是什么?
【教师】引导:溶液褪色可能的原因有哪些?
【学生1】褪色原因是将新制的饱和氯水滴入含有酚酞的氢氧化钠的溶液(红色)中,溶液褪色可能的原因是氯水具有强酸性与氢氧化钠发生中和反应。
【学生2】褪色原因也可能是氯水具有的漂白性。
【教师】请设计简单实验对这两种可能的原因进行验证。
【学生1】第一种方法:可以向反应后的混合溶液中继续滴加氢氧化钠溶液至过量,如果溶液又变红色,则说明是因中和反应褪色,反之是因氯水的漂白性褪色。
【学生2】第二种方法:可以向反应后的混合溶液中滴加酚酞溶液,若溶液变红(实际情况),则说明是氯水的漂白性褪色。反之是因中和反应褪色。
【教师】评价、强调。
【对应练习1】某化学试剂厂不慎发生了氯气泄漏事故,下列关于安全处理措施不正确的是( )
A.紧急组织群众沿逆风方向疏散
B.处在该厂实验室的工作人员,撤离时可以用NaHCO3溶液浸湿毛巾捂住口鼻
C.处在该厂附近家中的群众,应用肥皂水浸湿毛巾捂住口鼻,向低洼处撤离
D.消防官兵赶到现场后,把泄漏的氯气钢瓶投入一盛有石灰水的水池中
【答案】C
【解析】A.氯气有毒,沿逆风方向疏散能减少吸入氯气的量,避免中毒,故A正确;B.碳酸氢钠溶液能够吸收氯气,且碱性较弱,当氯气泄露时,可以用NaHCO3溶液浸湿毛巾捂住口鼻,故B正确;C.氯气密度大于空气密度,泄露时,应向高处撤离,故C错误;D.氯气能够与碱反应被碱吸收,所以消防官兵赶到现场后,把泄漏的氯气钢瓶投入一盛有石灰水的水池中,故D正确;故选:C。
【对应练习2】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.漂白粉具有还原性,可用于生活用水的消毒
B.ClO2具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
C.NaClO溶液显碱性,可用于杀菌、消毒
D.次氯酸具有弱酸性,可用作有色物质的漂白剂
【答案】B
【解析】A.漂白粉具有强氧化性,可以用于生活用水消毒,A错误;B.ClO2具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒,B正确; C.NaClO具有强氧化性,可以杀菌消毒,不是利用其碱性,C错误;D.次氯酸具有漂白性,能用于有色物质的漂白,D错误;答案选B。
创设问题情境,深化对氯及其化合物的认识和理解。
培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学核心素养。
根据宏观现象,创设问题情境,通过实验验证得出结论。培养“证据推理与模型认知”的化学核心素养。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
活
活活动二、漂白液与漂白粉的性质与应用
【过渡】84消毒液和漂白粉是我们生活中常见的含氯物质,下面我们进一步学习它们的制备及在使用过程中要注意的问题。
【问题1】思考交流:漂白液和漂白粉的制备方法、成分分别是什么?如何保存?
【学生1】Cl2与NaOH溶液反应制取漂白液:2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O。
【学生2】Cl2与石灰乳反应制取漂白粉:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。如果氯气与Ca(OH)2反应充分,并使次氯酸钙成为主要成分,则得到漂白精。
【教师】追问:通过制备原理可知,它们的主要成分和有效成分分别是什么?
【学生】漂白液的主要成分是NaClO,漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
【教师】漂白液和漂白粉的漂白原理是什么?可以得出什么结论?
【学生1】漂白原理(漂白粉在潮湿的空气中):2ClO-+CO2+H2O===2HClO+COeq \\al(2-,3)(漂白粉可生成CaCO3)。
【学生2】次氯酸不仅是弱酸,且酸性比碳酸弱。
【学生3】无论是漂白液还是漂白粉,漂白时都是先生成HClO,因此,漂白剂在漂白时加入适量的酸,可以增强漂白剂的漂白效果。
【教师】加盐酸增强漂白剂的漂白效果,可能会有哪些危害?
【学生】漂白剂的强氧化性可能会优化盐酸中的氯离子生成有毒的氯气。
【教师】综上,该如何保存漂白液、漂白粉?
【学生1】漂白液、漂白粉和漂粉精的保存方法是密封、避光并置于阴凉干燥处。
【学生2】因为:2HClOeq \(=====,\s\up7(光照))2HCl+O2↑,或CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
【教师】强调:即漂白液、漂白粉长期放在空气中会变质失效,最终漂白液得到的物质是NaCl溶液,漂白液得到的物质是CaCl2。
【问题2】工业上常将Cl2通入烧碱溶液来制备“84”消毒液,84消毒液能与洁厕灵(主要成分为HCl)混合使用吗?疫情期间,使用84消毒液杀菌、消毒时应注意哪些问题?
【学生1】①84消毒液有效成分为NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合会立即发生反应:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O产生有毒的氯气,所以“84”消毒液不能与洁厕灵混用。
【学生2】②使用84消毒液杀菌、消毒时应注意:密闭保存于阴凉处;一般用于清洗地面的84消毒液需要与水1:100的比例混合,喷洒家具和角落的则是1:20的比例混合使用;不能徒手接触,必须戴上塑料手套和口罩;不能用于床铺等纺织物(具有漂泊性)、蔬菜、水果等消毒等。
【教师】评价、补充完善。
【对应练习1】氯及其化合物在生产和生活中的应用十分广泛。下列说法正确的是( )
A.可用pH试纸测定氯水的pH
B.以氯气和石灰乳为原料制取漂白粉,其有效成分是次氯酸钙
C.在“84”消毒液中加入洁厕灵(含有盐酸)以增强其漂白性
D.Cl2能使湿润的有色布条褪色,说明Cl2具有漂白性
【答案】B
【解析】A.氯水中有次氯酸,具有漂白性,使用pH无法测定其pH值,A错误;B.氯气和石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙和水,氯化钙和次氯酸钙是漂白粉的主要成分,有效成分是次氯酸钙,B正确;C.84消毒液的主要成分为次氯酸钠,次氯酸钠和盐酸反应生成氯气,有毒,不能增强漂白性,C错误;D.氯气和是反应式从次氯酸,次氯酸具有漂白性,D错误;故选B。
【对应练习2】在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,振荡,溶液变蓝。在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液,蓝色逐渐消失。下列判断错误的是( )
A.漂白粉溶液可使淀粉碘化钾试纸变蓝
B.氧化性:ClO- > SOeq \\al(2-,4) > I2
C.向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液,氯水褪色
D.ClO-与I-在一定条件可以发生氧化还原反应
【答案】B
【解析】A.次氯酸钠将碘化钾氧化为单质碘,所以漂白粉溶液(成分中含有次氯酸钙)也能将碘化钾氧化为单质碘,而使淀粉碘化钾试纸变蓝,故A正确;B.根据题意可知次氯酸钠将碘化钾氧化为单质碘,所以氧化性:ClO- > I2,碘单质将亚硫酸钠氧化为硫酸钠,所以氧化性 I2>SOeq \\al(2-,4),因此氧化性顺序为ClO- > I2 >SOeq \\al(2-,4) ,故B错误;C.新制的氯水中主要是氯气,因此新制的氯水是黄绿色,Cl2氧化性大于I2,由I2>SOeq \\al(2-,4)可知,向新制氯水中加入足量亚硫酸钠溶液,氯气将亚硫酸根氧化成硫酸根,自身被还原为氯离子,氯水褪色,故C正确;D.在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,振荡,溶液变蓝,说明生成了单质碘,次氯酸钠溶液显碱性,说明ClO-与I-在碱性条件下可以发生氧化还原反应,故D正确;答案选B。
回顾旧知,深化对漂白液和漂白粉的认识,为进一步探究其应用作铺垫。
联系生产、生活设计创设问题情境,突出化学知识服务于生产、生活。培养“科学态度于社会责任”化学核心素养。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1.(中)教材作业:P51-52页练习5、6
2.(易)用化学方法鉴别氯化氢和氯气,不能选用的是( )
A.湿润蓝色石蕊试纸B.湿润红色石蕊试纸
C.湿润的淀粉KI试纸D.硝酸银溶液
【答案】D
【解析】A.氯气可与水反应生成具有漂白性的次氯酸,可以使湿润的有色物质褪色,HCl不能使湿润的蓝色石蕊试纸褪色,能鉴别,故A不选;B.氯气能使湿润红色石蕊试纸褪色,通入HCl试纸不褪色,可以鉴别,故B不选;C.氯气具有氧化性,可氧化碘离子生成单质碘,试纸变蓝,HCl无现象,可以鉴别,故C不选;D.氯化氢通入硝酸银溶液中反应生成氯化银白色程沉淀,氯气通入也会和水反应生成氯化氢与硝酸银反应生成白色沉淀,不能鉴别,故D选;故选:D。
3.(易)下列说法正确的是( )
A.氯气性质活泼,因此液氯不宜储存在钢瓶中
B.工业上可以利用H2和Cl2直接化合制成HCl,若HCl发生泄漏,车间里将会弥漫白烟
C.氯气可以使湿润的布条褪色,但氯气不具有漂白性
D.日常生活中为了增加漂白粉的漂白性,可以在使用时加入大量浓盐酸
【答案】C
【解析】A.氯气性质活泼,但是常温下不和铁反应,液氯可以储存在钢瓶中,A错误;B.工业上可以利用H2和Cl2直接化合制成HCl,若HCl发生泄漏,HCl与水蒸气结合液化形成小液滴,车间里将会弥漫白雾,B错误;C.氯气可以使湿润的布条褪色,是因为Cl2与H2O形成的HClO具有漂白性,而氯气不具有漂白性,C正确;D.为了提高漂白粉的漂白效果,使用时可以滴加少量的稀盐酸,若使用大量浓盐酸,ClO-与Cl-反应生成Cl2,造成危害,D错误;故选C。
4.(中)经氯气消毒的自来水,若用于配制以下溶液:①KOH;②AgNO3;③NaHCO3;④FeCl2;⑤Na2CO3,会使配制的溶液变质的是( )
A.全部 B.②④⑤ C.②⑤ D.④
【答案】A
【解析】经氯气消毒的自来水相当于较稀的氯水,其溶液中含有H+、Cl-、OH-、ClO-、Cl2、HClO、H2O,含有的H+可与KOH、NaHCO3、Na2CO3发生反应;含有的Cl-,可与AgNO3反应生成AgCl;含有的Cl2、HClO等氧化性物质,可将FeCl2氧化成FeCl3,故使题述溶液均变质,选择A。
5.(中)如图所示,从甲的左端通入潮湿的Cl2,当关闭I阀,打开II阀时,乙中红布条没有明显变化,当打开I阀,关闭II阀时,乙中湿润红布条褪色。则甲瓶中装的溶液是( )
A.浓H2SO4 B.NaOH溶液 C.水 D.饱和食盐水
【答案】AB
【解析】氯气不具有漂白性,氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,由上述分析可知,甲中试剂可吸收氯气或干燥氯气。A.浓硫酸可以用于干燥氯气仍,故A正确;B.NaOH溶液与氯气反应吸收氯气,所以当关闭B阀时,C处湿润的红布条没有明显变化,当打开B阀时,C处的湿润红色布条逐渐褪色,故B正确;C.氯气与水反应生成次氯酸,水不能干燥氯气,且氯气在水中溶解度不变,故C错误;D.饱和食盐水,不能吸收氯气,故D错误;故答案选AB。
6.(中)部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.物质b可使湿润有色布条褪色 B.物质e只有氧化性
C.物质d常用作自来水消毒剂 D.a→b→c→a的循环转化有可能实现
【答案】B
【解析】由元素的化合价及物质类别可知,a为HCl,b为Cl2,c为次氯酸盐,d为ClO2,e为氯酸盐。
A.b为Cl2,能与水反应生成具有漂白性的次氯酸,则氯气可使湿润有色布条褪色,A正确;B.e为氯酸盐,处于氯元素的中间价态,具有氧化性和还原性,B错误;C.d为ClO2,二氧化氯具有强氧化性,可用于自来水消毒,C正确;D.a为HCl,b为Cl2,c为次氯酸盐,二氧化锰与浓HCl反应生成氯气,氯气和NaOH溶液反应生成次氯酸钠,次氯酸钠和盐酸发生归中反应生成氯气,a→b→c→a的循环转化有可能实现,D正确;故选:B。
7.(中)向盛有紫色石蕊溶液的试管中持续通入氯气至过量,溶液颜色可能出现无色、浅黄绿色、红色等变化。
下列叙述正确的是( )
A.过程I溶液由紫色变成红色,起作用的微粒是H+
B.过程II溶液由红色变成无色,证明试管②中溶液不再呈酸性
C.过程III溶液由无色变成浅黄绿色,证明溶液中有HClO
D.若向紫色石蕊试液中持续加入Na2O2粉末,也会出现相同的颜色变化
【答案】A
【解析】氯气与水反应方程式:Cl2+H2OHCl+HClO,生成HCl、HClO,HCl、HClO具有酸性,HClO具有漂白性,氯气能溶于水形成氯水溶液,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠,过氧化钠具有强氧化性。A.过程Ⅰ溶液由紫色变成红色,起作用的微粒是H+,A正确;B.过程Ⅱ溶液由红色变成无色,是因为HClO具有漂白性,溶液仍然呈酸性,B错误;C.过程Ⅲ溶液由无色变成浅黄绿色,是因为溶液中溶有氯气,C错误;D.若向紫色石蕊试液中持续加入Na2O2粉末,则溶液先变蓝色,后褪色,D错误;故选A。
8.(难)利用氯元素价类二维图可以从不同角度研究含氯物质的性质及其转化关系。图中①~⑩均含氯元素。回答下列问题:
(1)④的化学式为___________,⑦的电离方程式为___________________________________。
(2)②属于___________(填“电解质”或“非电解质”)。
(3)⑤与⑨混合可产生①,反应的离子方程式为______________________________________。
(4)①可与热的浓NaOH溶液反应生成⑧和⑩,该反应中氧化产物与还原产物个数之比为___________。
(5)含⑨的溶液可作为水处理剂除去水中的杂质离子。例如它可使酸性废水中的转化为N2,反应的离子方程式为________________________________________________。
【答案】(1) Cl2O7 HClO4= H++ClO4- (2)电解质
(3)Cl-+2H++ClO-=Cl2↑+H2O (4)1∶5
(5)3ClO-+2NH4+=3H2O+3Cl-+N2↑+2H+
【解析】根据Cl元素的化合价与物质所属类别关系可知:①是Cl2,②是HCl,③是ClO2,④是Cl2O7,⑤是HCl,⑥是HClO,⑦是HClO4,⑧是NaCl,⑨是NaClO,⑩是NaClO3,然后根据物质的性质分析解答。
(1)根据上述分析可知:④是Cl2O7;⑦是HClO4,该酸为一元强酸,在水中完全电离产生H+、ClO4-,该酸在水中电离方程式为:HClO4= H++ClO4-;
(2)②是HCl,该化合物在水中会电离产生H+、Cl-,因而能够导电,故HCl为电解质;
(3)⑤是HCl,⑨是NaClO,二者混合会发生氧化还原反应产生Cl2、H2O,该反应的离子方程式为:Cl-+2H++ClO-=Cl2↑+H2O;
(4)①是Cl2,Cl2与热的浓NaOH溶液发生歧化反应,产生NaCl、NaClO3、H2O,根据元素化合价升降总数相等,可得该反应的离子方程式为3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O;在该反应中,氧化产物是NaClO3,还原产物是NaCl,故该反应中氧化产物与还原产物个数之比为1:5;
(5)⑨为NaClO,含⑨的溶液将酸性废水中的NH4+氧化为N2,NaClO被还原为Cl-,根据得失电子守恒可知,ClO-、Cl-的化学计量数为3,N2的化学计量数为1,NH4+的化学计量数是2,再结合电荷守恒和原子守恒可知H2O的系数是3,H+的系数是2,则反应的离子方程式为3ClO-+2NH4+=3H2O+3Cl-+N2↑+2H+。
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
几种含氯物质及应用
板书
设计
第二章 海水中的重要元素—钠和氯
第二节 氯及其化合物
第三课时 氯及其化合物的应用
一、氯水的多重性及检验
1、氯水的多重性:酸性、强氧化性
2、氯水成分的检验方法
二、含氯物质的性质及应用
1、氯气与水反应的特点与应用
2、漂白液与漂白粉的性质与应用
教学
反思
氯及其化合物在生产、生活中应用广泛,同时,也是元素及其化合物知识中非金属的典型代表和高考中的常考点。教学从氯气泄漏事故视频情境导入,可迅速集中学生的注意力,引发思考,激发学习兴趣,培养责任意识。本课时内容是对前面两课时内容的提升与拓展。从回顾氯水的组成成分及漂白液和漂白粉的制法入手,联系生产、生活实际创设问题情境,将探究氯及其化合物性质的学科活动和解决与含氯物质应用有关的实际应用活动融合交叉。学生在使用探究的同时,概括我知道性质,厘清认识物质及其转化关系的视角和路劲。在实际应用问题的解决过程中,不断迁移学科知识,认识思路和方法,有助于学生的深度学习。同时,学生活动内容具体,任务明确,层层递进,活动的设计多指向学生的能力进阶和素养的形成,学生通过实验探究、推理分析、讨论交流等方式,对陌生问题迅速进行情境关联,问题归类,实现知识的自主迁移,利用已有的化学知识、认识思路和方法去解决问题,促进了化学核心素养的发展。
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