氯氣的生產(chǎn)原理教學設計陳奕杰.doc

蘇教版化學必修1專題2第1單元氯氣的生產(chǎn)原理教學設計徐聞縣第一中學 符勝南一教學內(nèi)容分析氯氣的生產(chǎn)原理本節(jié)內(nèi)容對應高中新課程蘇教版化學1專題2的第一單元氯、溴、碘及其化合物。在教材編排體系中，氯、溴、碘及其化合物安排在“豐富多彩的化學物質(zhì)”、“研究物質(zhì)的實驗方法”和“人類對原子結(jié)構(gòu)的認識”之后。是學生在初中化學學習的基礎上，進一步學習化學學科研究的基本方法-實驗法。筆本節(jié)課以新課程標準為依據(jù)，以遵循學生的認知規(guī)律、培養(yǎng)學生熱愛科學的情感為前提，緊扣海水資源這一線索，通過對電解飽和食鹽水探究實驗，注重從工業(yè)生產(chǎn)實際出發(fā)，體現(xiàn)化學在生產(chǎn)和生活中應用。 二學生學習情況分析 高一學生好奇心強，思維活躍，能積極主動地學習，同時已具備一定的化學思維基礎和基礎實驗技能，但動手能力較差，對實驗操作、實驗現(xiàn)象及結(jié)果的分析和處理能力還有一定的欠缺，需要教師不失時機的引導。本節(jié)課以學生自學、查找整理食鹽工業(yè)生產(chǎn)和用途,創(chuàng)設問題情景，充分利用實驗探究來突破難點。三設計思想 本節(jié)課的重、難點是氯氣的實驗室制法，針對本節(jié)課的重、難點，采用歷史故事引入，激發(fā)學生學習化學的興趣，充分利用化學是實驗科學這一特點，引導學生設計在實驗室用哪些儀器和藥品來制取氯氣，同時思考，制取氣體的一套完整裝置主要應包括哪幾個環(huán)節(jié)？須注意哪些問題？同時學會分析實驗室制取氣體的基本步驟：選擇原料實現(xiàn)反應原理，能夠總結(jié)根據(jù)原料的狀態(tài)和反應條件選擇實驗室制氣裝置，還需要考慮在實驗過程中可能產(chǎn)生的雜質(zhì)，思考應怎樣進行凈化、干燥；最后考慮氣體的收集。使學生對氯氣的認識從感性到理性，同時還提高了學生分析問題、解決問題及觀察實驗的能力。 通過對實驗室制取氯氣的方法、原理的思考，培養(yǎng)學生用辯證唯物主義觀點分析問題和解決問題。培養(yǎng)學生嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，培養(yǎng)客觀分析問題的良好的實驗習慣，為性質(zhì)實驗方案的設計作好準備。教學重點 實驗室制取氯氣的方法和原理。教學難點 制取氣體的一套完整裝置的選擇和安裝。教具準備 多媒體輔助設備、實物投影儀、相關(guān)圖片、錄像資料、相關(guān)實驗儀器、藥品。四、教學目標1、知識與技能：（1）了解從海水中提取提取氯氣的基本原理和方法（2）探究氯氣的實驗室制備方法。（3）使學生掌握在實驗室中制取氯氣的基本原理和方法。2、過程與方法：（1）通過觀察、分析實驗現(xiàn)象，養(yǎng)成觀察和分析問題的能力。（2）通過實驗的探究，知道實驗探究的過程和一般方法，形成化學實驗操作的基本技能，知道化學實驗是研究和認識化學物質(zhì)的重要途徑。3、情感態(tài)度與價值觀：（1通過觀察、分析實驗現(xiàn)象，增強發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力）（2）認識海水是人類寶貴的自然資源，建立人與自然友好相處的情感態(tài)度。（3） 培養(yǎng)學生嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，培養(yǎng)客觀分析問題的良好的實驗習慣，為性質(zhì)實驗方案的設計作好準備五、教學過程【創(chuàng)設情景，導入新課】【多媒體演示展示】幾張浩瀚無邊美麗海洋的圖片【教師】大海是我們美麗、神秘的故鄉(xiāng)，地球上海洋的分布是怎樣的呢？大家知道在這浩瀚的海洋里究竟蘊藏著什么物質(zhì)呢？請同學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？【多媒體演示展示】每千克海水中幾種氯化物的含量【學生】海水含NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl，其中NaCl含量最高。【教師】其實海水中不僅含有這幾種氯化物，如果從元素的角度去分析，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的110多種元素其中海洋中存在的就有80多種。有些主要存在于海洋中，如溴、碘等。今天我們就先來學習海水中的氯。【合作交流，探究新知】內(nèi)容一、氯氣的工業(yè)制法【教師】氯化鈉 ，俗稱“食鹽”，是食鹽的主要成分 ，其實氯化鈉除了可以作為食鹽，它還是一種重要的工業(yè)原料，早在很久之前，人們就發(fā)明了電解飽和食鹽水的方法制備氯氣。談到電解同學們有沒有回憶起初中時期所學習的電解水？大家先來回憶一下電解水的方程式。【多媒體演示】思考：(1) 通電后，我們能看到什么現(xiàn)象呢？ (2)A、B兩管中分別產(chǎn)生什么氣體？【教師】：同學們再想一想如果把水換成飽和食鹽水，那么他可能的產(chǎn)物是什么？【學生】直流電源：石墨鐵棒【多媒體演示】：NaOH溶液飽和食鹽水【教師】：接下來老師做實驗，大家注意觀察實驗現(xiàn)象，然后得出結(jié)論。【演示實驗】：【教師】：現(xiàn)在請學生回答一下剛剛在實驗過程中的現(xiàn)象?！緦W生】：【教師】：同學們回答的都很好，我現(xiàn)在來總結(jié)一下剛才同學們的發(fā)言。電解通過這些實驗現(xiàn)象，我們可以知道電解產(chǎn)生了氯氣、氫氣和氫氧化鈉，那么我們就可以寫出化學方程式： 2H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH【教師】：這個就是工業(yè)上制備氯氣的方法，這種電解食鹽水的方法工業(yè)上稱為“氯堿工業(yè)”?！景鍟慷?、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內(nèi)容二、氯氣的實驗室制法【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，我們在實驗室是如何制得少量氯氣的呢？這還要追溯到17世紀，請同學們閱讀大屏幕上的化學史話“氯的發(fā)現(xiàn)”，從中你能得到哪些信息？【多媒體展示】舍勒是18世紀中后期歐洲的一位相當出名的科學家，他從少年時代起就在藥房當學徒，他迷戀實驗室工作，在儀器、設備簡陋的實驗室里他做了大量的化學實驗，涉及內(nèi)容非常廣泛，發(fā)明也非常多，他以其短暫而勤奮的一生，對化學做出了突出的貢獻，贏得了人們的尊敬。 舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣是在1774年，當時他正在研究軟錳礦(二氧化錳)，當他使軟錳礦與濃鹽酸混合并加熱時，產(chǎn)生了一種黃綠色的氣體，這種氣體的強烈的刺激性氣味使舍勒感到極為難受，但是當他確信自己制得了一種新氣體后，他又感到一種由衷的快樂。舍勒制備出氯氣以后，把它溶解在水里,發(fā)現(xiàn)這種水溶液對紙張、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用；他還發(fā)現(xiàn)氯氣能與金屬或金屬氧化物發(fā)生化學反應。從1774年舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣以后，到1810年，許多科學家先后對這種氣體的性質(zhì)進行了研究。這期間，氯氣一直被當作一種化合物。直到1810年，戴維經(jīng)過大量實驗研究，才確認這種氣體是由一種化學元素組成的物質(zhì)。他將這種元素命名為chlorine，有“綠色的”意思。我國早年的譯文將其譯作“綠氣”，后改為氯氣?！窘處煛浚簭囊陨衔覀兊玫搅艘环N制備氯氣的方法，就是利用MnO2軟錳礦的主要成分與濃鹽酸混合并加熱來制得，舍勒的這一無意發(fā)現(xiàn)正是后人在實驗室用來制取少量氯氣的方法，請同學們看書上41頁MnO2與濃鹽酸反應的化學方程式，生成的是MnCl2、Cl2、H2O。這就是實驗室制取氯氣的原理?！景鍟慷⒙葰獾膶嶒炇抑品?、原理：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2+2H2O【教師】在方程式的書寫時要主要濃鹽酸要寫明“濃”，氯氣的氣體生成符號和加熱符號不能漏。接下來我們就來看看這個實驗室制取氯氣方法的具體過程。【教師】：這個反應的特點： 固體 + 液體 氣體 從它的反應特點大家能給它選擇一個合適的裝置嗎？【展示】常見的制取氣體的裝置有以下三種：【教師】： 這三種裝置怎樣應用呢？【學生活動】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。可制取H2、CO2。裝置(3)“固 +液”或“液 +液”加熱型制氣體?？芍迫l2【教師】： 怎樣來收集氯氣呢？常見的收集裝置有，如下圖： 水 飽和食鹽水 B1 B2 B3 B4【學生活動】氯氣是有刺激性氣味的氣體，而且有毒，需要密閉收集，所以應該選擇第B2套裝置完成?！窘處煛浚簯斣鯓舆M行尾氣處理呢？常見的尾氣處理裝置有，如下圖：【教師】：因為氯氣可以跟氫氧化鈉反應，所以可以選擇第D1套裝置完成，另外，也可以選擇D2橡皮囊來收集起來。【多媒體展示】濃鹽酸和二氧化錳反應制備氯氣的實驗視頻【教師】：這個是實驗室制備氯氣的裝置，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？【學生活動】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)?！窘處煛浚焊鶕?jù)以上的選擇和制取氯氣的反應原理，請設計制取干燥、純凈的氯氣的實驗裝置。請同學們進行分組討論。畫出制取氯氣的整套裝置圖。【學生活動】小組討論，選擇裝置，畫出裝置圖。實物投影儀，展示學生的裝置圖 飽和食鹽水 濃硫酸【學生活動】由學生講述所畫出的裝置圖。 第一個凈化裝置中裝有飽和食鹽水，可吸收氯化氫氣體；第二個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?！窘涣髋c討論】使用濃鹽酸與足量的MnO2共熱制Cl2，實際產(chǎn)生的Cl2總比理論值低，其主要原因是什么？隨著反應的進行，濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度逐漸變小,稀鹽酸與MnO2不反應，另外加熱過程中，一部分濃鹽酸揮發(fā)掉，也會使鹽酸變稀。課堂小結(jié) 這節(jié)課我們主要討論了氯氣的實驗室制法，并探究了制備氣體的整套實驗裝置，還從工業(yè)生產(chǎn)的角度探討出了一些實際應用問題。【知識回顧，聯(lián)系生活】 通過今天這節(jié)課的學習，我們知道了科學家在氯氣發(fā)現(xiàn)的過程中并不是一帆風順的，科學的探索之路是艱辛的。我們還知道了從海水中提取氯化鈉的方法，以及電解飽和食鹽水制取氯氣的工業(yè)制法，認識到海水資源對我們來說是十分重要的自然資源，人們對海洋資源的開發(fā)并沒有到盡頭，還有大量的海洋中豐富的資源等著我們?nèi)ラ_采利用，而這就