氯气的制备教学设计

第四章卤素第一节氯气第三课时氯气的实验室制法教学设计第1页共4页氯气的实验室制法教学设计范县一中计庆国13781392028一、教学内容分析氯气的应用非常广泛，学习氯气的制法是必要的。氯气的性质和用途安排在实验室制法之前，作为学习制法的知识基础；而学习制法又是对性质的进一步加深理解和运用。初中阶段已经学习过O2、H2、CO2的实验室制法，学习Cl2的实验室制法进一步完善学生关于实验室制取气体的思路和方法。根据近年来化学高考试题中有关化学实验内容的题目分析，化学实验部分考查的重点：l．实验基本操作和技能。2．正确运用实验原理和正确认识实验装置。3．运用所学知识和技能进行实验设计或处理，这几点考查考生自学能力、思维能力、分析综合及评价的能力，是今后实验试题的命题方向。氯气是高中化学中气体物质制备之一，涉及很多实验基本操作和技能，同时氯气制备有很多实验设计和处理的发散点，所以高考命题人常常在这里考察学生运用知识和技能进行实验设计和处理的能力，二、教学对象分析学生在初中阶段已经学习过O2、H2、CO2的实验室制法，在上节课学习了氯气的性质和用途，为学习Cl2的实验室制法打下一定的基础。学生对实验一般不动脑筋思考其原理，但对实验和多媒体授课形式大多很感兴趣，只要加以引导，调动他们的积极性，应该可以达到较好的效果。三、教学目标1、知识目标：掌握实验室中制备氯气的基本原理、方法、注意事项。2、能力目标：（1）培养学生观察能力和实验操作能力。（2）进一步完善学生关于实验室制取气体的思路、方法和程序。3、德育目标：（1）培养学生严谨求实，勇于探索的科学作风。（2）对学生进行安全教育和环境教育。四、实验准备：圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯、火柴、石棉网、药匙、铁架台（附铁圈）、集气瓶、导气管、烧杯、双孔塞、试管、烧杯、大试管、铁夹、玻璃棒二氧化锰、浓盐酸（37%）、高锰酸钾、氯化钠、硫酸（浓）、表面皿五、教学重点：氯气的实验室制法。教学难点：实验室中制备氯气的基本反应原理。六、教学方法：启发式、讨论式。以实验装置为载体，逐个突破难点，使用实验装置图片，讲述装置选择，使学生获得感性认识，易于接受；使用多媒体辅助教学，与演示实验相结合，优化课堂效率。七、教学过程设计[回顾旧知]上节课我们重点学习了氯气的化学性质，认识到氯气是一种活泼的非金属单质，并且在工农业生产中具有广泛的用途。[复习提问]氯气有哪些用途？(重要的化工原料，用于消毒制盐酸、漂白剂、制氯仿等有机溶剂、制多种农药)第四章卤素第一节氯气第三课时氯气的实验室制法教学设计第2页共4页ABCD饱和食盐水浓H2SO4[导入]氯气有这么重要的用途，它是怎样制得的呢？而在我们的实验室是如何制备呢？这就是我们本节课要学习的重要内容。（引出新课）[展示]氯气的实验室制法[展示]实验室制取气体通常需要解决以下问题：反应原理、所用药品、仪器装置、实验操作、收集方法、检验方法和尾气吸收。并且要从定量、环保、规范、安全等几个角度进行分析。（回顾旧知，启发诱导，总结归纳，得出结论）[展示]1、反应原理：（C－1l→Cl0）氯在自然界中以氯离子的形式存在，制备氯气的主要思路是把Cl－变化为Cl2，在该变化过程中氯从－1价变化为0价化合价升高，根据氧化还原反应基本理论，我们应选择一种氧化剂。1774年瑞典化学家舍勒将含二氧化锰的软锰矿和浓盐酸混合共热首先发现了氯气，二氧化锰用作氧化剂只需微热，反应稳定，易产生均匀的气流，虽然经历了200多年，仍然作为实验室中制备氯气的主要方法。MnO2＋4HCl(浓)====MnCl2＋Cl2＋2H2O该反应要求条件是“浓HCl”和“微热”，浓盐酸的浓度在10mol/L以上，反应才能进行，加热温度不能太高，否则会加快浓盐酸的挥发。[练习]实验室用下列两种方法制取氯气：①用含有HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量的浓HCl反应，则所得Cl2的量（）A、①比②多B、②比①多C、一样多D、无法比较（诱导学生明确获得氯气单质的反应类型和途径。化合价的变化等，对重点反应进行深入透彻的分析，强化反应条件“浓HCl”和“微热”。）[提问推进]确定反应原理后，如何选择发生装置？举例说明。【展示】应根据反应物状态、反应条件和气体自身的性质来选择装置。（首先诱导学生回忆是否可用制备H2和O2的装置制备Cl2，复习回顾A和B的使用范围以及制备气体的要求。从而在原有的基础上改进，引出新内容。）[讲述]对于固体＋液体→气体，应选择圆底烧瓶和分液漏斗，即选用C装置。[展示]2、发生装置：圆底烧瓶，分液漏斗。[介绍]圆底烧瓶：注意事项：加热时要垫石棉网。分液漏斗：注意事项：实验前要检查是否漏液。构造特点：有活塞，能够随时控制液体的流量。[展示]3、净化装置[讨论]实验室制得的氯气中通常含有哪些气体杂质？（诱导学生确定杂质时我们经常从哪些方面考虑？根据反应物、生成物的性质和气体制取的环境确定杂质，然后选择合适的洗气装置，引入干燥剂的选择）[回答]浓盐酸有挥发性，所以实验室制得的氯气中通常含有氯化氢气体和水蒸气气体杂质。微热第四章卤素第一节氯气第三课时氯气的实验室制法教学设计第3页共4页EF[讨论]怎样得到纯净干燥的氯气？把制得的氯气先通过饱和食盐水的洗气瓶除去HCl气体，再通过盛浓H2SO4的洗气瓶除去水蒸气，从而得到纯净干燥的氯气。[提问]用什么方法收集氯气呢？为什么？[回答]氯气的密度比空气大且不与空气中的各组分不发生反应，所以可用瓶口向上排空气法收集氯气。[追问]能否用排水法收集？[回答]不能，因为氯气能溶于水。[事实]虽然不能用排水法收集氯气，但是实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯气在饱和食盐水中溶解度很小。[展示]4、收集：向上排空气法，排饱和食盐水法。[过渡]怎样检验已经收集到氯气呢？（激发学生思维，根据性质检验气体。）[展示]5、检验：(1)黄绿色、有刺激性气味的气体（色、态、味）；(2)润湿淀粉KI试纸（变蓝）;(3)润湿的石蕊试纸（先变红后褪色）;(4)浓氨水（白烟）。[提问]多余的氯气能否直接排放？为什么？如何处理？[回答]氯气有毒，不能直接排放。用NaOH溶液吸收。[展示]6、尾气吸收：NaOH溶液Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O[说明]凡是有毒气体的制备，均需考虑尾气的处理问题，绝不能任意排放到空气中，污染大气环境。目前，大气污染是世界十大污染之一。（对学生进行安全教育和环境保护意识教育。）[陈述]现在我们已经学习了制备Cl2需要解决的各方面的问题，那么我们在实验室怎样来具体操作呢？有哪几个步骤？现在有这样一道试题：【练习】实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是（D）①连好装置，检查气密性；②缓缓加热；③在烧瓶中加入少量的MnO2，分液漏斗中加入浓盐酸。④从分液漏斗中慢慢向烧瓶中注入浓盐酸；⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收；⑥当有连续气泡出现时，开始用向上排气法收集氯气。A、①②③④⑤⑥B、③④②①⑥⑤C、①④③②⑥⑤D、①③④②⑥⑤（让学生以解决题目的形式来掌握这部分内容，得出正确的操作程序。）[展示]排好顺序的实验步骤，[实验]边讲解连接仪器的一般顺序（先主体后配件，先下后上，先左后右），连接好装置，说明气密性检验的一般方法。课堂演示氯气的制备，过程中总结归纳实验中要注意的事项）（使学生从理论回到实践中来，培养学生理论联系实际的思想作风。）[展示]7、注意事项：(1)加热圆底烧瓶时应垫上石棉网；第四章卤素第一节氯气第三课时氯气的实验室制法教学设计第4页共4页(2)滴加浓盐酸不能过快，加热不能过猛，温度不宜超过90℃，否则易使大量浓盐酸挥发造成氯不纯；(3)收集氯气时，除用向上排空气法外，还可用排饱和食盐水法收集，多余的氯气用强碱溶液吸收；(4)可用润湿淀粉KI试纸或润湿蓝色石蕊试纸验满。(5)实验结束处理装置时，应注意残留氯气的处理。8、其他制备氯气的方法[激疑]实验室中如果没有MnO2，可用什么代替？通过书写该反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－====Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O我们知道，该反应的实质是在酸性条件下，强氧化剂把C－1l氧化为Cl0，如果缺少MnO2，我们可用其他的氧化剂代替。如：（联想MnO2作用，回忆以前学过的氧化剂）[讨论结果]KMnO4、KClO3、NaClO等氧化剂可以代替。[展示]2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2ONaClO＋2HCl===Cl2↑＋NaCl＋H2O这2个反应只需1mol/L的稀盐酸于常温下就可发生，与传统方法须用浓盐酸在加热条件下制氯气相比，不仅避免了大量氯化氢气体的杂质干扰，而且大大提高了盐酸的利用率；另外，该反应是较为彻底进行的，可通过对化学方程式各物质的化学计量数做简单的计算即能使反应产生的氯气定量；加上该反应所需装置简单，经常作为实验室快速制备氯气的方法，但反应速率太快，不易得到稳定气流。实验室中如果没有浓盐酸，可用什么代替？2NaCl＋3H2SO4＋MnO2===2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O工业上采用电解饱和食盐水的方法来制取氯气。[课堂练习]解释洁厕灵和84消毒液混合使用可能会引起中毒的原因。八、总结与扩展通过本节课的学习，重点掌握氯气的实验室制法，学会研究实验室制取气体及检验的思路和程序。总结出制备气体的三种发生装置，明确实验室制备氯气时要注意的事项。九、板书设计氯气的实验室制法1、、反应原理：（C－1l→Cl0）MnO2＋4HCl(浓)====MnCl2＋Cl2＋2H2O2、发生装置：圆底烧瓶，分液漏斗3、净化装置4、收集5、检验6、尾气吸收：NaOH溶液7、注意事项8、其他制备氯气的方法十、课后作业：课后练习：五、六、七