逍遥右脑 2013-01-18 02:21
专题2 从海水中获得的化学物质
专题2 第1单元 氯、溴、碘及其化合物
第1单元 时1
认识海水资 氯气的生产原理
一、学习目标
1．了解海水中的丰富资，体验收集资料、自主学习的乐趣。
2．了解氯化钠作为重要工业原料的主要用途，初步感悟工业生产的原理。
3．知道海水晒盐的方法，在资料分析过程中发展解决问题的能力和发散性思维。
4．掌握电解饱和食盐水和电解熔融氯化钠的反应原理。
5．初步了解电解反应，感悟化学实验的精妙。
6．描述、分析电解饱和氯化钠溶液的现象，发展逻辑推理能力。
二、重点及难点
电解饱和氯化钠溶液的原理。
三、设计思路
以海水图片引入本节的研究主题，通过资料分析海水中的丰富资，进而围绕海水中储量丰富且价廉的氯化钠展开线索，探究从海水中提取氯化钠的方法以及氯化钠的主要工业用途。
四、教学过程
[导入]用多媒体展示几张海水的图片，带领学生进入本专题的研究主体??海水资。（PPT1-5）
[板书]一、认识海水资
[思考与讨论]根据“海水中主要元素的含量表”解决下列问题（PPT7）：
（1）从表中数据看，含量排前十位的元素依次是什么？
（2）海水中含量很低的元素是否意味着对人类的用处不大？为什么？
（3）海水中的元素以何种形式存在？
（用过问题解决，学生能体悟到由于海水储量巨大，其蕴藏的各种元素资对人类都是非常重要的，不同元素会有不同的开发、利用方法。结合书P40的图2－1明确海水中的主要盐类，以及开发海水中的盐类在人类生活中的重要性。进而将本节的重点转到氯化钠的开发和利用。）
[交流]学生交流前查阅的有关从海水中提取氯化钠的方法。
[思考与讨论]学生根据海水晒盐法的“海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量”的资料分析得出从海水中提取氯化钠的适宜海水密度范围，并能解释其中的原因。能够从资综合利用的角度出发，指出析出氯化钠后所得的母液仍有重要的经济价值。（PPT11）
[过渡]从盐田法提取食盐的方法和得到食盐的样品推知，此法得到的氯化钠与生活中使用的食盐有很大差异，海水晒盐得到的是粗盐。（为日后学习粗盐的提纯埋下伏笔）
在粗盐提纯后得到的氯化钠，都有哪些用途呢？观看一段有关氯化钠用途的录像。
[设问]为什么氯化钠会成为重要的化工原料呢？
[回答]学生根据前面的学习，可能会列举如下理由：价廉、储量大、取用方便等。
[过渡]那我们接下就具体的探究一下录像中所提及的两种氯化钠的主要工业用途。
[板书]
二、氯气的生产原理（PPT12）
1．工业上电解熔融氯化钠制取氯气和金属钠。
2NaCl 2Na＋Cl2↑
电解熔融的活泼金属盐类是制取活泼金属常用的方法。
[过渡]如果我们改变反应条，将氯化钠溶解在水中，电解时就会不会有不同的产物生成呢？
现在大家仔细观察我将做的这个实验，注意实验现象，推测可能有什么物质生成。
（P40观察与思考）
[演示实验] 电解饱和食盐水。
学生观察、思考，描述实验现象，得到结论。
2．工业上电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气。
2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
[过渡]这是一个非常重要的化学反应，氢氧化钠和氢气都是重要的化工原料，依次为基础的工业被称为“氯碱工业”。在今后的学习过程中，我们对金属钠、氯气和氢氧化钠等物质有更进一步的认识。
[观察]描述实验现象。
实验现象结论
通电后铁棒和碳棒上均有气泡产生通电后有气体物质生成
将铁棒上方收集到的气体靠近火焰有爆鸣声。有氢气生成
用手轻轻扇动在碳棒上方收集到的黄绿色气体，闻到有刺激性气味；湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。有氯气生成
插入铁棒的溶液先变红色。有碱性物质生成
[交流与讨论]学生根据书本P41图2－3中，实验室制取氯气的装置图，讨论装置中每个部分的作用，树立有毒气体的尾气处理意识，初步学习氯气的处理方法。可初步整合实验室制备气体的几种装置。
[交流]学生交流氯化钠在生产、生活中的其他用途。
[堂小结]海水资的利用及氯气的制取。
第1单元 时2
氯气的性质
一、学习目标
1．掌握氯气的物理性质，学会氯气的嗅闻方法。
2．感悟氯原子结构与氯气化学性质的关系。
3．掌握氯气的化学性质，提高实验的设计、操作和现象分析能力。
4．联系漂 *** 的工业生产，加深对氯水性质的理解。
5．正确地认识氯气的消毒作用和氯气的毒性之间的关系，体悟化学的正面价值。
6．进一步体会食盐的重要性和氯碱工业的重要意义。
二、教学重点及难点
重点：氯的单质和化合物的性质。
难点：氯气和碱的反应；
氯气和漂粉精的漂白消毒作用；
实验的设计、正确操作和现象分析；
三、设计思路
从氯气的重要用途引入，使学生明确氯气对工农业生产和生活所起到的重要作用。结合电解饱和食盐水的实验现象和氯气的性质实验，学习氯气的物理性质。通过氯气与几种单质的演示实验，学习氯气的化学性质。
由氯气用于自水处理出发，展开氯气与水的反应，进而延伸到氯气与碱溶液的反应。
四、教学过程
[导入]由表示氯气主要用途的树状图片引入本节的研究对象??氯气，通过对图片的简单分析，使学生意识到我们的生活是离不开氯气的。（PPT2）
[ 对图片作简单解释：树状图由根部的salt（食盐）开始，正好衔接上节的教学内容。树冠上白色背景的字表示这些物质中含有氯元素，灰色背景的则表示物质中不含氯元素。矩形框图表示中间产物（媒介物等）或生产的中间环节，椭圆形框图表示最终的用途。]
[过渡]氯气为何与水处理有联系呢？在实际生活中氯气又是怎样与水处理建立联系的呢？大家通过接下的学习就可以找到问题的答案。首先回忆一下氯气是一种什么样的气体？
[思考与讨论]学生观察一瓶氯气的样品，嗅闻气味??注意嗅闻方法。
[板书] 一、氯气的物理性质（PPT3）
通常情况下，氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。
[叙述] 现在我们可以解释“氯气”这个名字的由了，氯元素的希腊原意是"绿色的"，英名称为"Chlorine"，我国清代翻译家徐寿最初把它翻译为"绿气"，后把两个字合并称为"氯"。
氯气曾被用作强杀伤性的武器，因为它会对呼吸道造成有害影响，如在第一次世界大战期间，一次德军与英法军战士在比利时的伊普尔对峙，黎明时，英、法军前线战壕里的士兵突然看到一股阴森森的黄绿色气体逐渐向前袭，很快数百名英、法军战士窒息而死，数千名士兵双目失明．这是在1915年4月22日发生的令人发指的事。
虽然氯气具有一定的毒性，只要我们恰当、合理地使用氯气，它会造福于人类的生活。
[设问]怎样保存、运输氯气呢？
[媒体]展示氯气的钢瓶图片。
[板书]从氯气的相对分子质量可以判断出，氯气的密度比空气大。
氯气易液化??液氯??纯净物。
[设问]那氯气在水中的溶解度大不大呢？
[演示实验]用一支100mL针筒抽取80mL氯气，然后抽取20mL水，振荡。
[思考与讨论]学生观察现象，并进行描述。
[板书]氯气能溶于水，常温下，一体积水约能溶解2体积氯气。
[设问]氯气作为一种非金属单质，它可能会与哪些物质发生反应呢？
[演示实验]氯气与钠反应
氯气与铁丝反应
氯气与铜丝反应
氯气与氢气反应
可以选择做部分实验，或是观看实验录像。
[思考与讨论]学生描述现象，并作记录。
[板书] 二、氯气的化学性质（PPT4）
1．氯气与金属单质反应
2Na＋Cl2＝2NaCl
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
Cu + Cl2 CuCl2
2．氯气与非金属单质（氢气）反应
H2 + Cl2 2HCl
[叙述]工业上利用这个反应制取氯化氢气体，将其溶于水后即得到盐酸。
工业上为了防止两种气体发生爆炸反应，采用了一种气体在另一种气体中燃烧的方法。
（可以让学生回想初中在学习氢气与氧气的燃烧反应时，为什么是氢气在氧气中燃烧？再推测工业生产氯化氢时的燃烧情况。）
[过渡]我们在氯气的溶解性实验中发现，氯气溶于水后，溶液呈黄绿色，这个颜色说明溶液中有大量氯气存在，那么氯气溶于水中是和氧气溶于水一样，还是和二氧化碳溶于水会有一部分生成碳酸类似呢？
[学生小组实验] 利用桌上的试剂和仪器装置完成P42活动与探究的实验，并记录现象及结论。
[交流与讨论]展示学生记录的实验现象及结论。分析得出结论：是一种新的物质具有漂白性。学生通过实验排除盐酸、水和氯气具有漂白性的可能，再根据氯水中含有的氢、氯、氧三种元素的可能组合，推出可能具有漂白性的是一种新的物质HClO。在这一过程中要充分地发挥学生的主动性。
[叙述]这种未知的物质就是HClO，我们叫它次氯酸，具有漂白性，它能够使一些有机色素褪色，还具有杀菌、消毒作用。很多地方使用的自水就是用氯气消毒的。
[设问]既然氯气和水能够发生反应，为什么新制的氯水还会是黄绿色的呢？
[思考与讨论]猜测可能的原因。
[叙述]氯气在与水反应的同时，它们反应生成的盐酸和次氯酸会反应重新变成氯气和水，像这样的化学反应，我们叫它可逆反应，在书写化学方程式时，把“等号”改写成“可逆符号”。
[板书] （PPT5）
3．氯气与水反应
Cl2＋H2O HCl＋HClO
[过渡]生活中一般不会直接使用氯气或次氯酸进行消毒。
[媒体]氯水光照分解的实验录像。
[板书]
2HClO O2↑+ 2HCl
由于次氯酸盐比次氯酸稳定，因此，在工业生产和生活中，多用次氯酸盐和碳酸、盐酸等发生反应制取次氯酸。
[过渡]如何将氯气转换成次氯酸盐呢？
[思考与讨论]学生可能猜测将氯气与碱固体或溶液反应，或其他。
[板书] 4．氯气与一些碱溶液反应（PPT6）
Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO+H2O
次氯酸钠
2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2＋Ca(ClO)2+2H2O
次氯酸钙
[叙述]氯化钙和次氯酸钙就是我们熟知的漂 *** 的主要成分，工业上就是利用这个反应制取漂 *** 。
[设问]我们夏天去游泳池游泳，游泳池就是用漂 *** 消毒的，但是漂 *** 中的成分本身并没有杀菌、消毒的作用。还有生活中用的84消毒液能够杀菌、消毒，是因为里面的含有次氯酸钠。这些次氯酸盐怎样在使用过程中变成次氯酸呢？
[思考与讨论]学生猜测次氯酸盐转变成次氯酸的可能途径。
[板书] Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCl2＋2HClO
[板书] 三、氯气的用途 （PPT7）
大量用于制造有机合成的中间体(如氯苯、氯化萘等)、溶剂(如氯代烷类)、盐酸、漂 *** 以及制造药物(如氯胺T等)和农药；在生产塑料聚氯乙烯、合成纤维氯纶、合成橡胶氯丁橡胶等合成材料时也需用多量氯气。氯气液化后压入钢瓶常供纸浆漂白、纺织品漂白、自水消毒杀菌、制次氯酸钠、从卤水中提炼溴和碘以及某些金属或硅的的提纯冶炼等。
[叙述]氯气的用途，呼应本节的开头。
[过渡]现在大家可以为自己解释氯气为何能与水处理建立联系？在实际生活中氯气又是怎样与水处理建立联系的呢？
[思考与讨论]根据氯气的物理、化学性质解决该问题。
[交流与讨论]要求学生根据本节所学内容解决下列问题：
1．大家在生活中有没有这样的经验，养鱼的人都是把自水盛放在容器中，放置几天、甚至是在太阳下晒一晒，这是为什么呢？（PPT8）
2．新制的氯水和久置的氯水中所含有的物质相同吗？
[练习]（PPT10-14）
1.如果我们在做实验时，或工业生产中，由氯气作为尾气排除，我们该怎么办呢？
答案：可用碱液进行吸收。
2.氯气是有毒气体，曾被德国法西斯制成毒气弹用于侵略战争．当这种毒气弹顺风爆炸时，通常可选用的防御办法是（ ）
①人躲到低洼的地方去 ②人躲到较高的地方去
③多饮豆浆和牛奶 ④用沾有肥皂水的软布蒙面
A．①④ B．②③ C．②④ D．②③④
答案：C。
3.下列说法正确的是（ ）
A．Cl-和Cl2都是氯元素 B．Cl2有毒, Cl-也有毒
C．Cl-离子半径比Cl原子半径大 D．Cl2和Cl原子都呈黄绿色
答案：C。
4.下列物质中含有Cl-的是（ ）
A．液氯 B．ClO3溶液 C．HCl气体 D．NaCl晶体
答案：D。
5.下列物质中，在光照下不反应的是（ ）
A．氢气和氯气的混和气体 B．次氯酸
C．氢气和氧气的混和气体 D．氯水
答案；C。
6.下列微粒中，能起漂白的作用的是（ ）
A ．Cl2 B．Cl- C． HCl D．HClO
答案：D。
7.氯气可用于杀菌和消毒，这是因为（ ）
A．氯气有毒，可毒死病菌 B．氯气具有漂白作用
C．氯气与水反应生成具有强氧化性的HClO
D．氯气与水反应生成的盐酸是强酸
答案：C。
8.要得到干燥的氯气，应使氯气通过（ ）
A．浓H2SO4 B． 固体烧碱 C． 生石灰 D ．饱和食盐水
答案：A。
9.下列各组物质在一定条下反应，其中生成+3价铁盐的是（ ）
A ．铁和稀硫酸 B．铁和氯化铜溶液 C．铁和氯气 D．铁和氧气
答案：C。
10.下列物质属于纯净物的是（ ）
A．液氯 B．氯水 C．盐酸 D．漂粉精
答案：A。
第1单元 时3
氧化还原反应
一、学习目标
1．学会从化合价升降和电子转移的角度分析、理解氧化还原反应。
2．学会用“双线桥”法分析化合价升降、电子得失，并判断反应中的氧化剂和还原剂。
3．理解氧化还原反应的本质。
4．辨析氧化还原反应和四种基本反应类型之间的关系，并用韦恩图表示之，培养比较、类比、归纳和演绎的能力。
5．理解氧化反应和还原反应、得电子和失电子之间相互依存、相互对立的关系。
二、教学重点及难点
重点：氧化还原反应。
难点：氧化还原反应中化合价变化与电子得失的关系，氧化剂、还原剂的判断。
三、设计思路
由复习氯气主要化学性质所涉及的化学反应引入，结合专题1中的氧化还原反应和非氧化还原反应对这些反应进行判断，从而分析氧化还原反应和非氧化还原反应的本质区别，并从电子转移等角度进行系统分析，再升华到构建氧化还原反应和四种基本反应类型之间关系的概念。
四、教学过程
[情景引入]由复习上节氯气有关反应引入本节的研究主题。先由学生书写氯气与钠、铁、氢气和水，次氯酸分解、此氯酸钙和二氧化碳、水反应的化学方程式。
[练习]学生自己书写方程式，并留待后面的学习继续使用。
[过渡]我们结合在第一中学过的氧化还原反应的定义，判断一下这些化学反应应属于氧化还原反应，还是非氧化还原反应。。
[媒体]（PPT2）
2Na＋Cl2＝2NaCl
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
H2 + Cl2 2HCl
Cl2＋H2O HCl＋HClO
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCl2＋2HClO
2HClO O2↑+ 2HCl
[练习]学生自己进行判断，或可小组讨论、分析。
[叙述]现在请大家在氯气与钠反应的方程式上，标出化合价发生改变的元素，在反应前后的化合价。
[思考与讨论]学生解决下列问题：（PPT3-10）
1．元素的化合价是由什么决定的呢？
2．元素的化合价在何种情况下会发生变化？
3．在同一个化学反应中，元素化合价升高和降低的数目有何关系？
4．在同一个化学反应中，元素得电子数和失电子数有何关系？
[叙述]讲述如何用“双线桥”法表示上面所得到的信息。
[板书]（PPT11）
[叙述] 氧化还原反应是有电子转移的反应。
氧化还原反应的方程式的系数是与反应过程中得失电子的数目相关的。
在氧化还原反应中，失去电子的物质叫做还原剂，还原剂发生氧化反应，表现还原性。可以这样记忆：还原剂化合价升高、失电子、具有还原性，被氧化。
[思考与讨论]辨析在2Na＋Cl2＝2NaCl的反应中，氧化剂和还原剂分别是什么？
怎样判断元素在氧化还原反应中是被氧化还是被还原呢？
[板书]
还原剂 氧化剂
有还原性 有氧化性
被氧化 被还原
[思考与讨论]（PPT13-15）
1．元素处于不同的化合价在氧化还原反应中可能表现哪些性质？并以氯元素的不同价态的代表物质进行分析。
2．氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如何呢？用图形方式表示它们之间的关系。
3．分析一下前面的几个反应中电子的转移情况，找出每个反应的氧化剂和还原剂。
第1单元 时4
溴、碘的提取
一、学习目标
1．进一步认识氧化还原反应的重要意义。
2．学会从海水中提取溴和碘的反应原理。
3．结合反应原理分析提取溴和碘的过程，体会实验设计的方法，提高思维的发散性。
4．建立资综合利用的思想。
二、教学重点及难点
重点：提取溴和碘的反应原理。
难点：提取溴和碘的反应原理及工业生产流程。
三、设计思路
由对比氯、溴、碘在海水中浓度的差异引出从海水中提取这些元素方法上的差异，通过进一步认识氧化还原反应在生产溴单质和碘单质过程中所起的重要作用，使学生明确氧化还原反应的重要意义，从掌握实验室制备溴单质和碘单质方法到了解工业生产的简单流程。
四、教学过程
[情景导入]回顾本专题第一节中使用过的“海水中主要元素的含量表”，可以明显发现氯、溴、碘三种元素在海水中含量的巨大差异，学生通过数据比较，分析从海水中提取溴和碘的方法与提取氯的方法的异同，最后得出结论：从提取氯化钠后所得的母液中提取溴，从海水中富含碘元素的植物中提取碘。（PPT2-3）
[过渡]溴元素和碘元素在海水中以－1价离子形式存在，需要被氧化成相应的单质才能被提炼出，氯气作为一种重要的化工原料在这里要大显神威了。先看看我们在实验室中怎样用氯气制取出溴单质和碘单质。
[活动与探究1]学生在一支试管中加入2～3mLBr溶液，滴加少量新制氯水，再滴加少量CCl4，振荡，静置。（PPT4）
[观察]观察操作方法，描述实验现象，分析原因。
[板书]Cl2＋2Br＝Br2＋2Cl
[阅读与思考]结合演示实验，通过阅读教材中有关从海水中提取溴单质的字，运用反应原理解释生产流程的设置原因，并能根据“鼓入热空气或水蒸气”推断出溴单质的易挥发姓。
[活动与探究2] 学生在一支试管中加入2～3mLI溶液，滴加少量新制氯水，再滴加少量CCl4，振荡，静置。（PPT5）
[观察]观察操作方法，描述实验现象，分析原因。
[板书]Cl2＋2I＝I2＋2Cl
[阅读与思考]结合演示实验，通过阅读教材中有关从海带中提取碘单质的字，运用反应原理解释生产流程图中提供的各种信息，并能分析每一步操作的方法、解释其中的原因。比如解决如下问题：
1．“干海带”在浸泡前是否应做适当处理？
2．实验室过滤的基本操作？
3．“提纯”的方法是什么？怎样操作？
4．怎样将提纯后得到的碘和四氯化碳（或苯）进行分离，得到碘单质？
5．生产流程能否做其他改变？（学生可讨论“氧化”和“过滤”两个流程是否可以掉换位置。）
[小结]我们学习了氧化还原反应的原理，就是为了更好地利用它趋利避害。
[练习]（PPT5-7）
1.要除去液溴中溶解的少量Cl2,可采的方法是（ ）
A. 加入NaCl B.加入适量的NaBr
C.加入适量的Cl2 D. 加入适量的Br2
答案：B。
2.为实现2000年消除碘缺乏病的目标，卫生部规定食盐必须加碘，其中的碘以碘酸钾(IO3)形式存在，已知在溶液中IO -3 可和I-发生反应：IO -3 +5I- +6H+=3I2+3H2O，根据此反应，可用试纸和一些生活中常见物质进行实验，证明食盐中存在IO -3 。可供选用的物质有: ①自水，②蓝色石蕊试纸， ③碘化钾淀粉试纸，④淀粉，⑤食糖，⑥食醋，⑦白酒。进行上述实验时必须使用的物质是( )
A.①③ B.③⑥ C.②④⑥ D.①②④⑤⑦
答案：A。