2.2.2探究氯气与水反应的实质 教学设计 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

探究氯气与水反应的实质 探究氯气与水反应实质 一、使用教材 人教版普通高中课程标准教科书[化学（2019必修第一册）第二章第2节—氯及其化合物]（第44页至第52页） 二、实验教材分析 化学（2019必修第一册）第二章氯及其化合物中，氯气与水反应产物成分的探究是非金属元素中教学的重难点，但氯气有毒教师不便在课堂上演示，氯气的溶解性实验教材也未进行过多阐述。 三、学情分析 氯气与水的反应是一个可逆反应，但学生此阶段并没有学习可逆反应，很难理解，在书写方程式时也只是机械的书写，理解不深刻。 四、实验教学目标 1.了解氯气与水反应产物的成分，理解氯气与水反应是可逆反应以及氯气为何用排饱和食盐水的方法。 2.能对课本实验进行改进，使操作简单现象明显结论，科学提高学生的创新能力。 3.能在问题引导下设计探究方案，进行探究实验，以严谨的科学态度，通过数字化传感器展现的直观数据了解微观的可逆反应。 五、实验教学重点 1.氯气与水反应产物的探究 2.了解可逆反应的特征。 六、实验教学难点 通过数字化传感器将可逆反应直观化。 七、实验器材 数据采集PH传感器、氯气2管(已装入60 mL 医用注射器中密封备用、蒸馏水、氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、紫色石蕊试液、四氯化碳、铁架台、250mL三颈烧瓶、橡胶塞、胶头滴管、60mL医用注射器若干、三通阀若干 八、实验创新要点 该实验弥补了教材中氯气与水反应这一重要知识点的相关实验的不足。 1.使用若干注射器和三通阀，氯气随用随制，封闭环保，验证环节互不干扰。 2.利用数字化传感器验证了氯气与水的反应是可逆反应。 3.装置简单环保，学生可以自己动手操作。 九、实验设计思路 环节一：检验氯气与水反应的产物。 制取装置→氯气的除杂装置→检验装置(硝酸银溶液，紫色石蕊和四氯化碳的混合溶液)→收集装置→尾气处理装置 环节二：验证氯气与水反应是可逆反应。 利用气球向氯水中加入氯化钠固体，使平衡发生移动，用PH传感器测定前后的pH值变化。 十、实验教学过程 环节一 氯气与水反应产物的探究（如图1） 优点：1.设计封闭的实验装置；2.对产物验证方法简单、现象明显，且节省药品。 操作步骤：①打开最右边的三通阀，将装有浓盐酸的注射器推入1号注射器高锰酸钾固体中，产生一定量Cl2； ②从右往左（对学生的方向是从左往右）依次打开三通阀； ③Cl2经过2号注射器中的饱和食盐水后，将2号注射器倒置，使得Cl2与饱和食盐水充分接触，除去挥发过来的HCl气体； ④3号注射器中装有硝酸银溶液，若出现白色浑浊，证明有Cl-生成； ⑤4号注射器装有紫色石蕊试液和四氯化碳，若上层紫色石蕊试液先变红后褪色，证明产生了酸性物质和漂白性物质；稍微震荡4号注射器，若下层四氯化碳由无色透明变为浅黄绿色，证明氯气与水反应后仍然有Cl2分子存在； ⑥5号注射器收集Cl2备用； ⑦6号注射器中装有氢氧化钠溶液，吸收多余的Cl2。 得出结论：Cl2与水反应产物为H+、Cl-、HClO。 图1 氯气与水反应产物的探究 环节二 饱和食盐水收集氯气原理探究（如图2） 优点：1.利用数字化传感器将可逆反应直观化；2.操作简单，现象明显。 操作步骤： ①将环节一中收集到的Cl2经由胶头滴管连接，注入165mL水中，打开磁力搅拌器，使得Cl2与水充分接触并反应完成； ②待PH传感器示数稳定后，将气球中50g氯化钠固体加入溶液中； ③观察示数变化趋势。 得出结论：PH传感器示数上升，说明当Cl-浓度增大时，H+浓度减小，平衡逆向移动；证明氯气与水的反应是一个可逆反应。 图2 饱和食盐水收集氯气原理探究 十一、实验教学反思 学生第一次设计并进行实验时，收集的氯气未进行除杂，且氯气与水接触的面积和时间不够，导致实验现象不明显，且下结论草率。学生立即提出疑问，并进行小组讨论和请教老师，对实验方案改进后，得出了与理论相符合的实验结果。 十二、实验教学效果评价 整个教学过程，遵循激发学生的疑问，引导学生学习，让学生自主讨论并确定方案，根据自己设计的方案进行探究，并分析原因，最后提炼总结，学生的认知发展线也从宏观经过数字化传感器转化为微观，从而探究它的本质，最终提高了学科素养，并且明白理论一定要与实践相结合。本次实验的创新在于装置非常的简单，并且是完全密闭的非常安全，同时结合了数字化实验，能够让同学们更好地理解微观问题，从而提升化学素养。 学科网（北京）股份有限公司 $$