2.2.2氯气的实验室制法 教学设计 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

《氯气的实验室制法》教学设计 一、教学目标 知识与技能： 掌握氯气的实验室制备方法、反应原理及实验装置； 了解氯气的物理性质和化学性质； 过程与方法： 通过实验操作，培养学生的实验设计能力、观察能力和数据分析能力； 学习科学探究的基本方法； 情感态度与价值观： 激发学生对化学的兴趣，培养严谨的科学态度和团队合作精神； 增强安全意识和环保意识。 二、教学重、难点 教学重点：氯气的实验室制备方法及反应原理； 教学难点：实验装置的理解与搭建，实验过程中的安全注意事项及尾气处理。 三、教学准备 实验药品：MnO2、浓HCl、NaOH 实验器材：铁架台、酒精灯、烧杯、圆底烧瓶、长颈漏斗、导管、集气瓶 四、教学过程 1. 课堂导入 18世纪，人们致力于采矿事业，瑞典化学家舍勒也把精力放在了软锰矿（主要成分是MnO2）的研究上。1774年的一天当他把软锰矿粉末和浓盐酸混合加热时，惊奇的看到一种黄绿色的气体冒出。这种呛人的气体不但能使染料褪色，还有许多奇特的性质。直到1807年，英国化学家戴维对这种气体进行了细致的研究，并于1810年11月在英国皇家学会上正式定确认上述黄绿色气体是由一种新元素组成，英文名定名为“Chlorine”，希腊文的意思是“绿色的”。 2. 氯气的制备原理 【教师】氯气首次发现于1774年，瑞典化学家舍勒用软锰矿（MnO2）和盐酸作用，制得了氯气。该方法也一直被用作实验室制备氯气的方法。 制备原理是：MnO2 + 4 HCl（浓） === MnCl2 + 2 H2O + Cl2 （反应条件：加热） 其中，氯气制备过程中所用的盐酸为浓HCl。随着反应的进行，盐酸浓度降低。当盐酸浓度降低到一定程度时，反应停止。 3. 反应装置的搭建 【教师】引导学生结合氧气的制备，思考一套完整的氯气制备装置主要包括哪几部分？ 【学生】主要包括四个部分，分别为发生装置、净化装置、收集装置和尾气处理装置。 【教师】多媒体呈现三种典型的气体发生装置：（1）固固加热制气体、（2）固液/液液加热制气体、（3）固液制气体。通过课前的预习我们了解到，氯气制备所需的试剂是什么？反应条件是什么？ （1） （2） （3） 【学生】所需的试剂是MnO2和浓HCl；反应条件是加热。 【教师】那氯气的制备应该选用那种气体发生装置呢？ 【学生】选用第二种，固液/液液加热制气体。 4. 气体净化装置的选择 【教师】教师提问，通过上述实验装置制备的气体是纯的氯气吗？ 【学生】不是，因为加热条件下，浓盐酸和水易挥发，所以所产生的气体应该是氯气、氯化氢气体和水蒸气的混合物。 【教师】教师提问：那我们应该通过什么方法去除氯气中的氯化氢气体和水蒸气呢？ 【学生】饱和食盐水可吸收氯化氢气体同时降低氯气在水中的溶解度，因此常用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体。水蒸气可以通过浓硫酸进行去除。 5. 气体收集装置的选择 【教师】教师提问，常用的气体收集装置有哪些？ 【学生】常用的气体收集装置包括向上排空气法、向下排空气法和排水法。 【教师】多媒体呈现三种气体收集装置，并提问：请同学们结合氯气的性质，思考一下，氯气的收集应该使用哪种气体收集装置呢？ 【学生】氯气的性质：能够与水反应、密度比空气大。因此，氯气的收集应采取向上排空气法。 6. 尾气处理装置 【教师】鉴于氯气是有强烈刺激性气味的剧毒气体，具有窒息性。因此，在实验室制备氯气的过程中要氯气的尾气处理。那我们应该选用什么方法进行氯气的尾气处理呢？ 【学生】可以选取一种能够与氯气反应的溶液进行氯气的处理。 【教师】我们在上节课已经学到，氯气能够与水和氢氧化钠反应，那是否可以选用水或者氢氧化钠进行氯气尾气的处理呢？ 【学生】可以选用氢氧化钠溶液，因为2 NaOH + Cl2 == NaClO + NaCl + H2O；不可以选用水进行氯气的尾气处理，因为水与氯气反应是可逆反应，不能实现氯气的完全吸收。 7. 氯气的检验 （1）湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝； （2）湿润的蓝色石蕊试纸，先变红再褪色。 8. 实验装置的搭建 注意事项： （1）必须用浓盐酸，稀盐酸与二氧化锰不反应； （2）为了减小浓盐酸的挥发，降低氯气中氯化氢气体的含量，体系反应温度不宜过高； （3）氯化氢去除装置（饱和食盐水）必须放置在水蒸气去除装置（浓硫酸）之前； （4）实验结束后，应待反应结束，进一步排出反应体系中的氯气后，再拆卸实验装置，避免残留的氯气对环境造成污染。 五、教学反思 1. 教学效果评估：通过观察学生的实验操作、讨论情况及作业完成情况，评估教学效果。 2. 改进措施：针对教学过程中出现的问题，提出改进措施，如加强实验前的预习指导、优化实验装置设计等。 学科网（北京）股份有限公司 $$