2.2.2氯气实验室制法 教学设计 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

高中化学新人教版必修1 第二章第二节 第二课时 《氯气的实验室制法》教学设计 教材分析 “氯气的实验室制法”是高中化学新人教版必修1第二章“海水中的重要元素—钠和氯”的第二节“氯及其化合物”的内容，这一部分内容是元素化合物知识的重要组成部分，是高中化学实验的重要内容，在高中化学学习中占有重要地位。教材讲解的是氯气的实验室制法。学生在上一课时的学习中已经知道了氯气的物理化学性质和主要用途，自然就会联想到如何得到氯气，这样的学习过程对学生发展“证据推理与模型认知”“宏观辨识与微观探析”“科学精神与社会责任”的学科核心素养提供有力保障。 氯是比较典型的非金属元素，氯及氯的化合物在日常生活、工农业中的应用非常广泛。对氯气性质、用途和制法的研究，不仅是第四章进一步学习、研究卤素性质相似性及其变化规律的需要，也是研究同族元素性质变化规律的需要。由于高中阶段对氯气的性质、用途等介绍、应用较多，对学生全面认识化学元素、形成正确观点、掌握正确学习方法等有重要作用。 重点：氯气的实验室制法 建立实验室制取气体的思维模型 难点：建立实验室制取气体的思维模型 学情分析 高一学生在初中已经学习过一些气体（如O2和CO2）制备装置和收集装置，对气体的制备模型有了初步的构建，具备了基本的实验基础；还学习了氯气及其化合物的相关知识，有一定的知识储备。通过氧化还原反应和物质分类的学习，学生可以从化合价和价类二维图的角度对“氯气的制备”进行实验方案的设计，是符合学生认知规律的。本节课教学活动通过多媒体播放、教师指导、学生操作、探究讨论、交流总结，是学生完成感性认识到理性认识的升华，切实掌握“氯气制备”。建构实验室制取气体的基本模型，形成实验室制取气体的基本思路。同时他们具有合作探究的意愿，希望自己去探究发现。学生还具有一定的分析、归纳、总结能力，但学生的基础知识、基本技能不是很扎实，所以在实验过程中仍需要教师引导。 教学目标 【教学目标】 1.通过实验探究氯气的制备方案，形成基于物质类别和元素价态设计实验的认识模型； 2.通过完成氯气的实验室制法，了解实验室气体的制备实验设计的一般过程与方法，通过对实验方案的不断优化和改进，培养初步的科学探究和改进实验的能力； 3.通过对于氯气制取过程中氯气的尾气处理方法，培养学生的环保意识，理解学好化学知识在环境保护中的重要意义。 【评价目标】 1. 变化观念与平衡思想：通过氯元素价类二维图的绘制，利用氧化还原知识让学生掌握不同价态氯元素之间是可以相互转化的，从而培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。 2. 证据推理与模型认知：通过完成氯气的实验室制备，理解实验室气体制备的选择原则，形成从问题出发依据探究目的设计探究方案，并运用化学实验进行实验探究的化学核心素养。 3. 科学精神与社会责任：通过对于氯气制取过程中氯气的尾气处理和吸收，培养学生的环保意识，理解化学家在环境保护中的社会责任。 4. 科学探究与创新意识：在完成气体制备模型的构建过程中，通过分析对比其他气体的制备原理能正确地给出制备装置并适当的创新，诊断并发展学生科学探究与创新意识的核心素养。 教学方法 教学方法： 对比分析法、归纳法、讨论法、讲授法。 学习方式：自主学习—实验探究—合作交流。 教学思路 本课题以“氯气的制备方法”为中心，展开两条线索。 知识线： ( 寻找制备氯气的原料 ) ( 建构制备气体的模型 ) ( 探究氯气的制备方法 ) 情境线： ( 建构制备气体的模型 ) ( 模拟实验，确定原理 ) ( 情境小实验 ) 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节一：通过小实验情境引入。 【实验】84消毒液和洁厕灵可以混合使用吗？ 【讲述】虽然84消毒液和洁厕灵混合可以产生氯气，但并不适用实验室制取氯气的方法，那我们实验室是如何制取氯气呢？今天我们就一起来探讨氯气的实验室制法。 通过小实验激发学习兴趣。 激发好奇心，提高学习欲望，并明确探究课题： 实验室制取氯气的方法。 激发学生的学习兴趣和探究热情，使学生明确学习目标，进入学习主题。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节二：寻找制备氯气的原料 【问题1】请同学们思考我们生活中常见的含氯的物质有哪些？并请同学们绘制含氯化合价与物质类别的关系图（价类二维图） 运用氧化还原知识选取原料并设计实验方案。 小组交流讨论，绘制价类二维图： 根据氧化还原知识选择原料并设计实验方案： 实验1：KClO3与浓盐酸的反应 实验2：NaClO与浓盐酸的反应 实验3：KMnO4与浓盐酸的反应 培养合作意识和提高沟通交流的能力。 激发学生学习兴趣，让学生试图从价类二维图、氧化还原角度去寻找制备氯气的原料。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节三：探究氯气的制备方案 【播放视频】实验视频。 【问题2】通过讨论分析，请同学们思考以上实验方案是否是实验室制备氯气的最佳方案？ 【展示资料卡片】氧化性强弱： KMnO4 ＞MnO2 KClO3＞MnO2 NaClO＞MnO2 KMnO4、KClO3、NaClO分别与浓盐酸反应速率的都比MnO2与浓盐酸反应速率快，不易控制反应进行。 学生观看实验视频，观察并记录现象。 实验1：KMnO4与浓盐酸的反应 实验2：KClO3与浓盐酸的反应 实验3：NaClO与浓盐酸的反应 学生根据实验现象，交流讨论，发现问题。 让学生直观感受多种氯气制备的方法，形象地对比分析。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节四： 优化实验室制备氯气的方案 【问题3】利用上述实验方案制备氯气，产生气体的速率过快，不利于控制反应进行。是否还有其他的实验方案，可以更好的获得氯气？ 阅读课本P48 : 舍勒发现制备氯气的方法。 书写二氧化锰与浓盐酸反应的化学方程式及离子方程式. 【问题4】回顾初中 O2和CO2的制取实验，装置是如何选择的？依据什么原理来选择？那实验室制取氯气应该选择怎样的装置呢？ 提示：MnO2是难溶于水的黑色粉末状固体， 【播放视频】实验制取氯气视频，找出实验装置的不足。 【游戏活动】根据信息及利用所给的图片，设计一整套制取纯净干燥的氯气的装置，并分享？ 根据老师提供的资料卡片对实验进行优化，最终选择：二氧化锰和浓盐酸反应进行实验室制取氯气的原料，重新设计实验方案。 书写二氧化锰与浓盐酸反应的化学方程式及离子方程式 根据初中所学知识，理解气体发生装置、收集装置的选择原理，并选择制取Cl2的实验装置 通过分析发现氯气中含有氯化氢、水蒸气，需要进一步优化实验。 小组自主合作与探究：设计一整套制取纯净干燥的氯气的装置，并分享设计思路。 新旧知识联系策略。对比分析，思考交流，选择仪器；归纳总结。 利用制备气体的实验模型设计并优化氯气的实验室制法。 培养实验设计能力、绿色观和安全观及“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”化学核心素养。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节五： 建构实验室制备气体基本模型 【讲述】在设计实验室制取气体的装置时，不仅包括气体的发生装置和收集装置，还应该考虑气体是否可能混有杂质而增加除杂装置，还应该根据气体的性质选择尾气处理装置。 【建构模型】因此，在设计实验室制取气体的装 置，一般包括四部分： 1.根据反应物状态和条件选择气体的发生装置； 2.分析气体是否有杂质，气体和杂质的性质的差异选择除杂装置和确定除杂顺序。液体除杂试剂可选用洗气瓶，固体除杂试剂可选用球形干燥管和 U 形管。 3.根据气体的密度、在水中的溶解性，以及是否与水反应，选用气体收集装置。常见的气体收集方法有向上排空气法，向下排空气法，排水法等。 4.根据气体的性质，如气体是否有毒、有害，污染空气，选择尾气处理装置。如 Cl2 、SO2 等可选择用试剂吸收除去。对 于 CO 、H2 、CH4 等易燃性气体，可选择点燃法除去。 【讲述】同学们经过这节课的学习知道了实验室制取氯气的思路和方法，其实这个方法就是实验室制取气体的思维模型，同学们可以按照这样的思路和方法制备其他气体。 从Cl2的实验室制法出发，思考，小组交流讨论，归纳总结实验室制备气体的一般思路： ① 明确气体制备的原理，写出相应的化学方程式 ② 根据药品的状态、反应条件，选择合适的发生装置 ③ 分析气体是否含有杂质，根据气体和杂质性质的差异选择除杂、净化方法 ④ 根据气体的性质，选择收集装置，分析是否需要尾气 处理装置 建构实验室制备气体模型和方法。 通过氯气的制备，归纳总结实验室制取气体装置的设计模型 从Cl2的实验室制法出发，帮助学生构建实验室制备气体的一般思路，建立方法模型，为以后学习更多的物质的制备方法奠定基础。 课堂检测 例．某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的氧化性并模拟工业制取漂白粉，设计如图装置，进行实验： (1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。 (2)装置的连接顺序为 。 (3)饱和NaCl溶液的作用是 ， 淀粉­KI溶液的现象为 。 (4)写出装NaOH溶液试剂瓶中发生反应的化学方程式 。 板书设计 二、氯气的实验室制法 1.实验原理: MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O 2、实验室制备气体的模型:发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置-→尾气处理装置(如需要)。 教学评价与反思 1、本节课通过学生自主的获取知识，探索知识，建立实验探究模型，层层递进，使师生交流、生生交流得到加强。学生各方面能力得到提升。 2、教学内容的设计，既加强了知识的系统性与科学性，又培养了学生的能力，渗透了科学探究的思想。 3、教学过程的实施符合学生的认知规律，对学生学习方法的行成起到了抛砖引玉的作用。 4、.本节课利用问题式教学驱动项目确立，引导学生探究制备氯气的实验方案，在整个项目式教学中，通过氯元素价类二维图的绘制，利用氧化还原知识让学生掌握不同价态氯元素之间是可以相互转化的，从而培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。 5、利用学生熟悉的生活用品并选用合适药品，既激发了学生兴趣又开拓学生的实验设计思路，在导入新课及学生合作探究设计实验的环节、体现了安全、绿色的创新实验，使实验创新与绿色化学的理念在教学实践中得以应用。培养了学生“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”的化学学科素养 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $