第一单元 氯气及氯的化合物 第1课时（教学设计） 化学苏教版2019必修第一册

第一单元氯气及氯的化合物 第1课时氯气的发现与制备 教学目标 一、知识目标 1.了解氯气的来源，掌握氯气发现的历程，包括舍勒和戴维的重要贡献。 2.学会实验室制取氯气的方法，包括反应原理、实验装置（发生、净化、收集、尾气 处理装置)、操作步骤及注意事项，知道可用高锰酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧 化锰与浓盐酸反应制取氯气。 3认识工业制氯气的原理，掌握电解饱和食盐水的反应。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氯气的性质和用途，从微观角度理解氯气制备 的化学反应原理。 2.证据推理与模型认知：通过对氯气发现历程的学习，认识科学研究需要证据和推 理，建立化学实验装置和反应原理的模型 3.科学探究与创新意识：通过思考实验室制取氯气的替代试剂，培养创新意识；通过 实验操作和问题讨论，提高科学探究能力。 4科学态度与社会责任：了解氯气制备的工业应用，认识化学对社会发展的重要贡 献，培养科学态度和社会责任感。 教学重难点 一、教学重点 氯气的发现历程、实验室制取氯气的原理和方法、工业制氯气的原理。 二、教学难点 1 实验室制取氯气的实验装置的选择和连接、氯气制备过程中的除杂和尾气处理。 教材分析 本节教学内容源于苏教版(2019年版)高中化学必修第一册专题3第一单元第1课 时《氯气的发现与制备》。本专题聚焦从海水中获得的化学物质，而氯气的相关知识是其 中的重要组成部分。这部分内容不仅是对初中化学知识的拓展与深化，更是高中化学元素 化合物知识体系的关键一环，对于学生构建完整的化学知识框架具有重要意义。教材先 介绍了氯气的发现历程，让学生了解科学探究的曲折过程，培养科学精神和探究意识。接 着详细阐述氯气的制备方法，包括实验室制法和工业制法，通过对反应原理、实验装置、 操作步骤等方面的讲解，帮助学生掌握氯气制备的核心知识和技能。此外，教材还设置了 思考与讨论、典型范例、技能实战等环节，引导学生思考问题、解决问题，提升学生的化 学思维能力和实践能力。 学情分析 教学对象是初高中过渡阶段的学生，他们在初中已经对化学有了初步的认识，掌握了 一些基本的化学概念和实验操作技能，但知识体系还不够完善，思维能力有待进一步提 高。在知识储备方面，学生对元素化合物的认识主要停留在简单的物质性质和化学反应 上，对于氯气这种性质活泼且具有一定危险性的物质了解较少。同时，学生在初中接触的 实验装置和操作相对简单，对于复杂的制气装置和实验操作规范还不够熟悉。在思维能 力方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于抽象的化学概念和原理理解 起来可能存在一定困难。他们在学习过程中更倾向于直观、生动的教学方式，需要教师通 过实验演示、多媒体展示等手段帮助他们理解和掌握知识。在学习态度和习惯方面，高 一学生通常对化学实验充满兴趣，但在学习过程中可能缺乏主动性和自主性，需要教师引 导他们养成良好的学习习惯，培养独立思考和解决问题的能力。因此，在教学过程中，教 师应充分考虑学生的实际情况，结合教材内容，采用合适的教学方法，激发学生的学习兴 趣，帮助他们顺利完成知识的衔接和思维的过渡。 2 教学过程 教学环节一新课导入 【展示图片】同学们，老师先给大家展示几张图片。第一张是美丽的大海，第二张是我们 日常生活中常见的食盐，第三张是一些工业上生产的化工产品。大家可以仔细观察一下这 些图片。 【提问引导】大家知道吗，大海中蕴含着丰富的化学资源。我们每天吃的食盐，主要成分 就是氯化钠，而其中的氯元素在海水中大量存在。那大家想一想，这些氯元素是如何被我 们利用，转化成各种化工产品的呢？（给学生一些思考和发言时间，鼓励学生大胆猜测） 【讲述化学史故事】其实，氯气的发现有着一段有趣的历史。在1774年，瑞典化学家舍 勒正在研究软锰矿（主要成分是MO2)，他把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，意外 地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。舍勒当时对这种气体进行了详细的描 述，他说用木头塞子封装后，会让木头变黄；可以让所有有颜色的花褪色，不论是红的、 黄的、蓝的、紫的，只要遇到这种气体都会变白，且颜色无法复原；几乎所有的金属都会 与这种气体发生反应；所有的昆虫遇到这种气体后都会死亡。但当时受“燃素学说”的影 响，他认为这种气体是“脱燃素的盐酸气”，从而错过了发现新元素。直到1810年，英 国化学家戴维经过研究，证明了这种黄绿色气体是一种单质，并将其命名为 “Chlorine”,中文译名为氯，也就是我们今天要学习的氯气。 【提出问题】那么，氯气是如何制备出来的呢？在实验室和工业上又有哪些不同的制备方 法呢？带着这些问题，让我们一起走进今天的学习一一氯气的发现与制备。 【设计意图】 1.激发学生兴趣：通过展示大海、食盐和化工产品的图片，让学生直观地感受到化学与生活的紧密联 系，再以提问的方式引导学生思考，激发他们的好奇心和求知欲，使学生主动参与到课堂中来。 2.讲述化学史故事：介绍氯气发现的历史故事，增加了知识的趣味性和吸引力，让学生了解科学研究 的曲折过程，培养他们的科学精神和探索精神。 3 3.引发思考，导入新课：由氯气的发现引出氯气的制备问题，自然地过渡到本节课的主题，让学生明 确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。 教学环节二氯气的发现 活动一舍勒的发现 【引入】同学们，我们知道海水中蕴含着丰富的氯元素，那氯气这种物质是如何被发现的 呢？今天我们就来探寻氯气发现的历程。早在1774年，有一位化学家在研究软锰矿时， 有了一个意外的发现 【问题】大家阅读教材中关于舍勒发现氯气的内容，思考舍勒是在怎样的实验过程中发现 这种新气体的？他对这种气体有哪些描述？ 【学生思考】 1.1774年，瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿（主要成分是Mn02)混合在一起加热， 意外地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。 2.舍勒描述这种气体：用木头塞子封装后，会让木头变黄：可以让所有有颜色的花褪 色，且颜色无法复原：几乎所有的金属都会与这种气体发生反应；所有的昆虫遇到 这种气体后都会死亡。 【讲解】评价、强调：舍勒虽然发现了这种新气体，但受当时“燃素学说”的影响，他认 为这种气体是“脱燃素的盐酸气”，称为“氧化盐酸”，这使得他错过了发现新元素的机 会。这也告诉我们，科学研究需要不断突破传统观念的束缚。 【对应训练1】舍勒在发现氯气的实验中，发生的主要反应的化学方程式为（) A.Mn02+4HCl(浓-==MnCL2+2H20+CL2↑ B.2KMn04+16HCI()=2KCl+2MnCl2+5Cl2 T+8H2O C.KCl03+6HCl(浓祓=KCL+3CL2+3H20 电解 D.2NaCl+2H,O==2NaOH+H,Cl, 【答案】A 4 【解析】舍勒是用浓盐酸与软锰矿（主要成分是MnO,)混合加热制取氯气，反应的化学 方程式为Mn02+4HC(浓===MnCL2+2H20+CL2↑，所以A正确：B是高锰酸钾 与浓盐酸反应：C是氯酸钾与浓盐酸反应；D是工业上电解饱和食盐水制取氯气的反应。 【对应训练2】舍勒认为发现的氯气是“脱燃素的盐酸气”，这一观点（) A.是完全正确的 B.有一定的合理性，但受当时理论局限 C.毫无科学依据 D.为后续氯气的研究没有任何作用 【答案】B 【解析】在当时“燃素学说”盛行的情况下，舍勒基于此理论对氯气的认识有一定的思考 逻辑，但“燃素学说”本身是不科学的，所以他的观点有一定合理性但受当时理论局限。 他的发现为后续研究提供了基础，并非没有任何作用，所以B正确，A、C、D错误。 【设计意图】 通过引入舍勒发现氯气的故事，激发学生的学习兴趣，让学生了解科学发现的过程往往充满曲折。通 过问题引导学生阅读教材，培养学生的自主学习能力和信息提取能力。对应训练帮助学生巩固所学知 识，加深对舍勒发现氯气这一历史事件的理解。 活动二戴维的发现 【引入】舍勒虽然发现了氯气，但没有正确认识它。那后来又是谁揭开了氯气的真面目 呢？ 【问题】请同学们阅读教材中关于戴维发现氯气的内容，思考戴维是如何证明这种黄绿色 气体是一种单质的？他给这种元素命名有什么含义？ 【学生思考】 1戴维想尽办法也不能从氧化盐酸中把氧夺取出来，从而证明了这种黄绿色气体是一 种单质。 2.他将这种元素命名“Chlorine”,它的希腊文原意是“绿色”，中文译名为氯，最终 命名为氯气。 5 【讲解】评价、强调：戴维通过严谨的实验和科学的推理，最终确认氯气是一种单质，为 化学学科的发展做出了重要贡献。这也体现了科学研究需要不断探索和验证。 【对应训练1】戴维证明氯气是单质的方法体现了科学研究中的() A.观察法 B.实验法 C.分类法 D.比较法 【答案】B 【解析】戴维通过实验，想尽办法从氧化盐酸中夺取氧，根据实验结果证明氯气是单质， 体现了实验法在科学研究中的重要性，所以B正确，A、C、D错误。 【对应训练2】“Chlorine”这个名称源于希腊文“绿色”，这与氯气的()性质有关。 A.密度比空气大 B.能与金属反应 C.黄绿色 D.有刺激性气味 【答案】C 【解析】因为氯气是黄绿色气体，所以戴维将其命名“Chlorine”,其希腊文原意“绿 色”与之对应，C正确，A、B、D错误。 【设计意图】 通过引入戴维发现氯气的内容，让学生了解科学研究是一个不断发展和完善的过程。问题引导学生深 入思考，培养学生的逻辑思维能力。对应训练帮助学生理解戴维的研究方法和氯气名称的由来。 教学任务三氯气的制备 活动一实验室制气装置 【引入】我们已经了解了氯气的发现历程，那在实验室中如何制取氯气呢？首先我们来认 识一下实验室制气的一般装置。 6 【问题】请同学们阅读教材中关于实验室制气装置的内容，思考一套完整的制气装置包括 哪些部分？不同类型的气体发生装置有哪些例子？ 【学生思考】 1.一套完整的制气装置应该包括气体发生装置、气体净化装置、气体收集装置和尾气 处理装置。 2.气体发生装置有固固加热（如制0，等）、固液不加热（如制H2、C0,等）、固液加 热（如制CL等）。 【讲解】评价、强调：了解制气装置的组成和类型是进行气体制备实验的基础。不同的气 体根据其性质和反应条件需要选择合适的发生装置。 【对应训练1】下列气体制备时，采用固液加热型发生装置的是() A.02 B.H2 C.C02 D.Cl2 【答案】D 【解析】O2可以用固固加热或固液不加热装置制取；H2和CO2采用固液不加热装置制取： CL,用浓盐酸与二氧化锰固液加热制取，所以D正确，A、B、C错误。 【对应训练2】实验室制取气体时，气体净化装置一般使用（) A.液态试剂 B.固态试剂 C.液态试剂或固态试剂 D.不需要净化装置 【答案】C 【解析】气体净化装置可以使用液态试剂（如洗气瓶中的液体）或固态试剂（如干燥管中 的干燥剂)来除去气体中的杂质，所以C正确，A、B不全面，D错误。 【设计意图】 通过引入实验室制气装置的内容，为后续学习氯气的实验室制备做铺垫。问题引导学生梳理制气装置 的相关知识，培养学生的归纳总结能力。对应训练帮助学生巩固对制气装置类型和净化装置的理解。 活动二实验室制氯气 【引入】了解了实验室制气装置后，我们具体来看一下实验室是如何制取氯气的。 【问题】请同学们阅读教材中关于实验室制氯气的内容，思考实验室制取氯气的化学方程 式是什么？实验中需要注意哪些问题？ 【学生思考】 1.实验室制取氯气的化学方程式为Mn02+4HC(浓= =MnCL2+2H20+CL2↑。 2.注意事项：二氧化锰为难溶于水的黑色粉末：稀盐酸与二氧化锰不反应：此反应必 须加热：使用的盐酸必须是浓的，随着反应的进行，盐酸浓度降低到一定程度时， 反应自动停止；圆底烧瓶加热时要垫陶土网。 【讲解】评价、强调：在书写化学方程式时要注意条件和配平。实验中的注意事项是保证 实验安全和成功的关键，一定要牢记。 【对应训练1】实验室制取氯气时，若没有浓盐酸，用稀盐酸代替会() A.反应速率加快 B.能正常反应制取氯气 C.不能反应制取氯气 D.生成其他气体 【答案】C 【解析】稀盐酸与二氧化锰不反应，所以不能用稀盐酸代替浓盐酸制取氯气，C正确， A、B、D错误。 【对应训练2】实验室制取氯气的实验中，圆底烧瓶加热时垫陶土网的目的是() A.使反应加快 B.使受热均匀 C.防止盐酸挥发 D.增加反应的安全性 【答案】B 【解析】圆底烧瓶加热时垫陶土网是为了使烧瓶受热均匀，防止炸裂，B正确，A、C、 D错误。 8 【设计意图】 通过引入实验室制氯气的内容，让学生掌握实验室制取氯气的具体方法和注意事项。问题引导学生深 入理解实验原理和操作要点。对应训练帮助学生巩固所学知识，提高运用知识解决实际问题的能力。 活动三工业制氯气 【引入】实验室制取氯气适用于少量的实验需求，那工业上大量的氯气是如何制备的呢？ 【问题】请同学们阅读教材中关于工业制氯气的内容，思考工业制氯气的原理是什么？与 实验室制氯气相比有什么不同？ 【学生思考】 1.工业制氯气是通过电解饱和食盐水，原理为阳极：2C--2=CL2↑，阴极：2H+ 电解 2e=H2↑，总反应：2NaCl+2H,0===2Na0H+H2t+CL2↑。 2.与实验室制氯气相比，工业制氯气原料易得（用海水晒盐得到的粗盐)、成本低， 且能同时得到多种产品（氢氧化钠、氢气）。 【讲解】评价、强调：工业制氯气充分利用了地球上丰富的海水资源，体现了化学工业对 资源的合理利用。同时，通过对比实验室和工业制氯气的方法，让我们更清楚不同场景下 制备方法的选择依据。 【对应训练1】工业制氯气的原料是（) A.浓盐酸和二氧化锰 B.氯化钠溶液 C.饱和食盐水 D.海水 【答案】C 【解析】工业制氯气是电解饱和食盐水，所以原料是饱和食盐水，C正确，A是实验室制 氯气的原料，B不准确，海水需要经过处理得到饱和食盐水，D错误。 【对应训练2】工业制氯气时，阳极产生的气体是（) A.H2 B.Cl2 C.02 9 D.NaOH 【答案】B 【解析】根据工业制氯气的原理，阳极发生氧化反应，2C-2e=Cl2↑，所以阳极产生 的气体是CL2,B正确，A是阴极产生的气体，C不是该反应产生的气体，NαOH是在溶液 中生成的，D错误。 【设计意图】 通过引入工业制氯气的内容，拓宽学生的知识面，让学生了解化学工业的生产原理。问题引导学生对 比实验室和工业制氯气的方法，培养学生的对比分析能力。对应训练帮助学生巩固工业制氯气的相关 知识。 课堂小结 10