《微项目 科学使用含氯消毒剂-氯气第一代自来水消毒剂》教学课件-2025-2026学年高一上学期化学鲁科版必修第一册

该高中化学课件围绕氯气的物理性质、化学性质、氯水成分及自来水消毒原理展开，以淮安液氯泄漏事故为情境导入，通过性质表格归纳、问题链驱动（收集方法、逃生措施等）及实验探究，构建“情境—归纳—应用”的学习支架。 其亮点在于采用“预测—验证—分析”的科学思维路径（从原子结构预测性质并实验验证），结合注射器微型实验、数字化监测次氯酸分解数据等科学探究，通过氯气泄漏逃生、自来水养金鱼等真实问题培养科学态度与责任。为学生提供证据推理与探究实践机会，也为教师提供丰富情境素材与实验方案，优化教学效果。

课程名称：含氯自来水消毒剂的发展与探究 第一课时 课例名称：氯气——第一代自来水消毒剂 单元主题：氯及其化合物 高中化学 高一年级 上学期 必修第一册 氯气用于自来水消毒已有100多年的历史。目前，我国仍有部分城市采用氯气消毒。作为“第一代”消毒剂，氯气在守护饮用水安全的同时，会不会也存在一些局限？它是如何发挥消毒作用的？后来人类又为何要研发新的含氯消毒剂？这节课我们先深入认识氯气的性质，明确它的消毒原理，找到这些问题的线索，为后续探究更优质的含氯消毒剂做好准备。 学习目标导航 1.通过研读文字资料主动探究氯气的物理性质，明确 Cl₂在自来水消毒、化工合成等领域的主要用途；结合其性质掌握氯气泄漏时的科学逃生方法和初步处理方案，在这一过程中强化安全意识，培养科学态度与社会责任的核心素养。​ 2.​从氯原子的核外电子排布出发，结合非金属单质的通性，预测氯气可能具有的化学性质，深化 “结构决定性质” 的化学观念；并通过实验操作对预测进行验证，在 “预测 — 验证 — 分析” 的过程中提升证据推理与模型认知的核心素养。​ 3.参与氯气化学性质的实验设计与探究，能准确描述实验中的宏观现象，并从微观粒子相互作用的角度分析反应本质，正确书写相关化学方程式，以此培养宏观辨识与微观探析的核心素养。​ 4.​尝试设计并操作不同于教材传统模式的微型创新实验和数字化实验，在简化实验装置、减少污染、精准获取数据的过程中，提升实验创新能力，培养科学探究与创新意识的核心素养。 学习任务一：观察分析总结氯气的物理性质 新华网报道:2005年3月29日，京沪高速公路淮安段一辆满载液氯的钢罐车和对面来车相撞 ,大量液氯外泄。据目击者描述 : ”一股黄绿色的气体就像探照灯光一样，‘唰’地射向高空，足有5米高,并有刺鼻的味道，眼睛也熏得有些睁不开 。”事发后消防队员不断地用水枪喷射，但时值西南风，氯气迅速向西南方扩散 ，造成350 人中毒进医院救治, 另有28人中毒死亡的特大事故，附近居民采取应急措施,疏散到一高坡上。 颜色 状态 气味 毒性 密度 溶解性 其他特征 色 _____ _________ _____ ______ 黄绿 气体 刺激性气味 有毒 比空气大 能溶于水 易液化，液氯储存在钢瓶中 思考：1.氯气的收集方法？2.闻气体气味的方法？3.若遇氯气泄漏，应如何有效逃生？ 头脑风暴：假如你是一位化学教师，你会设计哪些问题来考查以上知识内容？ ？ 学习任务一：结合新闻报道和桌面提供的试剂，你能总结出氯气的哪些性质？氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，可储存在钢瓶中。另外，氯气能溶于水。根据总结出的氯气的性质思考氯气的收集方法和闻气体气味的方法 O2 与金属单质：Na、Fe、Cu化合 与非金属单质：C、H2化合 氧化物 氯化物 Cl2 类比推理 ？ 学习任务二：类比推理预测氯气的化学性质 角度二：物质类别 角度一：原子结构 易得1个电子 强氧化性 0 -1 Cl- Cl 角度三：元素化合价 与金属单质：Na、Fe、Cu化合 与非金属单质：C、H2化合 从物质类别和原子结构两个角度预测氯气容易得电子，有强氧化性 1、氯气与金属单质的反应 实验 现象 方程式 与钠 与铁 与铜 结论：氯气有强氧化性，可与绝大多数金属（除Au、Pt外）加热时反应，生成高价氯化物。 2Na+Cl2 == 2NaCl 点燃 2Fe +3Cl2 == 2FeCl3 点燃 Cu + Cl2 == CuCl2 点燃 剧烈燃烧，产生大量白烟 产生大量棕红色的烟，溶于水后，溶液呈黄色 产生大量棕黄色的烟，溶于水后，溶液呈蓝绿色 看《学习任务单》，明确学习任务 2、氯气与非金属单质的反应 实验内容 现象 方程式 氢气在氯气中点燃 氢气与氯气的混合气体光照 工业上 制盐酸 剧烈反应，发生爆炸，瓶口产生白雾 H2 + Cl2 2HCl 光照 H2 + Cl2 === 2HCl 点燃 结论：燃烧不一定需要氧气参加，所有发光、发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。 安静地燃烧，发出苍白色火焰，燃烧结束后，抽走玻璃片，瓶口上方出现白雾 注意： 点燃前， 必须验纯。 学习任务三：情景再现探究自来水加氯消毒的原理 1.用氯气消毒的自来水直接养金鱼，为何金鱼很快死亡？ 2.用暴晒后的自来水养金鱼，为什么是安全的？ 目前，很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒。为了保证自来水在输送过程中也能保持无菌状态，自来水厂会控制一定的“余氯”量。这意味着即使水龙头流出的水，也含有一定浓度的氯。我们偶尔闻到的自来水散发出的刺激性气味就是余氯的气味。这个浓度对人类是安全的，但对金鱼来说是致命的。所以，用氯气消毒的自来水不能直接用来养金鱼。 预测 实验及现象 解释和结论 可能的行为 存在物质种类 全部溶解 Cl2、H2O 部分溶解 部分反应 Cl2、H2O、新物质 全部反应 H2O、新物质 问题1：氯气通入水中发生了什么？ 实验1：观察对比干燥的氯气和新制氯水的颜色 结论：氯气可溶于水（常温下1体积水可溶解约2体积氯气），氯水中含Cl2 ? （取一支注射器，向其中吸入适量蒸馏水，针头插入胶塞，振荡，即制得新制氯水。与另一支盛干燥氯气的注射器，对比观察） ? 【分组实验要求】 1.明确分工： 发言人、操作员、记录员，各司其职，课后完成《自评、互评评价量表》 2.注意安全： 除实验时间外，不动任何药品和器材。实验完成后立刻把针头插在橡胶塞上，并小心避免扎伤。西林瓶上的橡胶塞始终不要拿下来。 3.节约药品： 制得的氯水将用于多个实验，且氯气有毒，少量加入 用注射器收集10ml氯气将针筒插入橡胶塞，打开橡胶塞，吸入约3ml蒸馏水后关闭，充分振荡后静置。 问题2：假如氯气能与水反应，理论预测生成的新物质。 角度1：元素组成 角度2：氧化还原反应规律 Cl2+H2O → Cl Cl + H O H 0 -1 +1 HCl+HOCl HClO 无机化合物化学式书写规则： 正价元素在前，负价元素在后 经过理论预测，氯水中生成了新物质HCl和HClO H+ Cl2+H2O → HCl+HClO Cl- 紫色石蕊溶液、 pH试纸、 镁条、 碳酸氢钠溶液 …… 实验和观察 设计实验方案，探究证实氯水中生成的新物质。 ？ 实验现象 加入AgNO3溶液后 加入稀硝酸后 稀盐酸 NaCl溶液 Na2CO3溶液 结论：检验Cl-时，一般先滴入少量稀硝酸酸化， 再加硝酸银溶液，以排除干扰离子 生成白色沉淀 不溶解 生成白色沉淀 生成白色沉淀 不溶解 溶解 补充Cl-检验相关知识 解释和结论 紫色石蕊溶液先变红后褪色 结论：氯气溶于水过程中，部分氯气与水发生化学反应生成了HCl 存在Cl- 存在H+, 发现特殊现象，提出新问题 可能有漂白性物质 待检微粒 选择试剂 预测现象 实际现象 实验结论 Cl- H+ AgNO3溶液 白色沉淀? 白色沉淀 紫色石蕊溶液 溶液变红? 添加实验图片: 问题3：新制氯水中具有漂白性的物质是谁？ 氯气有漂白性 氯水有漂白性 结论：氯气没有漂白性，氯气与水反应生成了具有漂白性的物质HClO。 实验探究 Cl2+H2O = HCl+HClO 替换图片；向盛有干燥红色纸条的西林瓶中注入干燥的氯气，纸条不褪色；向盛有干燥红色纸条的西林瓶中注入新制氯水或向盛有湿润红色纸条的西林瓶中注入干燥的氯气，红色纸条褪色；或用装有干燥的红色纸条的 注射器吸入干燥氯气；用装有湿润的红色纸条的 注射器吸入干燥氯气 AI搜索：氯气与水反应 结论：次氯酸具有弱酸性、不稳定性、强氧化性（杀菌消毒）和漂白性 问题4：次氯酸具有那些性质？ 氯气（Cl₂）溶于水后与水发生反应，生成次氯酸（HClO）和盐酸（HCl）。次氯酸是一种强氧化剂，能穿透微生物（如细菌、病毒）的细胞膜，破坏其酶系统和DNA，导致微生物失活。自来水厂使用氯气消毒后，水中残留的次氯酸或次氯酸根（ClO⁻）可提供“余氯”，抑制输水过程中微生物的再生，确保水质在管网中的安全。 因此，水龙头中直接放出的自来水中含有余氯。直接用来养金鱼，会造成金鱼的死亡。那为何经过晾晒后的自来水养金鱼是安全的，晾晒的过程中，发生了什么？让我们借助数字化实验进行探究。 数字化实验探究次氯酸光照分解的产物 2HClO 2HCl + O2 光照 数字化实验探究次氯酸光照分解的产物 c(O2) c(H+) c(Cl-) 液氯 新制氯水 久置氯水 所含微粒 　 　 2HClO 2HCl + O2 光照 Cl2 + H2O HCl + HClO  3分子：Cl2、H2O、HClO 4离子：H+、Cl-、ClO-、OH- Cl2 H2O、 H+、Cl-、OH- 问题5：新制氯水中有哪些微粒？久置后有什么变化？ 学习任务四：归纳总结液氯、新制氯水、久置氯水成分差异 原理解析：自来水厂通入氯气，氯气与水反应生成HClO，HClO具有强氧化性，能破坏细菌、病毒的蛋白质结构，达到消毒目的。但消毒后水中会残留Cl2、HClO等含氯物质。直接用自来水养金鱼，残留的Cl2、HClO会破坏金鱼腮部细胞，导致金鱼缺氧死亡，暴晒后“除氯”，即可安全养鱼。 问题6：刚接的自来水使金鱼死亡，暴晒后的自来水可使金鱼成活，为什么？ 课堂小结 +1 0 盐 元素价态 物质类别 单质 酸 -1 Cl2 HCl HClO 弱酸性 强氧化性 不稳定性 漂白性 观察法 实验法 分类法 比较法 观察外观 预测性质 实验观察 解释结论 非金属 金属 H2O 光照 结构 性质 用途 NaCl/FeCl3/CuCl2 思考：根据氯气与水反应的产物，预测它还能与何种物质发生怎样的反应？ 课后作业：1.查阅资料讨论氯气做自来水消毒剂的优势和局限性 优势 缺陷 寻找更佳的消毒剂 课后作业：2.根据个人情况完成分层训练A、B 今天我们学习了氯气作为第一代自来水消毒剂的核心作用，它成功解决了自来水杀菌、保障饮用水安全的关键难题，在公共卫生领域留下了重要印记。但随着使用场景的拓展和对消毒效果要求的提升，氯气在运输储存安全性、消毒后可能产生的副产物等方面，逐渐显现出局限。那么，为了弥补这些不足，含氯自来水消毒剂经历了怎样的升级？下一节课，我们就通过《含氯自来水消毒剂的迭代——从次氯酸钠到二氧化氯》，一起来看看第二代、第三代含氯消毒剂是如何实现优化的。敬请期待！ Lavf58.28.100 Lavf57.62.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 vid:v03870g10004d0q1lafog65h8i4oahi0 Lavf57.62.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $