江苏省平潮高级中学集体备课化学必修1教案(17份)
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江苏省平潮高级中学集体备课教案——必修1(17份)
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教 案
课题:第三章 第二节 几种重要的金属化合物(一) 授课班级
课 时
教
学
目
的 知识
与
技能 1、掌握Na2O2和Na2O、Na2CO3和NaHCO3的共性和差异性
2、掌握检验金属离子的实验方法------试剂法和焰色反应
过程
与
方法 1、利用“结构决定性质”的思维理念,采用对比的方法,学会从同类化合物找出性质的差异性、相似性,形成规律性的知识的方法,
情感
态度
价值观 1、帮助学生主动构成建自身发展所需的化学基础知识和基础技能
重 点 Na2O2和Na2O、Na2CO3和NaHCO3性质的差异性
难 点 Na2CO3、NaHCO3溶液反应现象的差异
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第二节 几种重要的金属化合物
一、钠的重要化合物
1、Na2O与Na2O2
(1) 与水反应:
Na2O+H2O ==2NaOH 2 Na2O2+2H2O==4 NaOH +O2↑
2 Na2O2+2H2O==4 NaOH +O2↑
Na2O2 既是氧化剂又是还原剂
(2) 与CO2 反应:
2 Na2O2+2CO2 ==2 Na2CO3 +O2 Na2O +CO2==Na2CO3
2、Na2CO3与NaHCO3
[科学探究]碳酸钠与碳酸氢钠的性质
(1)与盐酸反应
Na2CO3+2HCl==2NaCl +H2O+CO2↑(慢)
CO32― +2H+ ==H2O +CO2 ↑
NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2 ↑(快)
HCO3―+H+==H2O+CO2 ↑
(2) 与BaCl2 溶液反应: Ba2+ +CO32―==BaCO3 ↓
[科学探究]Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
(3) 热稳定性:
Na2CO3 稳定 NaHCO3受热易分解
2NaHCO3 Na2CO3 +H2O +CO2 ↑
(4) 制取Na2CO3 的方法------侯氏制碱法
3、焰色反应
(1)定义:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰发出特殊的颜色,在化学上称为焰色反应。
(2)操作:洗――烧――蘸――烧
钠盐:黄色 钾盐:透过蓝色的钴玻璃呈紫色。
(3)用途 ○1 离子检验 ○2 焰色材料
教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
[回顾]1、初中时学过的NaOH 有哪些性质?
2、Na 与H2O 反应的实验现象及原因?
3、请同学们回忆一下Na 在不同条件下与O2反应的现象和产物差异。
[导入]Na2O与Na2O2 以及我们初中接触过的NaOH、NaCl、Na2CO3、NaHCO3都是Na的重要化合物,今天我们就来系统地学习一下
[板书]第二节 几种重要的金属化合物
一、钠的重要化合物
1、Na2O与Na2O2
[讲]Na2O与Na2O2 都是Na的氧化物,都只含有Na和O两种元素,那么,它们的化学性质是否相同?让我们一起动手做实验来探究一下。
[演示实验3-5]Na2O2 与水反应
实验步骤:把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,检验生成的气体。
实验现象:反应生成的气体能使木条复燃。
实验结论:Na2O2 与H2O反应放热,生成物助燃
[板书](1) 与水反应:
Na2O+H2O ==2NaOH
2 Na2O2+2H2O==4 NaOH +O2↑
[师]请同学们动手写方程式,并判断是否属于氧化还原反应,若是,请标出电子得失,判断氧化剂与还原剂
[板书]
2 Na2O2+2H2O==4 NaOH +O2↑
Na2O2 既是氧化剂又是还原剂
[讲]碱性氧化物是与H2O 化合生成碱,由此可知,Na2O 是碱性氧化物,Na2O2 是过氧化物。
[演示实验]分别装入Na2O和Na2O2 的试管中滴入适量的水,充分反应后,滴入2 滴酚酞试剂。
实验现象:Na2O加入水无明显现象,滴酚酞变红
Na2O2 加入水,剧烈反应,有汽泡变出,溶液变红后褪色
[讲]由此可知,Na2O2是强氧化剂,有漂白性。
[过]我们刚做了与水的实验,下面我们再来看一下与CO2 的反应。
[板书](2) 与CO2 反应:
2 Na2O2+2CO2 ==2 Na2CO3 +O2
Na2O +CO2==Na2CO3
[讲]人进行呼吸时,需要呼出CO2 ,吸进O2,而CO2 与Na2O2 正好可以反应生成O2,以保证人体正常呼吸。Na2O2 可用做呼吸面具和潜水艇里的供氧剂。请大家根据Na2O和Na2O2 的性质填写表格
[投影总结]Na2O和Na2O2 的性质比较
名称 氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
色态 白色固体 淡黄色固体
与H2O反应 Na2O+H2O ==2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2 反应 N a2O+CO2 ==Na2CO3 2Na2O2 +2CO2 ==2Na2CO3+O2
类别 碱性氧化物 过氧化物
生成条件 Na在空气中缓慢氧化 Na 在空气中燃烧
稳定性 不稳定
2Na2O+O2 2Na2O2 相对稳定
用途 供氧剂、强氧化剂、漂白剂
[讨论]Na、Na2O、Na2O2 、NaOH 在空气中放置一段就会变质,最后产物是什么?
(Na2CO3 )
[讲]Na2CO3 往往含有结晶水,就是我们日常生活中常用的苏打,它还有一个分子量比它小的弟弟------小苏打,它们的性质既相似又不同,下面我们就学习它们的性质
[板书]2、Na2CO3与NaHCO3
[问]Na2CO3 与Na2CO3•10H2O 是否为同一物质?
(不是)
[科学探究]碳酸钠与碳酸氢钠的性质
(1) 在2支试管里分别加入少量Na2CO3 和NaHCO3 (各约1克)
○1 观察二者外观上的细小差别,分别滴入几滴水,振荡试管,观察现象,用手摸一摸试管底部,有什么感觉?
○2 继续向试管内加入10 mL水,用力振荡,有什么现象?
○3 向试管内滴入1-2滴酚酞溶液,各有什么现象?
○4 在下表中记录实验现象并得出初步结论
步骤 Na2CO3 NaHCO3
○1
白色粉末,加H2O 结块成晶体,放热 细小白色粉末,加H2O,部分溶解,没有明显放热感觉
○2
振荡长时间后可溶解 仍有固体残余
○3
溶液变红 微红
初步结论 加水变成含结晶水的晶体 部分溶解,碱性比Na2CO3弱
[讲]Na2CO3与Na2CO3•10H2O 是两种不同的纯净物,Na2CO3•10H2O在空气中易被风化而变成粉末
[问]根据初中所学的知识回答,检验某一物质是否含有碳酸根(CO32―),用什么方法?
(加HCl,看是否有气体生成,将生成气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,有沉淀产生)
[讲]如此看来,在Na2CO3中滴加稀盐酸,必定有气体生成,那么在NaHCO3 中滴加稀盐酸,现象又如何呢?是否和Na2CO3 与HCl的反应一样吗?让我们通过实验来得出结论。
[板书](1)与盐酸反应
Na2CO3+2HCl==2NaCl +H2O+CO2↑(慢)
CO32― +2H+ ==H2O +CO2 ↑
NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2 ↑(快)
HCO3―+H+==H2O+CO2 ↑
[讲]慢的原因是因为先生成HCO3― ,再进一步反应生成H2O 和CO2
[问]那么,滴加HCl 产生无色无味气体的物质中是否一定有CO32― ?
(不一定,还可能含有HCO3― )
[问]怎样来区别Na2CO3 与NaHCO3呢?让我们来做实验研究一下,
[演示实验]
实验步骤:分别向装有Na2CO3和NaHCO3的溶液中分别加入BaCl2 溶液
实验现象:Na2CO3 有白色沉淀;NaHCO3 没有现象
[板书](2) 与BaCl2 溶液反应:
Ba2+ +CO32―==BaCO3 ↓
[讲]碳酸盐的正盐除了K+、Na+、NH4+外都不溶于水,而酸式盐却都溶于水,因此,鉴别Na2CO3和NaHCO3 溶液,我们常用BaCl2或CaCl2做试剂来鉴别。
[过]Na2CO3 与NaHCO3 的另一个不同点是热稳定性不同。
[科学探究]Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
现象 发生反应的化学方程式 结论
Na2CO3 石灰水无变化 ----------- 受热不分解
NaHCO3 石灰不变浑浊 2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 ↑ 易分解
[板书](3) 热稳定性:
Na2CO3 稳定,NaHCO3受热易分解
2NaHCO3 Na2CO3 +H2O +CO2 ↑
[讲]正盐比酸式盐稳定。
[问]根据Na2CO3与NaHCO3 各自不同的性质,二者有什么用途?
[投影总结]Na2CO3 和NaHCO3 性质比较
物质 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打 小苏打
色态 白色粉末(Na2CO3•10H2O为晶体) 白色晶体
溶解性 易溶于水 溶解度相对小
与H+ 反应 慢,CO32― +2H+ ==H2O +CO2 ↑ 快,HCO3―+H+==H2O+CO2↑
与可溶性钡、钙盐 Ba2+ +CO32―==BaCO3 ↓Ca2++CO32―==CaCO3 ↓ 不反应
热稳定性 稳定,受热,难分解,Na2CO3 •10H2O 易风化 不稳定,2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 ↑
用途 玻璃,制皂,造纸,纺织 发酵粉,制药
[思考1]Na2CO3和NaHCO3混合时的提纯方法?
[投影总结]
○1 Na2CO3粉末中混有NaHCO3,用加热法
2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 ↑
○2 Na2CO3溶液中混有NaHCO3, 滴加适量NaOH
NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
○3 NaHCO3 溶液中混有Na2CO3 通入过量CO2
Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3
[思考2]Na2CO3 与HCl 反应时加入的顺序不同,现象如何?
[投影总结]
○1 在盐酸中逐滴加入Na2CO3 溶液,立即产生气泡
2H+ +CO32― ==H2O +CO2 ↑
○2 在Na2CO3 溶液中加入稀盐酸时,滴加一定量后才产生气泡
CO32― +H+==HCO3―
HCO3―+H+==H2O +CO2 ↑
[思考3]如何鉴别Na2CO3 与NaHCO3
[投影总结]
○1 利用热稳定性不同
○2 与酸反应速率不同
○3 阴离子不同,分别加CaCl2 和BaCl2 溶液
[讲]Na2CO3用途非常广泛,是工业生产的重要生产资料,之前一直被西方世界的“索尔维制碱法”垄断。1926年,侯德榜针对氨碱法的不足,研究成功了联合制碱法------侯氏制碱法
[板书](4) 制取Na2CO3 的方法------侯氏制碱法
[投影]侯氏制碱法的过程
○1 向饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2
NH3 +H2O+CO2==NH4HCO3
依据NaHCO3 溶解度小,会从溶液中析出
NaCl+NH4HCO3==NaHCO3 ↓+NH4Cl
∴ NaCl+NH3+H2O+CO2==NaHCO3↓+NH4Cl
将NaHCO3 晶体滤出,NH4Cl可作氮肥
○2 2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 ↑
[过]根据之前的学习知道,K、Na的化学性质非常相似,初中学习物质的溶解性我们知道,Na+、K+盐全溶,用离子反应是不可能把Na+、K+鉴别出来,怎样鉴别钠盐和钾盐呢?
同学们,有没有注意到平时我们炒菜时,如果不小心把汤洒在炉火上,火焰会变成黄色,酒精燃烧的火焰本身是淡蓝色,使我们使用酒精灯时发现酒精灯的火焰实际上也是黄色的这是为什么?
(可能存在一些物质改变了火焰的颜色)
[讲]这种假设合不合理吗?我们用实验来验证。同学们认真观察实验时,火焰颜色的变化。
[演示实验]NaCl、NaOH、Na2SO4 的焰色反应
(有钠的化合物在灼烧时火焰都是黄色的)
[演示实验]SO4、BaCl2、CaCl2的焰色反应
实验现象:K2CO3-黄紫色 CuSO4-绿色
BaCl2-黄绿色 CaCl2-砖红色
[讲]很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出的特殊的,这在化学上叫做焰色反应。
[板书]3、焰色反应
(1)定义:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰发出特殊的颜色,在化学上称为焰色反应。
[讲]要注意的是,焰色反应不是化学反应是物理变化,检验的是元素的性质,主要用来检验金属元素。
[问]那么,应如何操作焰色反应的实验呢?
[板书](2)操作:洗――烧――蘸――烧
[投影总结]
○1 洗---用稀盐酸洗铂丝。(用稀盐酸将其表面的氧化物反应掉,生成的氯化物灼烧时易汽化而挥发,以除去干扰焰色反应的杂质,不能用稀H2SO4 洗,因生成的硫酸盐沸点高)
○2 烧---用盐酸洗涤过的铂丝在火焰上烧到与原来颜色相同为止。(除去杂质)
○3 蘸---用灼烧合格的Pt 丝蘸取被灼烧的物质
○4 烧---将沾在铂丝的物质在火焰上灼烧,并观察其现象。
[讲]值得注意的是,选用火焰颜色较浅的煤气灯和酒精灯;金属丝本身在火焰上燃烧应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化,用Pt丝效果较好,也可用Fe、Ni、W来代替。
[师]下面,请两们同学分别来做NaCl、KCl 的焰色反应实验,请同学们注意观察他们的操作是否正确?注意观察火焰颜色。
[师]现在,我再来做一次KCl的实验,请一位同学透过蓝色的钴玻璃看颜色。
[板书]钠盐:黄色 钾盐:透过蓝色的钴玻璃呈紫色。
[讲]焰色反应很灵敏,微量的金属都被检验出来,一般的溶液中都有少量Na+,由于K+ 焰色反应非常浅,容易被Na 干扰。
[板书](3)用途: ○1 离子检验 ○2 焰色材料
[知识拓展]――漫话焰火
“火树银花不夜天”的节日之夜,天空中五彩缤纷、瑰丽多姿的焰火,给节日增添了欢乐的气氛,而这美丽的夜景的创造都归功于化学。
1、火焰是靠内装的火药的引燃、发射的。
常用的黑火药用KNO3、S、C按一定的比例混合成,主要反应为
S+2KNO3+3C==K2S+3CO2↑+N2↑
反应中放出大量的热,使生成的气体在高温下有限空间产生较强的压力,将焰色射送出去。
2、五光十色的焰色――火焰发色剂
Sr(NO3)2――红色 NaNO3――黄色 Ba(NO3)2 ――绿色
LiNO3――紫红色
Mg、Al、Zn粉等在烧灼则产生耀眼的白光
火花――Al、Fe燃烧,爆炸时以散开的白色或黄色熔融粒子喷射而形成的。
浓烟――@及未反应的木炭粉等形成的。
燃放焰火虽可以给人带来欢乐,但引起的环境污染是相当严重的。
[小结]以上我们学习钠的化合物的知识以及一种科学检验元素的方法――焰色反应。
[自我评价]
1、关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是( )
A、它们的物质的量相等时,跟足量的盐酸反应,在相同状况时放出的CO2体积相同
B、它们的物质的量相等时,跟足量的盐酸反应,所消耗盐酸的物质的量相同
C、它们的质量相等时,在水中电离出相同数目的Na+
D、它们的质量相等时,与足量盐酸反应产生物质的量相等的CO2
2、某物质灼烧时,焰色反应为黄色,下列判断正确的是( )
A、该物质一定是钠的化合物
B、该物质一定含钠元素
C、该物质一定是金属钠
D、不能确定该物质中是否含有钾元素
NaOH 俗称是烧碱、火碱、苛性钠、白色固体,有强吸水性,易潮解,可用做干燥剂。是强碱,具有碱的通性,密封保存,用橡皮塞,不用玻璃塞。
学生活动:观察所展示的Na2CO3 和NaHCO3 的颜色、状态,并通过自学教材了解它的俗名,溶解性,物理性质。
学生活动:自学教材相关内容,并总结、归纳并整理表格。
由实际生活引发疑问
学生活动,自学,分析,并总结焰色反应的操作。
增强学生的动手能力,加强课堂互动
黄色
紫色
学生活动,总结归纳焰色反应用途
A
BD
教 案
课题:第三章 第三节 用途广泛的金属材料 授课班级
课 时 1
教
学
目
的 知识
与
技能 1、明确合金的概念以及合金的性质
2、了解常见的合金的主要组成、机械性能和用途
过程
与
方法 1、学会正确选用 金属材料
2、通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例,认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
情感
态度
价值观 了解金属材料的发展历史、重要作用和面临的挑 战,通过激发学生的爱国热情和社会责任感来提高学生的求知欲
重 点 常见的合金的性质及应用
难 点 通过金属材料的性质、应用及资源现状的认识这 种拓展性内容的学习,开展有效的、积极探究、合作交流的自主学习活动,学会正确选用金属材料
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第三章 第三节 用途广泛的金属材料
一、用途广泛的金属材料
1、铜合金
2、钢
二、正确使用金属材料
教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
[引入]金属材料对推动社会文明的发展做出了巨大贡献,青铜时代和铁器时代曾在人类历史上留下光辉的篇章,钢铁的大规模应用则成为工业时代的基础。现 在,新型金属材料层出不穷,在工业、农业、国防,科学技术以及人类生活等方面发挥着日益重要的作用。
[问]什么叫合金?合金有哪些特性?有哪些用途?
[讲]合金是在金属加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的金属材料。不同的合金具有不同的性能,主要表现在机械强度、韧性、强度、可塑性、制腐蚀性等方面。例如,不锈钢抗腐蚀性好,用来做医疗器械、炊具等;硬铝强度和硬度好,用来制门窗,也用于制火箭、飞机、轮船等;青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀,用于制机器零件,等等。
[讲]合金除了具有以上特点外还具有以下性质:
[投影]1、合金的硬度一般比它的各成分金属要大。
2、多数合金的熔点比它的各成分金属要低。
3、改变原料的配比或改变生成合金的条件,可以得到不同性能的合金。
[引]今天我们来介绍几种合金
[板书]第三章 第三节 用途广泛的金属材料
一、用途广泛的金属材料
1、铜合金
[投影并讲解]
(1)铜材:以纯铜或铜合金制成各种形状包括棒、线、板、带、条、管、箔等统称铜材。铜材的加工有轧制、挤制及拉制等方法,铜材中板材和条材有热轧和冷轧的;而带材和箔材都是冷轧的,管材和棒材则分为挤制品和拉制品,线材都是拉制的。
(2)黄铜:黄铜是铜与锌合金。最简单的黄铜是铜锌二元合金,称为简 单黄铜或普通黄铜。黄铜中锌的含量较高,其强度也较高,塑性稍低。工业上采用的黄铜含锌量不起过45%,含锌量再高将会产生脆性,使合金性能变坏。为了改善黄铜的某种性能,在二元黄铜的基础上加入其他合金元素的黄铜称为特殊黄铜。常用的合金元素有硅、铝、锡、铅、锰、铁与镍等。在黄铜中加铝能提高黄铜的屈服强度和抗腐蚀性,稍降低塑性。含铝小于4%的黄铜具有良好的加工、铸造等综合性能。在黄铜中加1%的锡能显著改善黄铜的抗海水和大气腐蚀的能力,因此称为“海军黄铜”。锡还能改善黄铜的切削加工性能。黄铜加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性,铅对黄铜的强度影响不大。锰黄铜具有良好的机械性能、热稳定性和抗蚀性;在锰黄铜中加铝,还可以改善它的性能,得到表面光洁的铸件。黄铜可以分为铸造和压力加工两类产品。
(3)青铜:青铜是历史上应用最早的一种合金,原指铜锡合金,因颜色呈青灰色,故称青铜。为了改善合金的工艺性能和机械性能,大部分青铜内还加入其他合金元素,如铅、锌、磷等。由于锡是一种稀缺元素,所以工业上还使用许多不含锡的无锡青铜,它们不仅价格便宜,还具有而需要的特殊性能。无锡青铜主要有铝青铜、铍青铜、锰青铜、硅青铜等。此外还有成分较为复杂的三元或四元青铜。现在除黄铜和白铜(铜镍合金)以外的铜合金均称为青铜。锡青铜有较高的机械性 能,较好的耐蚀性、减摩性和好的铸造性能;对过热和气体的敏感性小,焊接性能好,无铁磁性,收缩系数小。锡青铜在大气、海水、淡水和蒸汽中的抗蚀性都比黄铜高。铝青铜有比锡青铜高的机械性能和耐磨、耐蚀、耐寒、耐热、无铁磁性,有良好的流动性,无偏析倾向,可得到致密的铸件。在铝青铜中加入铁、镍和锰等元素,可进一步改善合金的各种性能。青铜也分为压力加工和铸造产品两大类。
(4)白铜:以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色,称为白铜。铜镍二元合金称普通白铜,加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜,纯 铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、电阻和热电性。工业用白铜根据性能特点和用途不同分为结构用白铜和电工用白铜两种,分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能。
[板书]2、钢
[讲]钢的分类方法较多,按照品种,划分为普通碳素钢、低合金钢、低硅钢、一般碳素结构钢、合金结构钢、合金弹簧钢、轴承钢等。综合划分为普通钢和优质钢两大类。按 照规格,划分为大、中、小三类。我们教材按照化学成分分成两类,即碳素钢和合金钢。
[问]碳素钢按什么分成哪几类?各具有哪些性能?合金钢中含有哪些元素?
[投影总结]
[讲]随着现代工 业与科学技术的迅速发展,碳钢的性能已不能完全满足需要,于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上,有目的地加入某些元素(称为合金元素,如:铬、锰、钨、钼、钴、硅等)而得到的多元合金。合金钢具有优良的性能。
[过]我们了解金属合金的性质,那么在实际生活中如何使用呢?
[板书]二、正确使用金属材料
[思考与交流]如何选用材料
案例剖析:
某家庭准备装修窗户,可使用的材料有:木材、钢铁、铝合金等,请你调查每种材料的性能、价格、制造或安装成本、利弊,进行分析。你认为选用哪种材料比较好?说说你的理由。
提示:选材需要考虑以下几个方面:(1)主要用途 (2)外观 (3)物理性质(密度、硬度、强度、导电性) (4)化学性质(对水的作用,耐腐蚀性) (5)价格 (6)加工难度 (7)日常维修等。
可以让学生对自己家庭或某一单位的装潢根据以上提示的几个方面进行调查,可写出调查报告,再让学生进行比较。
[实践活动]针对是否应该停止使用铝制饮料罐的问题,让学生自选扮演角色,准备好表达自己看法的材料,开展一下讨论。
[小结]本节讨论了合金的特点、组成和性质,通过铜合金、合金钢的学习加深了学生对合金的认识,同时通过对我国合金的发展和现状的了解培养学生的社会责任感,明确了自己努力的方向,可以鼓励学生奋发学习,将来去更大的社会责任。积极开展社会调查活动,提高学生对金属材料的认识,增强其社会活动能力,开展多种形式的交流活动,培养学生的互助合作精神。
[自我评价]
1、下列物质中,不属于合金的是( )
A、硬铝 B、黄铜 C、钢铁 D、水银
2 、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属的时间顺序是( )
A。铜、铁、铝、钛 B。铁、铝、铜、钛
C。铜、铁、钛、铝 D。铁、铜、铝、钛
3、 我国在春秋战国时期,就懂得将白铁褪火处理得到相当于铸钢的 物器(如锋利的宝剑),这一技术要比欧洲早就两千年,那么白铁褪火处理的主要作用是( )
A、除去硫、磷杂质 B、适当降低了含碳量
C、渗入了合金元素 D、改善表面的结构性质
使学生学会站在他人的立场思考问题,对于培养学生倾听别人的意见,尊重、和爱护他人的情感是有利的。
D
A
B
教 案
课题:第二节 富集在海水中的元素------氯(一) 授课班级
课 时
教
学
目
的 知识
与
技能 1、了解氯元素的存在,初步掌握氯气的化学性质,并从氯原子结构特点和氯气跟金属、非金属的反应。
2、了解氯气是一种化学性质非常活泼的非金属
3、了解氯气的主要物理性质,掌握氯气与水、碱反应及相关的生活生产应用。
4、认识燃烧现象的本质。
过程
与
方法 1、引导学生自主、合作、探究学习,培养学生的观察能力、推理能力、总结归纳能力及实验能力。
2、学习科学家的科学态度和研究方法。
情感
态度
价值观 1、运用化学知识在生活中的应用,运用资料卡片------化学史“氯气在一战中的使用”引发学生学习化学的兴趣,并且学会从史料中获取科学知识。
2、培养学生保护环境的意识并形成勇于创新的品质,培养创新能力。
重 点 氯气的化学性质
难 点 氯气的强氧化性。
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第二节 富集在海水中的元素—氯
氯气的实验室制法:MnO2 +4HCl MnCl2 +Cl2 ↑+2H2O
一、活泼的黄绿色气体---氯气
1、物理性质:通常情况下,黄绿色、气体、有剧烈的刺激性气味、能溶于水、有毒、密度比空气大;易液化。
2、化学性质
(1)与金属反应:
2Na+Cl2 2NaCl (产生大量白烟)
Cu+Cl2 CuCl2 2Fe+3Cl2 2FeCl3
(2)与某些非金属反应
H2+Cl2 2HCl H2+Cl2 2HCl
2P+3Cl2 2PCl3 (在空气中形成白雾)
2P+5Cl2 2PCl5 (在空气中形成白烟)
(3)氯气与水反应:
Cl2+H2O = HClO+HCl(HClO:次氯酸)
2HClO 2HCl+O2↑
(4)与碱液反应:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
漂白粉漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
次氯酸盐与强酸反应的离子方程式:ClO― +H+ ==HClO
漂白粉失效的原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
2HClO 2HCl+O2↑
(5) 与盐溶液反应:
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl― (溶液由浅绿色变成棕黄色)
2Br― +Cl2==2Cl―+Br2
2I―+Cl2==I2 +2Cl― (可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)
3、氯气的用途:
教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
[图片导课]投影海洋图片,阅读海洋中的化学资源:海水的成分非常复杂,全球海洋的含盐量就达5亿亿吨,还含有大量非常稀有的元素,如金达500万吨,铀达42亿吨,所以海洋是地球上最大的矿产资源库。海洋资源的持续利用是人类生存发展的重要前提,目前,全世界每年从海洋中提取淡水20多亿吨、食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨,总产值达6亿多美元。
[板书] 第二节 富集在海水中的元素—氯
[问]请画出17号氯元素的原子结构示意图,分析氯元素的非金属性强弱。
[板书]
[讲]容易获得一个电子,是典型的非金属,显非金属性(强),在自然界以化合物形式存在(NaCl、MgCl2 等,海水中,盐矿里)。从化合价的角度分析:Cl2中显零价,还有-1,+1,+3,+5,+7等价。Cl2 处于中间价,既有氧化性,又有还原性,但以氧化性为主。
[问]自然界中有没有游离态的氯?如果没有,人们是怎样制得氯气的呢?
[学生活动]阅读教材P82上的科学史话
[讲]1774年舍勒 发现氯气,他将这种元素命名为Chlorine,这个名称来自希腊文,有“绿色”的意思。我国早年译文将其译成“绿气”,后改为氯气。
[思考与交流]1、从氯气的发现到确认为一种新的元素,时间长达三十多年。你从这一史实中得到什么启示?
启示1:科学研究需要有正确的理论作指导,错误的理论只能浪费时间
和精力。
启示2:科学研究需要以大量事实为依据,只有大量事实才能推翻错误
的理论,建立正确的理论或推动科学理论的发展。
启示3:科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。
2、舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。请写出舍勒发现氯气的化学反应方程式
[板书] 氯气的实验室制法:
MnO2 +4HCl MnCl2 +Cl2 ↑+2H2O
[过]1915年4月22日,德军在比利时的伊普尔战役中首次大规模使用毒气。当时战场出现了有利于德军的风向,德军打 开了早已在前沿阵地屯集的装满氯气的钢瓶,一人多高的黄绿色烟云被每秒2-3米的微风吹向英法联军阵地。面对扑面而来的刺鼻的怪味,英法守军一阵大乱,阵线迅速崩溃,部分士兵用湿毛巾捂住嘴巴,甚至有的士兵用自己尿液浸湿的毛巾捂住嘴巴,他们逃往地势更高的地方,幸免遇难。这次攻击,英法守军共中毒15000人,5000多人死亡,德军亦有数千人中毒和死亡。这是战争史上的第一次化学战,从此,化学战作为最邪恶的战争被写入了战争的史册.
[问]1、为什么氯气可 作为生化武器?2、为什么要逃往地势更高的地方呢?3、为什么湿毛巾在一定程度上可以防止氯气中毒?
[过]带着这些问题,让我们一同进入氯气性质的学习
[板书]一、活泼的黄绿色气体---氯气
[展示]一瓶氯气,让学生观察其颜色状态。
[引导学生观察]集气瓶中氯气的颜色、状态、嗅气味。
[板书]1、物理性质:通常情况下,黄绿色、气体、有剧烈的刺激性气味、能溶于水、有毒、密度比空气大;易液化。
[强调] 易液化的气体一般是气体分子的分子量较大,液态氯又称为液氯。闻气体的方法:见投影:
[讲]闻气体的时候,不管毒性大小如何,均要正确操作,即“用手轻轻 地在瓶口(或试管口)扇动,仅使极少量的气体飘进鼻孔”
[投]闻气体:“用手轻轻 地在瓶口(或试管口)扇动,仅使极少量的气体飘进鼻孔”
[讲]干燥的氯气在常温下不与铁反 应,且氯易液化,因此大量的氯气要加压液化后贮存于钢瓶中。氯气能溶于水,但1体积水溶2体积的氯气,故不能用排水法收集,但可以用排饱和食盐水收集。另外,氯气的密度比空气大,因此要用向上排空气法收集,但大家要注意的是,氯气有毒,因此要有尾气吸收装置。
[问]1.根据氯的原子结构,推断氯气的化学性质是否活泼,它具有强还原性还是强氧化性?为什么?
最外层有七个电子,易得电子,具有强氧化性。
[问]写出金属钠和氯气反应的化学方程式,并指出哪个是氧化剂,哪个是还原剂。
[板书]2、化学性质
(1)与金属反应: 2Na+Cl2 2NaCl (产生大量白烟)
[讲]氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有强氧化性,能与活泼金属反应,氯气能否跟不活泼金属反应呢?让我们来研究回答这个问题。
[视频实验]用坩埚钳夹住一束铜丝,灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶里,观察。然后把少量的水注入集气瓶里,用玻璃片盖住瓶口,振荡,观察溶液颜色。
[讲]铜丝在氯气中燃烧,产生棕色的烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色
[板书] Cu+Cl2 CuCl2
[思考]氯气与铁反应生成二价铁还是三价铁?
[板书] 2Fe+3Cl2 2FeCl3
[投影]实验现象:剧烈燃烧,生成棕色的烟
[讲]Fe时一种变价金属,当遇到强氧化剂时,它会失去3个电子(Fe3+ ) ;当遇到弱的氧化剂时,它只会失去2个电子(Fe2+ )
[思考]比较一下Cl2与HCl 的氧化性强弱。
[投]Fe+2HCl==FeC l2+H2 ↑,且氧化性HCl>Cl2
[讲]Cl2有很强的氧化性,能与多数金属反应生成相应的金属氯化物,尤其要注意的是:它和变价金属反应时,生成高价的金属氯化物,如:CuCl2、FeCl3 。大多数金属都能在一定条件下与氯气化合(Pt,Au除外),生成对应的盐。
[点击试题]实验事实证明,在一定条件下,氯气可跟多种金属直接化合。写出氯气跟下列金属反应的化学方程式:
1.跟铝反应: .
2.跟镁反应:
2Al+3Cl2 2AlCl3 Mg+Cl2 MgCl2
[过渡]氯 气能跟多种金属直接化合那么氯气能否跟非金属反应呢?下面让我们来做H2在Cl2中燃烧的实验。
[视频实验]在空气中点燃氢气然后把导管伸入盛满氯气的集气瓶中,观察现象(讲解操作要求和注意事项后,由学生动手实验,观察、描述现象,并写出反应的化学方程式。
实验现象:安静的燃烧,火焰呈苍白色,瓶口有白雾产生
若氢气和氯气充分混合后,用强光进行照射。
实验现象:释放大量的热,发生爆炸。
[板书](2)与某些非金属反应
H2+Cl2 2HCl H2+Cl2 2HCl
[讲]纯净的H2在Cl2中燃烧发出苍白色火焰,生成HCl气体,HCl具有刺激性气味,极易溶于水。HCl的水溶液叫做氢氯酸,亦称盐酸。同学们观察到的白雾就是HCl气体跟空气中的水蒸气结合所形成的盐酸小液滴(酸雾)。盐酸是重要的化工原料。
[讨论]1.比较Cu在Cl2中燃烧与H2在Cl2中燃烧现象的共同点。2.燃烧是否一定要有O2参加?比较铁、硫、木炭在O2中燃烧与Cu、H2等在Cl2中燃烧的现象,找出共同特点,并由此推论什么叫燃烧。
[投]①燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。②燃烧的本质是氧化还原反应,所以发光发热的剧烈的化学反应都称为燃烧。
[点击试题]实验证明,在一定条件下,Cl2还可跟P、S、C等非金属直接化合。试写出下列反应的化学方程式:
1.P在Cl2(不足量)里燃烧生成PCl3 2.P在Cl2(过量)里燃烧生成PCl5
[板书]2P+3Cl2 2PCl3 (在空气中形成白雾)
2P+5Cl2 2PCl5 (在空气中形成白烟)
[讨论]金属、非金属跟Cl2化合时,氯元素的化合价如何变化?表现了氯气的什么性质?
[小结]氯气是一种很活泼的非金属单质,在化学反应中表现出较强的氧化性。
[交流探讨]打开自来水龙头,会闻到一股刺激性的气味,你想过什么原因么?
[讲]自来水厂用氯气消毒,刺激性的气味是余氯的气味。
[讲]氯气溶解于水,所得的水溶液叫氯水。溶解的部分氯与水反应:
[板书](3)氯气与水反应:
Cl2+H2O = HClO+HCl(HClO:次氯酸)
[讲]次氯酸的重要性质:次氯酸是一种弱酸,次氯酸是一个不稳定酸。次氯酸是一种强氧化剂能杀死水里的病菌,自来水常用氯气杀菌消毒,就是因为氯气溶于水产生次氯酸,次氯酸起杀菌作用。次氯酸可用作漂白剂,因为它能使染料和有机色质氧化而褪色。
[板书] 2HClO 2HCl+O2↑
[讲]次氯酸是弱酸,是一种强氧化剂、杀菌剂、漂白剂。
[投影小结]HClO 的性质:
○1 弱酸性:H2CO3>HClO
○2 不稳定性,见光受热均易分解
○3 强氧化性,具有漂白作用
[实验4-4、4-5]
[讨论]Cl2可以使湿润的有色布条褪色,不能使干燥的有色布条褪色,这个事实说明什么?
[讲]起氧化作用的不是氯气而是次氯酸。
[探究性实验]氯气溶于水的这一过程是一个简单的物理溶解过程,还是一个伴随有化学变化的过程呢?新制的氯水当中究竟含有哪些微粒?如何证明这些微粒的存在呢?你能通过实验来说明问题吗?
药品(HNO3 酸化的)AgNO3溶液 、紫色石蕊试剂、 红纸、镁粉、氯水等
注:氯水使用时不能超过1mL!
[投影结果]
微粒 检验方法 现象
H2O 无水硫酸铜 变成蓝色晶体
Cl2 观察颜色,闻气味 黄绿色、有刺激性气味
HClO(少量ClO―) 红纸 褪色
H+ 加入CaCO3粉末或者锌粒 有气体生成
Cl― 加入HNO3酸化过的AgNO3溶液 有白色沉淀
[思考]液氯与氯水的区别?新制氯水和久置氯水的区别?
[投影小结]
液氯 新制的氯水 久置的氯水
分类 纯净物 混合物 混合物
成份 只有Cl2 分子 分子:Cl2 、H2O 、HClO
离子:H+、Cl―、ClO―、极少量的OH― 分子:H2O
离子:H+ 、Cl―
性质 有氧化性,无酸性和漂白性 有酸性、强氧化性,能漂白、杀毒、光照时HClO分解 只有酸性,相当于盐酸溶液
[讲]因为HClO 见光易分解,故氯水要放在棕色试剂瓶里。
[讲]最初人们直接用氯气做漂白剂,但因氯气不稳定溶解度小难 以保存,使用起来很不方便,,经过多年的实验改进,才有了今天的漂白液、漂白粉。
[问]请同学们阅读课本中氯气与碱反应的有关内容。阅读后用化学方程式回答下列问题:1.Cl2跟NaOH溶液反应。2.工业上用Cl2与石灰乳作用制取漂粉精。3.漂粉精为什么具有漂白、消毒作用?
[板书](4)与碱液反应:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
[总结]氯气与碱反应的规律:氯气+碱==次氯酸盐+氯化物+水
[讨论]漂白液、漂白粉、漂白精有何区别?
[投影] 漂白液(有效成分:NaClO)、漂白粉(主要成分:Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分Ca(ClO)2))。漂粉精(主要成分和有效成分都是Ca(ClO)2 )。
[讲]次氯酸钠(NaClO)和次氯酸钙[Ca(ClO)2]具有漂白性,是因为它们会与空气中的CO2 和水蒸气反应生成次氯酸。
[板书] 漂白粉漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
[讲]反应利用的是强酸制弱酸的原理,CO2与H2O组成碳酸可以制出比其酸性更弱的次氯酸。
[板书] 次氯酸盐与强酸反应的离子方程式:ClO― +H+ ==HClO
[问]存放漂粉精时应注意哪些问题?
[讲]漂白粉能与空气中的H2O和CO2反应并造成失效,故应密封保存。
[板书] 漂白粉失效的原理:
Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO
2HClO 2HCl+O2↑
[讲]因为氯气具有强氧化性,它还可以与一些具有还原性的溶液反应。
[板书] (5) 与盐溶液反应:
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl― (溶液由浅绿色变成棕黄色)
2Br― +Cl2==2Cl―+Br2
2I―+Cl2==I2 +2Cl― (可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)
[讲] 用氯气对饮用水消毒会产生使人致癌的有机氯,世界环保联盟已全面禁止用氯气对饮用水消毒,建议采用广谱高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。二氧化氯是无色或微黄色透明液体,无悬浮物,是近年来国内外研究开发的一种新 型的广谱、安全、快速、高效氧化消毒剂,已被联合国卫生组织(WHO)列为A1级安全消毒剂。广泛应用于养殖、食品、医疗卫生、饮用水、工业水处理等领域。在抗“非典”中,因其高效、环保而成为抗“非典”明星消毒剂。
[板书] 3、氯气的用途:
[投影小结]○1杀菌消毒
○2 制漂白粉(液)
○3 作制高纯硅、锗和钛的中间物质
○4 合成塑料、橡胶、农药、药品等
[总结]
[自我评价]
1.下列叙述正确的是( B )
A.氯原子和氯离子的化学性质相同。B.氯离子比氯原子多一个电子。
C.氯气有毒,氯离子也有毒。 D.氯气和氯离子都呈黄绿色。
2.下列物质见光会分解的是( V )
A.HCl B.Ca(ClO)2 C.HClO D.NaCl
3.用自来水养鱼,在将水注入鱼缸之前需把水在阳光下曝晒一段时间,目的是( C )
A.增加水中含氧量。 B.利用阳光中紫外线杀菌。
C.使自来水中少量次氯酸分解。 D.通过日照提高水的温度。
4、如图所示,A处通入湿润的Cl2,关闭B阀时,C处的红布看不到明显现象,当打开B阀后,C处红布条逐渐褪色,则D中装的是( AB )
A.浓H2SO4 B.NaOH溶液
C.H2O D.饱和NaCl溶液
5、漂白粉在空气中易失效的原因是( C )
A、CaCl2 易吸收空气中的水分 B. Ca(ClO)2见光易分解
C. Ca(ClO)2与空气中的水分和二氧化碳作用,生成HClO
D. Ca(ClO)2易被空气中的氧气氧化
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