《氯、溴、碘及其化合物》教学设计
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约4420字。
教案
学 生 年 级 高一 科 目 化学
课时数 2小时 教 师 日 期 年 月 日
课 题 氯、溴 、碘及其化合物
教学目标 1. 了解从海水或海产品中提取氯、溴、碘单质的基本原理和方法,知道氯、溴、碘单质的性质及其差异,认识卤素单质及其化合物在生产和生活中的重要应用。
2. 知道如何区分氧化还原反应和非氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质是反应中发生了电子的转移。能简单分析氧化还原反应,指出氧化剂和还原剂,标示出电子转移的方向和数目。
3. 通过探究实验,了解实验探究的过程和一般方法,形成化学实验操作的基本技能,知道化学实验是研究和认识化学物质的重要途径。
4. 通过观察、分析实验现象,增强发现问题和解决问题的能力。
5. 通过学习,认识到海水是人类的宝贵自然资源,培养与大自然友好相处的情感。
教学内容
一、作业检查
二、知识梳理
一、氯气的生产原理
1、海水利用
(1)海水中的元素
(2)海水制盐
蒸发、结晶、分离、提纯
2、电解饱和食盐水实验 (氯碱工业)
实验现象 结论
通电后铁钉和碳棒上均有气泡产生 通电后有气体物质生成
将铁钉上方收集到的气体靠近火焰有爆鸣声。 有氢气生成
用手轻轻扇动在碳棒上方收集到的黄绿色气体,闻到有刺激性气味;湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 有氯气生成
插入铁钉的溶液变红色。 有碱性物质生成
.反应原理的化学方程式:
(一)、工业制取原理
1、原理:
2、装置:发生装置 收集装置 尾气处理装置
3、食盐的精制:
杂质: Mg2+ SO42- Ca2+
试剂: NaOH BaCl2 Na2CO3 盐酸
(二)、验室制取氯气的原理及装置的设计
1、原理
MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+ 5Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O
Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+ 2H2O
HCl不可能完全反应,HCl浓度降低为稀盐酸时,反应即停止。
2、装置
(书 41)
如何制取纯净干燥的氯气?
用浓盐酸制氯气的杂质是HCl--------------饱和食盐水(氯气在饱和食盐水中溶解度比水中低,减少氯气的损耗)
水可用浓H2SO4或CaCl2吸收,不能用碱石灰,因氯气与它反应
氯气的检验:
用湿润的KI淀粉试纸检验——现象:变蓝
氯气的实验室制法:
(1)发生装置:固体+液体 气体
(2)除杂试剂及装置:装有饱和食盐水的洗气瓶
(3)干燥试剂及装置:装有浓硫酸的洗气瓶
(4)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法
(5)尾气处理:用氢氧化钠溶液吸收
3、氯气的物理性质:
在通常情况下,氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。同温同压下,氯气的密度比空气大。在常温下,1体积的水约能溶解2体积的氯气,熔点较高,较易液化。
4、氯气的化学性质:(氧化性极强)
(1). Cl2与金属反应(一般将金属氧化成高价态)
2Na +Cl2===2NaCl (冒白烟)
Cu + Cl2====CuCl2 (棕黄色的烟)
(棕黄色的烟)
(2). Cl2与非金属反应: 氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢溶于水后得到盐酸。
H2+ Cl2 =====2HCl (爆炸)
(3) Cl2与碱的反应: 氯气 + 碱 → 次氯酸盐 + 金属氯化物 + 水
工业上可用氯气和石灰乳为原料制造漂白粉[主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2]。
2NaOH + Cl2 == NaCl+1O + NaCl + H2O
(书)
(4)和水反应
氯气溶与水是化学变化,氯水因溶有氯气而呈黄绿色。因为:根据实验氯气能使湿的有色布条褪色而干的有色布条不褪色说明氯气溶与水是化学变化。
可逆反应:在相同条件下该反应既可以向正反应方向进行,又可以向逆反应方向进行,这样的反应称为可逆反应。
氯水中主要含有:
分子:H2O、Cl2、HClO
离子:H+、Cl-(还有ClO-、OH-)
氯水中氯气跟水反应生成的HClO的氧化性很强,能杀死水中的病菌,也能使染料等有机色素褪色,可用于漂白。次氯酸不稳定,容易分解放出氧气,在阳光的照射下,次氯酸的分解速率加快。
二、溴、碘的提取
溴元素在海水中以溴离子(Br-)的形式存在,碘元素在海带中以碘离子(I-)的形式存在,生产中从海水中提取溴和从海带中提取碘的化学反应原理如何呢?怎样将溴离子和碘离子转变为溴单质和碘单质呢?
实验 实验现象 解释
氯水滴加到KBr溶液中
加入CCl4震荡 溶液由无色变橙(黄)色
溶液分层,上层橙红色 Cl2 +2KBr == 2KCl + Br2
氯水滴加到KI溶液中
加入CCl4震荡 溶液由无色变为黄褐色
溶液分层,下层为紫红色 Cl2 + 2KI == 2KCl + I2
溴水滴加到KI溶液中
加入CCl4震荡 溶液由无色变为黄褐色
溶液分层,下层为紫红色 Br2 + 2KI == 2KBr + I2
氯单质能将溴化钾、碘化钾中的溴和碘置换出来:
2KBr+Cl2=2KCl+Br2
2KI +Cl2=2KCl+I2
溴单质能将碘化钾中的碘置换出来: 2KI+Br2=2KBr+I2
元素非金属性强弱顺序:Cl > Br > I
在通常情况下,溴单质是深红棕色、密度比水大的液体;碘单质是紫黑色的固体,易升华。
(一) 卤素单质的性质:
1.状态:气态(Cl2)→液态(Br2)→ 固态(I2)
2.颜色:黄绿色(Cl2)→深红棕色(Br2)→紫黑色(I2),颜色由浅到深
3.熔、沸点:液态溴易挥发,碘受热易升华
4.溶解性:Cl2溶于水,Br2和I2难溶于水;Br2和I2易溶于汽油、酒精、苯、CCl4等有机溶剂。
5、I2的检验:试剂:淀粉溶液
现象:溶液变蓝色
6、Br- 、I- 的检验:
试剂:AgNO3溶液和稀硝酸
现象:产生浅黄色沉淀(含Br-);黄色沉淀(含I-)
例:NaBr + AgNO3 = AgBr↓ + NaNO3
NaI + AgNO3 = AgI↓+ NaNO3
(二)从海水中提取溴:
从海产品中提取碘:
三、氧化还原反应
(一)、氧化还原反应
氧化还原反应:有电子转移的反应
氧化还原反应 氧化剂 氧化剂
化合价 元素化合价发生变化 化合价降低 化合价升高
实质 电子转移 得电子 失电子
【问题解决】:
指出下列氧化还原反应中氧化剂、还原剂
2KI + Br2 = 2KBr + I2
(还原剂)(氧化剂)
H2 + CuO == H2O + Cu
(还原剂) (氧化剂)
MnO2 + 4HCl(浓) == MnCl2 + Cl2 + H2O
(氧化剂) (还原剂)
2NaOH + Cl2 == NaClO + NaCl + H2O
(既是氧化剂,又是还原剂)
(二)、电子转移的表示方法(单、双线桥法)
注意:a.“e-”表示电子。
b.双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,
应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
氧化还原反应中:
化合价升高总数 = 化合价降低总数
元素失电子总数 = 元素得电子总数
(三)、氧化产物、还原产物。
氧化剂 还原产物
还原剂 氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
(四) 物质的氧化性和还原性的强弱
在氧化还原反应中,氧化剂表现出氧化性,还原剂表现出还原性。一般情况下,得到电子的能力趆强,物质的氧化性就趆强;失去电子的能力趆强,物质的还原性就趆强。例如:
非单质的氧化性强弱顺序为:F2> O2 > Cl2 > Br2 > I2 > S
阴离子的还原性强弱顺序为:S->I->Br->Cl-> O2->F-
金属单质的还原性强弱顺序:k>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
金属阳离子氧化性强弱顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+
(五)、化学方程式的配平
1、标价态:列出发生氧化和还原反应 的元素的化合价;
2、列变化:列出元素得失电子数(元素的化合价的变化);
3、定系数:使得失电子总数(化合价的升高和降低)相等;
4、配其他:利用观察法,配平其它物质的系数,把单线改成等号。
例: C + HNO3(浓)— NO2 + CO2 + H2O
三、题型分析
1.下列关于氯水的说法正确的 ( )
A.新制的氯水只含有氯气分子和水分子
B.新制的氯水可使紫色石蕊试液先变红后褪色
C.光照氯水有气泡逸出,该气体主要是氯气
D.新制氯水久置后漂白性增强
2.用自来水养鱼时,将氯水注入鱼缸前需在阳光下曝晒一段时间,主要目的是 ( )
A.起杀菌作用 B.使水中的HClO分解
C.提高水温 D.增加水中O2的含量
3、指出下列反应的氧化产物、还原产物
MnO2 + 4HCl(浓) == MnCl2 + Cl2 + H2O
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
2NaOH + Cl2 == NaClO + NaCl + H2O
4、 FeSO4 + H2O + O2 — Fe2(SO4) 3 + Fe(OH)3
5. KMnO4+ H2C2O4+ H2SO4 — CO2+ K2SO4+ MnSO4+ H2O
四、精讲精练
1.(2012秋•杭州期中)化学与生产、生活密切相关,下列有关说法正确的是( )
A.工业上以氯气和澄清石灰水为原料制造漂白粉
B.在制作印刷电路板的过程中常利用铁和氯化铜溶液的反应
C.二氧化硫的大量排放是造成光化学烟雾的主要原因
D.工业上可利用铝热反应原理制备某些高熔点金属,也可用于焊接铁轨
2.(2010秋•金华期末)下列叙述不正确的是( )
A.工业上可用碳在高温下还原二氧化硅制取硅
B.工业上可用氯气和石灰乳为原料制造漂白粉
C.镁条不能在二氧化碳气体中燃烧
D.将盛有氢氧化铁胶体的烧杯置于暗处,用一束光照射,从垂直于光线的方向可以观察到一条光亮的通路
3.(2016•浦东新区模拟)在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质.下列实验现象和结论一致且正确的是( )
A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在
B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在
C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液产生白色沉淀,说明有Cl﹣存在
D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在
4.(2016•新余校级模拟)已知KMnO4、浓盐酸在常温下反应能生成Cl2.若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并实验它与金属的反应.每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是( )
A.①和②处 B.②处 C.②和③处 D.②③④处
5.(2015秋•杭州校级期中)实验室制Cl2时有如下操作:①连好装置,检查器密性;②缓缓加热;③加入MnO2粉末; ④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸;⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收;⑥用向上排气收集氯气.顺序正确的是( )
A.①②③④⑥⑤ B.③④②①⑥⑤ C.①④③②⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
6.(2016春•西城区校级期末)检验硫酸钠溶液中含有氯离子的方法是( )
A.先加BaCl2溶液过滤,再加AgNO3溶液
B.先加AgNO3溶液,再加稀硝酸溶液
C.先加足量的Ba(NO3)2溶液,过滤,再加AgNO3溶液
D.先加足量的BaCl2溶液,过滤,再加AgNO3溶液
7.(2016•晋江市校级模拟)下列过程合乎实际并用于工业生产的是( )
A.钠在氯气中燃烧制氯化钠
B.氯化铵与氢氧化钙共热制氨气
C.浓盐酸与二氧化锰共热制氯气
D.氯气与石灰乳反应制漂白粉
8.(2015秋•余杭区期末)氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出各自的性质.下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( )
A.使新鲜的红玫瑰花褪色(HCl)
B.新制氯水呈浅黄绿色(Cl2)
C.加入小苏打固体,有气泡产生(H+)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl﹣)
9.(2014秋•上海校级期末)在甲、乙、丙三种溶液中各含一种卤素离子,往甲中加淀粉和氯水,则溶液变蓝色,再往丙中加淀粉和氯水,无明显现象.则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br﹣、I﹣、Cl﹣ B.I﹣、Cl﹣、Br﹣
C.I﹣、Br﹣、Cl﹣ D.Br﹣、Cl﹣、I﹣
10.(2016•淄博校级模拟)工业上制取ClO2的化学反应:2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4,下列说法正确的是( )
A.SO2在反应中作还原剂
B.NaClO3在反应中被氧化
C.H2SO4在反应中作氧化剂
D.1mol氧化剂在反应中失去1mol电子
11.(2015秋•长葛市校级期中)下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( )
A. B. C. D.
12.(2016•崇义县一模)根据反应
①Fe+Cu2+═Fe2++Cu
②2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+;
③2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣
④HClO+H++Cl﹣═Cl2+H2O
可以判断出各微粒的氧化性由强到弱的顺序正确的是( )
A.HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+ B.Cl2>HClO>Fe3+>Cu2+>Fe2+
C.Cl2>Fe3+>HClO>Cu2+>Fe2+ D.HClO>Cl2>Cu2+>Fe3+>Fe2+.
13.(2016春•抚顺校级期末)已知常温下,在溶液中发生如下反应:①16H++10Z﹣+2XO4﹣=2X2++5Z2+8H2O;②2A2++B2=2A3++2B﹣; ③2B﹣+Z2=B2+2Z﹣由此推断下列说法错误的是( )
A.反应Z2+2A2+=2A3++2Z﹣可以进行
B.Z元素在①反应中被氧化,在③反应中被还原
C.还原性由强到弱的顺序是Z﹣,B﹣,A2+,X2+
D.氧化性由强到弱的顺序是XO4﹣,Z2,B2,A3+
14.(2016春•海南校级月考)KMnO4+HCl﹣KCl+MnCl2+H2O+Cl2,方程式配平后,HCl前的化学计量数为( )
A.8 B.12 C.16 D.20
15.(2015秋•通渭县期末)下列变化必须加入氧化剂才能实现的是( )
A.Cr2O72﹣→CrO42﹣ B.HNO3→NO2
C.SiO2→S i D.CH3CH2OH→CH3CH
五、课后练习
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