高中化学-氯气制备与性质的创新实验探究教学设计学情分析教材分析课后反思

氯气制备与性质的创新实验探究

—感受创新实验之美【教学设计】【课前准备】1.搜集氯气的微型实验设计方案；2.搜集注射器、滴瓶、射液器等生活废弃物；3.学习绿色化学理念；4.微型实验操作方法和注意事项；【学法指导】实验探究法；合作学习法【引课】上课！今天和大家共度一堂充实而又愉快，且充满视觉盛宴的实验课。请同学们先看一段视频，从中可获取哪些信息？颜色、密度、毒性（呼吸道）；除法：用水和尿；【实验目的】1．采用生活中的废弃物如注射器、小药瓶、输液管等替代原设计器材，体现绿色化学理念，实现环境保护。2．研究微型实验在氯气制备及其性质实验中的应用，感受创新实验之美。【方案设计】一、氯气的制备【引】请同学们以小组为单位讨论一下，根据氯原子的结构和氯气的化学性质思考实验室怎样制备氯气？【问】请小组代表阐述一下本组观点（举手回答）投影，学生边说边投影，【引】接下来根据同学们的设计方案，各小组按照分工，合作完成氯气的制备，并在实验过程中注意观察点，完成学案表格；先阅读操作，再进行实验！操作过程观察点现象结论及其解释①先打开流量调节器控制液体流速，并慢慢向下拉动下面注射器活塞，从上面注射器中吸取2mL左右的浓盐酸，观察下面注射器内变化。②待不再产生气泡后，将下面注射器从塑料管中拔出（垫上纸），迅速插入已经打好凹孔的小橡皮塞中，平放到桌面上。并立即将上面的注射器连同塑料管放到盛有NaOH溶液的烧杯中。下面注射器内颜色注意：生成的气体不能进入上面的注射器有黄绿色气体产生有氯气生成KClO3+6HCl（浓）﹦3Cl2↑+KCl+3H2O【引】写出化学反应方程式，请看大屏幕，对照自己所写的化学反应方程式【讲】在这个反应中，转移了几摩尔电子，盐酸作为酸和还原剂的物质的量之比是多少？【引】氯气制出来了，我们也通过观察了解了它的部分性质，那氯气还有那些性质呢？课前，同学们设计了很多实验方案，我们选取了较好的方案，并进行了优化，接下来我们就来探究和验证！注意！整个实验我们就用刚才制备的这一管氯气，要合理节约使用。二、氯气的性质（一）氯气与水的反应【引】我们就用刚才制的的氯气来验证一下氯气与水反应的产物及新制氯水的成分和性质？【学生设计并完成实验】现在就请根据已经给大家的仪器和药品，结合学案的表格，小组组讨论设计实验来探究氯水的成分，并完成表格。1．新制氯水的性质操作过程观察点现象结论及其解释取5mL注射器②，吸取3mL氯气，再抽取小烧杯中的水2mL，立即将针头迅速插入胶塞中（用力不要过大，防止针头断），再震荡注射器①，观察现象，放到试管架上。注射器①内溶液的颜色溶液呈黄绿色新制氯水中有氯气分子（1）新制氯水与硝酸酸化的硝酸银溶液反应操作过程观察点现象结论及其解释用5ml注射器①将新制的氯水0.5mL慢慢推入盛有硝酸银溶液滴瓶中，再滴加稀硝酸硝酸银溶液颜色变化生成白色沉淀且不溶于稀硝酸新制氯水含有Cl-（2）新制氯水与石蕊试液反应操作过程观察点现象结论及其解释用5ml注射器①将新制的氯水1-2mL慢慢推入盛有石蕊试液的滴瓶中石蕊试液颜色变化先由紫色变为红色；再由红色逐渐褪去新制氯水呈酸性和漂白性【引】不过，疑问又来了，具有漂白性质的是什么呢？到底是氯气分子还是另有新物质呢？我们不妨再做个实验来检验一下。2．氯气的漂白实验：操作过程观察点现象结论及其解释按图所示组装仪器，分别放入干燥的红纸条和湿润的红纸条，再把干燥管连接，慢慢向右推20mL注射器活塞（刚制备的Cl2）。注射器和针头一并拔出，迅速插入胶塞中，平放到桌面上。2个干燥器内红纸颜色的变化湿润红纸颜色退去；干燥红纸颜色不变氯气与水反应生成一种强氧化性物质（HClO）【讨论】二个干燥器的作用分别是什么？小组讨论后回答【讲】第一个吸收氯气中的水蒸气，第二个是防止NaOH溶液中的水蒸气进入，影响到干燥的红纸条。【讲述】这说明了，具有漂白性的不是氯气分子，而是氯水中的新物质，这个新微粒是什么呢？它就是次氯酸HClO，其中氯显+1价，具有强氧化性，正是这种氧化性展现出了它的漂白性。到这里，我们已经弄清楚了氯水的成分，其中既有氯气分子，水分子，也有H+、Cl-、ClO-这些离子，所以氯气与水的反应应是可逆反应，我们可用可逆符号代替等号。下面请同学们写出这个反应的离子方程式。【讲】Cl2+H2OHClO+H＋+Cl－【引】次氯酸有哪些性质？【讲述】次氯酸是一种弱酸；具有强氧化性，它能使染料等有机色素褪色，而且还能杀死水里的细菌，能起到杀菌消毒的作用；次氯酸不稳定，它容易分解放出氧气。【引】讨论新制氯水放置一段后，成分有什么变化？【总结】新制氯水和久置氯水的成分比较新制氯水久置氯水颜色黄绿色无色成分H2O、Cl2、HClOH+、Cl-、ClO-、OH-（极少量）H2OH+、Cl-、OH-（极少量）性质强氧化性、漂白性、酸性酸性【引】通过前面的学习，我们知道氯气具有强氧化性，能氧化一些还原性的物质。接下来继续通过实验来探究氯气与NaBr溶液、KI溶液和FeCl2QUOTEFeCl2溶液的反应。（二）氯气与还原性物质反应1．氯气与NaBr溶液、KI溶液反应操作过程观察点现象结论及其解释（1）把注射器①中的氯气1mL推入盛有NaBr溶液滴瓶中（2）用注射器③抽取0.5mL（1）中的溶液，推入盛有KI溶液滴瓶中（3）用注射器④抽取0.5mL（2）中的溶液，推入盛有淀粉溶液滴瓶中（4）用注射器⑤向（1）的溶液中推入1mL苯（5）用注射器⑤向（2）的的溶液中推入1mL苯（1）NaBr溶液颜色变化（2）KI溶液颜色变化；（3）淀粉溶液颜色变化；（4，5）溶液的变化（1）无色变为橙黄色（2）无色变为黄色（3）变蓝（4）分层，上层橙红，下层接近无色（5）上层紫红，下层接近无色（1）2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl（2）2NaI+Br2==I2+2NaBr（3）碘遇淀粉变蓝色【结论】氧化性Cl2>Br2>I2溴单质和碘单质易溶于有机溶剂2．氯气与FeCl2QUOTEFeCl2溶液反应操作过程观察点现象结论及其解释（1）把注射器①中的氯气1ml慢慢推入盛有FeCl2溶液滴瓶中（2）将5mL的注射器⑥中的KSCN溶液（0.5ml）按图方式慢慢推入溶液中（1）FeCl2溶液颜色变化；（2）溶液颜色变化；（1）浅绿色变为黄色（2）黄色变为红色（1）2FeCl2+Cl2==2FeCl3（2）有Fe3+【延伸思考】若原FeCl2溶液部分已经被空气中的氧气氧化了，请设计实验，验证你的假设？【学生谈本节课学习感悟】【概括整合】【课后作业】【实验探究】利用本节课的实验方法去设计SO2、NO2等气体的制备及性质实验方案【课堂结束语】歌德说过：“我们必须把科学当成艺术，然后才能从科学中得到完整的知识”。科学是美的，而化学是一门以实验为基础的自然科学，也不例外。化学实验是化学学科的特征和魅力所在，希望我们师生精心设计实验，让我们进入一个美丽的化学世界，从中感受化学的魅力，感受创新实验之美！氯气制备与性质的创新实验探究

—感受创新实验之美【学情分析】【学情分析】1.授课对象是高一下学期的学生；2.学生学完了鲁科版新教材《必修一》第一章第二节和《必修二》第三节化学反应利用的内容；3.学生初步接触了绿色化学的观念和方法；4.“耳听为虚、眼见为实”。学生对一些物质的性质和颜色理解不到位、颜色记忆不准确！例如：溴水、碘水的颜色，溴和碘单质在苯中的颜色；Fe3+、Fe2+的颜色；6.学生的动手操作能力不强，操作不规范；7.学生主动探究意识弱；8.学生观察能力，实验能力和分析推理能力及抽象概括能力有待提高；9.学生进行化学实验创新设计的意识和相互协作意识不强；10.学生的环保意识不强。【课前准备】1.搜集氯气的微型实验设计方案；2.搜集注射器、滴瓶、射液器等生活废弃物；3.学习绿色化学理念；4.微型实验操作方法和注意事项；【学法指导】实验探究法合作学习法氯气制备与性质的创新实验探究

—感受创新实验之美【效果分析】一．整个实验过程无氯气泄露，安全性高，绿色环保，实验装置简单，操作方便，能够给学生以较强的视觉刺激，引起学生探究兴趣，有利于学生对氯气的性质理解和掌握，取得了较好的实验效果。二．本节微型实验改进后优点：1.实验器材废物利用、取材容易、贴近学生生活；实验装置简单、操作方便、控制自如，能够引起学生的探究兴趣。2.实验器材透明度高，容易观察实验现象，耐酸碱性好，不易腐蚀。3.实验现象明显，成功率高，气密性好，节约药品，绿色环保，可以增强学生的环保意识。4.实验在密闭容器中进行，气密性好，整个实验过程氯气控制在“零污染”，取得了良好的实验效果。5.通过此实验的启发，改进后的实验装置也可用于其他气体的制取和性质实验。三．微型实验课作为一类正在探索中的新型课程，突破了传统教育中教学以教师、教材、课堂为中心的“三中心”模式，给我们带来全新的教育理念。它以学习者的直接经验为基础，密切联系学生自身生活和社会生活，体现了对知识的综合运用。在实验过程中，学生可以获得更多的实验操作机会，在学习（复习）知识内容的同时，培养学生的动手实践能力、观察能力和分析能力。教师可以在完成课本实验的基础上进行拓展，创设情境让学生利用日常物品及部分实验仪器自行设计或改进实验装置或步骤，以取得更好的实验效果。同时也有利于培养学生的创新思维和拓展思维能力，有利于学生终身学习能力的培养。氯气制备与性质的创新实验探究

—感受创新实验之美【教材分析】氯气是高中化学元素化合物体系中一种重要的物质，它的典型性质在高考试题中广泛涉及。它的制备和性质实验是鲁科版新教材《必修一》第一章第二节和《必修二》第三节化学反应利用的重要内容，也是苏教版《必修一》专题二第一单元，人教版《必修一》第四章第二节，人教版《实验化学》第一单元的内容。实验教学是化学教学的重要组成部分，现行教材中某些实验虽使用多年，但由于缺乏实验的设计创新，实验过程中污染和浪费现象严重，对学生缺乏绿色化学思想、形成环境保护意识存在明显不足，已不适应新课程的理念和教学要求。本节课对氯气的制备及其性质实验进行设计和改进。氯气在常温常压下呈黄绿色，是有强烈刺激性气味的有毒气体，被列为毒气系列。它主要损伤人的喉粘膜和肺，吸入少量会使鼻和喉头的粘膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量氯气会中毒致死，对人体危害极大，所以在对氯气性质进行学习时，教师一般采用演示实验或者视频的方法，在教室或者实验室不能让学生直接操作。为了解决以上诸多问题，本节课对某些实验氯气的制取、氯气溶于水、氯气与水反应产物酸碱性的检验、氯气与氯水漂白性比较、氯气与NaBr溶液、KI溶液反应、氯气与FeCl2QUOTEFeCl2溶液反应进行微型创新设计，改用注射器，滴瓶和输液管来完成实验。本节内容在教学过程中要注重以下两方面：

1.引导学生利用化学实验探索、复习已经学习过的氯气的制备和性质，明确化学是一门实验科学。

2.通过和以往传统的演示实验及学生分组实验的对比让学生认识到微型实验的优势，培养学生的环保意识和节约意识。【教学重点】氯气的性质与制备方法；微型实验的操作【教学难点】氯气制备的简单方法及原理；微型实验的设计【课时】1课时【课型】自主探究氯气制备与性质的创新实验探究

—感受创新实验之美【评测练习】根据氯原子的结构和氯气的化学性质思考实验室怎样制备氯气？2．若原FeCl2溶液部分已经被空气中的氧气氧化了，请设计实验，验证你的假设？3．实验探究：利用本节课的实验方法去设计SO2、NO2等气体的制备及性质实验方案氯气制备与性质的创新实验探究

—感受创新实验之美【课后反思】一、本节课采用“微量化”设计，以较少的药品获得最佳的实验效果，同时最大限度的减少尾气的排放，既培养了学生的观察能力和实验能力，同时也培养了学生的创新思维能力，向学生渗透节约的理念和绿色化学思想，提高环保意识。二、处处彰显-实验之美：(1)创新实验，绽放现象之美氯气的黄绿色，溴水的橙黄色，碘水的黄色，亚铁离子的浅绿色，三价铁离子的黄色，硫氰酸铁的红色，碘遇淀粉蓝色；特别是颜色的变化过程，例如：溴化钾溶液中慢慢投入氯气，黄色橙黄色变化过程！碘遇淀粉特征的蓝色，硫氰酸铁的红色，真是太美了！（2）实验合理防护，绽放安全之美化学实验存在危险性，一部分学生对化学实验存在恐惧心理，而这样的心理不利于学生认真观察实验。因此，在设计实验时，进行正面引导，预知可能出现的一些危险情况，实验过程中做好合理的防护措施，将可能出现的危险防患于未然。例如：密闭体系、尾气处理等措施，消除了学生想做实验而不敢做实验的矛盾心理，感受到实验的安全之美。（3）实验清洁环保，展现绿色之美实验过程中产生有时会产生一些有毒或有害物质，对环境和师生健康带来一定危害！这给化学的美带来一处不和谐的音符。因此在实验过程中通过一些有效的措施进行完善。使化学实验的污染程度降到最低限度。同时让学生感受绿色化学实验的美好！（4）实验推理严谨，绽放逻辑之美在实验过程中设计环环相扣的实验步骤，引导学生进行严谨的推理论证，层层分析推进，帮助学生建立起恰当的思维模式，形成正确的结论。例如氯气与溴化钠，溴与碘化钾，碘遇淀粉这一系列的变化，这样让化学实验产生一种严谨的逻辑之美。三、上课体会（一）、累并快乐着：1．实验准备过程：（1）实验原理：氯气的制法：密闭体系的形成：用两个注射器和打点滴用的塑料管、流量调节器，通过调节器调节液体流速。氯气强氧化性实验选择：与溴化钠、碘化钾溶液反应，与氯化亚铁反应！（2）实验用品的准备：注射器和“滴瓶”。我让医务室一直给留着，其中1mL小注射器是从市防疫站里找的，没有的我们就出去买；我们大约用了300个滴瓶，100支注射器，20个流量调节器；需要用多少时间去洗刷啊！2．实验方案选定：例如：（1）氯气与溴化钠、碘化钾溶液反应，怎么做才能出现溴水橙黄色，碘水黄色，怎样配制浓度通入多少氯气，怎样去具体操作？否则就会出现：溴水橙红色，碘水红色。原来是在一支注射器中完成的，但是看不到明显的现象！（2）碘遇淀粉变蓝色，怎样控制浓度和滴加方法看到特征蓝色！淀粉浓度要小一点，把碘用注射器慢慢加到淀粉溶液中，体会到颜色的变化！我一直不停的在做实验，调整！3．创新实验的乐趣—享受创新实验之美这些实验都是摸索出来的，从设计到实施，不断完善，每一步都需要创新的做法，那种感觉真好！很有乐趣！我除了上课时间，大部分时间都在实验室不停去做、去改进、去完善，每一步改进都会出现不同的实验现象，带给你不同的美感，时间过得很快，不知不觉就好几个小时！（二）敢想敢做，用心去做，全心去做—体验创新实验之美实验不能一成不变，不能墨守成规，让不可能变为可能，应该具有创新精神，这样才能展现化学实验的魅力和美丽。例如：微型实验、家庭化学实验。这节的实验，我做了不下100次！四．教学反思1．新课程从“提高学生的科学素养出发”，倡导从实验中学习化学。在教学中，开动脑筋，自己动手，进行实验创新设计。2．遗憾：时间有限：氯气制备、氯气与水反应，氯水与石蕊和氢氧化钠的反应，氯水与硝酸银的反应，氯气与溴化钠、碘化钾、氯化亚铁的反应，萃取实验等9个反应。有几个实验没做：氯气与钠、铜的反应；氯气与氢氧化钠的反应；氯气与硫化钠的反应；氯气与氢气的反应。3．采用微型实验进行探究，既可以发展学生的思维，培养学生动手操作和设计实验的能力，也能全面提高学生的学科素养。在教学中，思考如何对待新课程教学中的创新实验探究，创新实验探究是化学课堂教学效率的重要保证，在每一节课备课之前都会问自己，怎