第1章第2节第2课时研究物质性质的基本程序导学案上学期高一化学

第2课时研究物质性质的基本程序学业要求核心素养对接1.了解研究物质性质的基本程序。列举、描述、辨识氯气的重要物理性质、化学性质及实验现象。3.能说明氯水的重要性质及其应用。4.能说明次氯酸的性质。1.能根据氯水中的微粒种类和性质，预测氯水的性质，以培养学生证据推测和模型认知的素养水平。2.让学生设计实验验证氯水的性质，以培养科学研究与创新意识。3.通过氯气泄漏自救方案的设计，培养学生科学态度与社会责任素养。<导入>人们对物质性质的研究是一个科学探究的过程，应当按照科学的程序来进行，以提高研究效率。在研究物质的性质时，通常首先要观察物质的外部特征了解物质的存在状态、颜色、气味等;其次，要通过实验来探究物质的有关性质。进行实验时，往往要对物质性质进行预测，设计并实施实验来验证所做的预测;然后，通过对实验现象的观察和分析，对物质的性质进行总结和归纳，并对实验中出现的特殊现象进行进一步的研究。观察物质的外部特征、预测物质的性质、实验和观察(设计并实施实验、观察现象)以及解释和结论(对实验现象进行分析和解释、对实验结论进行整合)是研究过程的重要环节，它们的科学组合便形成了研究物质性质的基本程序。提醒：被研究的物质的性质往往具有一定的未知性,所以在研究物质性质的过程中，可能需要在“预测物质的性质”与“实验和观察”两个环节中反复进行。接下来，我们尝试用以上程序来探究氯气性质。观察物质的外部特征【实验1】取一个盛满氯气的集气瓶，观察氯气的颜色；稍打开玻璃片用手轻轻在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔，闻氯气的味道。黄绿色、有刺激性气味、密度大于空气【实验2】取一只盛满氯气的试管，将其倒扣在水槽中，静置一段时间后观察现象。试管内水位上升，说明氯气能溶于水。请同学们结合观察结果归纳氯气的物理性质。氯气：黄绿色、刺激性气味、气体、密度大于空气、易液化、能溶于水（1体积水可溶解2体积氯气）预测物质的性质同学们，你能从物质类别的角度预测氯气的化学性质吗？【氧气作为非金属单质，能与其他金属（钠、铁、铜等）反应，也能与其他非金属（氢气等）反应，那么氯气是不是也能在特定条件下与金属、非金属反应呢?】1、接下来我们来通过实验研究氯气的化学性质（视频演示）实验内容

实验操作实验现象化学方程式归纳氯气与金属钠的反应将盛有氯气的集气瓶迅速扣在钠球的上方钠球剧烈燃烧，集气瓶中充满白色的烟2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl氯气与铁丝的反应把一束红热的细铁丝伸入充满Cl2的集气瓶中铁丝剧烈燃烧，集气瓶中充满红棕色烟，溶于水得黄色溶液2Fe+3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3常温下，干燥的Cl2或液氯与铁不反应，故工业上常用钢瓶盛放液氯氯气与铜丝的反应把一束红热的细铜丝伸入充满Cl2的集气瓶中铁丝剧烈燃烧，集气瓶中充满棕黄色烟，溶于水得蓝绿色溶液Cu+Cl2=eq\o(=,\s\up7(点燃))CuCl2铁丝(铜丝)不要接触瓶壁，以免集气瓶受热炸裂氯气与氢气的反应把点燃的H2导管缓缓伸入盛满Cl2集气瓶中H2继续燃烧，火焰呈苍白色，瓶口上方出现白雾H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HClH2和CI2在光照下混合会发生爆炸生成HCl,所以工业上常利用H2,在Cl2,中燃烧的反应制备盐酸。点燃拓展：Cl2与P的反应点燃点燃少量Cl2：2P+3Cl2====2PCl3(白雾)点燃点燃多量Cl2：2P+5Cl2====2PCl5(白烟)点燃PCl3+Cl2==PCl5磷在氯气中燃烧时，由于易生成三氯化磷、五氯化磷的混合物，其反应现象为产生白色烟雾。思考：1、烟和雾有什么区别?烟：是固体小颗粒形成的；雾：是小液滴形成的。思考：2、初中课本对燃烧的定义：可燃物与空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应。现在你认为科学吗？可燃物与氧化剂（如O2、Cl2）在一定条件下发生的发光发热的剧烈反应都可以称为燃烧，燃烧不一定有O2参与。发现新问题，进一步研究2、氯气与水的反应将氯气通入水中可形成饱和氯水，其颜色为浅黄绿色，为什么？含有氯气分子，切氯气分子含量不太高。在研究氯气的溶解性时，将氯水密闭放置一段时间后会发现氯水的颜色变浅，这说明氯气具有什么性质呢？（1）思考：如何证明氯气与水发生了反应？有色布条不褪色干燥的氯气无漂白作用有色布条褪色氯水有漂白作用，起漂白作用的是HClO由以上对比实验可知：氯气能使湿润有色布条褪色的原因是：氯气与水发生反应具有漂白性的物质，溶于水的Cl2部分与水发生反应,反应方程式：Cl2+H2O=HCl+HClO（2）如何验证氯气与水的反应产物呢?(视频演示)实验内容实验现象结论在氯水中加入镁条镁条表面有气泡产生氯水中含有酸氯水中滴加紫色石蕊溶液溶液先变红色，后褪色氯水中含有H＋和HClO将氯水滴加到AgNO3溶液中产生白色沉淀氯水中含有Cl－新制氯水成分：“三分子、四离子”（极少）（4）氯水的性质(5)在氯水中含有多种微粒，因此在与不同物质发生反应时，表现出不同微粒的性质，现列表如下：所加试剂参与反应的微粒实验现象化学方程式或解释AgNO3溶液Cl－白色沉淀HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3Na2CO3固体H＋有气泡产生2HCl＋Na2CO3=CO2↑＋H2O＋2NaCl有色布条HClO布条颜色褪去漂白性FeCl2溶液Cl2溶液变棕黄色2FeCl2＋Cl2=2FeCl3石蕊溶液HClO、H＋先变红后褪色酸性和漂白性【例题2】为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质，某化学兴趣小组做了如下实验：(1)观察氯水颜色，发现氯水呈黄绿色，证明氯水中含有的粒子是________。(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液，有气体生成，说明氯水中含有的粒子是________。(3)盛有氯水的试管中的有色布条褪色，说明氯水中含有的粒子是________。(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中，溶液显红色，起作用的微粒是________，过一会儿，溶液的颜色褪去，起作用的微粒是________。(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成，证明氯水中含有的粒子是________。(6)氯水经光照后，颜色逐渐消失，并放出的气体是________，溶液的酸性________(填“增强”、“不变”或“减弱”)。(7)将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯微粒是__________。解析(1)氯水中含有的微粒有Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－和OH－，含有Cl2，使溶液呈现黄绿色；(2)滴入Na2CO3溶液有气体生成，证明溶液呈酸性，含H＋；(3)氯水能使有色布条褪色，说明具有漂白性，证明氯水中含有HClO；(4)紫色石蕊溶液滴入新制氯水中，溶液呈红色，说明有H＋存在，很快褪色，则是因为HClO起漂白作用；(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成，证明氯水中有Cl－；(6)HClO不稳定，见光易分解放出O2，并生成盐酸，由于HClO为弱酸，而盐酸是强酸，故溶液酸性增强；(7)氯水中的Cl2、ClO－、HClO具有强氧化性。答案(1)Cl2(2)H＋(3)HClO(4)H＋HClOCl－(6)O2增强(7)Cl2、ClO－、HClO次氯酸酸性很弱，比碳酸还弱不稳定，见光易分解，化学方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑用于漂白、杀菌消毒可以使有机色质褪色3、结合氯气与水的反应，你能写出氯气和碱（如NaOH）的反应式吗？市面上常用的消毒液和漂白剂，为什么不直接用次氯酸作漂白剂？氯气在水中的溶解度不大，而且生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来很不方便，效果也不理想次氯酸盐较为稳定。①与NaOH反应“84”消毒液由Cl2和NaOH溶液反应制得，其主要成分是NaCl和NaClO，有效成分是NaClO。Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O失效原理：NaClO＋CO2＋H2O=NaHCO3＋HClO2HClOeq\o(=,\s\up7(光))2HCl＋O2↑②与Ca(OH)2反应——漂白粉的制备漂白粉由Cl2和石灰乳反应制得，2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O其主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2。漂白粉或漂粉精中Ca(ClO)2的能与空气中CO2的和水蒸气发生如下反应：Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO根据以上反应，你认为购买和存放漂白粉或漂粉精时应注意哪些问题？长期放置在空气中漂白粉会失效的原因：注意：漂白液、漂白粉和漂粉精既可用作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂。二氧化氯的漂白能力比氯气强且使用起来更加安全强酸制弱酸课堂练习2、有关漂白粉和漂白液的说法正确的是（）①工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉②漂白液的有效成分是NaClO，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。③漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理不相同。④漂白粉空气中久置不发生氧化还原反应⑤漂白粉空气中久置变质，理由是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。答案：②③《拓展提升》1、新制氯水、久置氯水和液氯的区别液氯新制氯水久置氯水物质类别单质混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色所含微粒Cl₂分子H2O、Cl₂HC10、H+、C10、C1、OHH2O、H+、C1、OH主要性质具有氧化性，无漂白性具有酸性、强氧化性、漂白性、能杀菌、消毒具有酸性、无强氧化性、无漂白性保存特制钢瓶用棕色瓶盛装，密封保存于阴凉处，一般现用现配。试剂瓶盛装，塞上玻璃塞即可3、(1)Cl2与除Au、Pt以外的绝大多数金属都能反应。变价金属单质与Cl2反应，一般生成最高价氯化物，如过量的铁丝在氯气中燃烧生成FeCl3;而不生成FeCl24、84消毒液和洁厕灵为什么不能混合使用？84消毒液主要成分是次氯酸钠，洁厕灵主要成分是盐酸。两者混合会发生化学反应，从而导致失效，还会产生有毒的氯气。NaClO+2HCl=NaCl+Cl2+H2O（盐酸浓度较大时）5、ClO无论在酸性、碱性还是中性溶液中均具有强氧化性，与具有还原性的I、S2、SO32、Fe2+等不能大量共存，所以Ca(C1O)2、NaClO在没有酸存在的条件下，也有一定的漂白、杀菌能力。6、解答关于新制氯水问题时的注意事项在回答氯水用于漂白、杀菌、消毒等问题时,是用HClO的强氧化性来解释,切忌用氯气的强氧化性来解释;在与氯水相关的氧化还原反应中要弄清是氯气还是HClO参与反应,如氯气与浓氨水、NaOH及还原性盐(如FeCl2、KI、NaBr等)的溶液反应就不要写成HClO参与反应。不能用pH试纸测定氯水的pH。特别注意,氯水使有机色质褪色是永久性的，过程不可逆