文档内容
第二章 海水中的重要元素----钠和氯
第二节 氯及其化合物
第2课时 氯水成分的探究
( 1)能通过实验探究氯水的成分,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用,培养证据推理意识。
(2)通过对氯水成分的探究,继续完善含氯元素的物质间的转化关系,进一步了解研究物质的思路和方法。
(3)通过化学与职业的学习,体会化学对生活、环境保护的重要意义,增强社会责任感。
【内容分析】
氯气分别与水、氢氧化钠的反应是整个氯气教学的重点和难点。为此,本节课以氯水的成分探究作为
项目进行学习。整个过程以水质检验员为引子,穿插了次氯酸的漂白性、氯离子的检验等内容。这些探究
内容总共包含三个实验方案的设计,两个演示实验。两个演示实验涉及到了次氯酸的漂白性和氯离子的检
验,是本节课的重点和难点。为突破这两个重点和难点,需引导学生从实验干扰因素的视角对实验结论的
科学性进行预测、探究,体现了科学态度和社会责任相结合的思想,强化证据推理意识。
从内容的选取看,重视实验探究的应用价值,通过化学与职业让学生明白化学对生产生活的重要影响,
使学生进一步认识到要学好知识并正确运用,能让资源更好地为人类服务,从而发展社会参与意识,建立
社会责任感。
本节内容以氯水的成分的探究为载体,深化了非金属及其化合物的研究模型,突出了对学生化学学科
核心素养的培养,有利于后续硫、氮及其化合物的学习。.
【教学重点和难点】
重点:次氯酸的漂白性、氯离子的检验;实验探究的研究思路和方法的建构。
难点:次氯酸的漂白性和氯离子的检验的干扰因素的排除。【教学流程】
【学习任务一】身边的化学,发现问题
【化学与职业】水质检验员
水质检验员是指对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验和评定的专
业技术人员。水质检验的目的是考察和研究环境质量、水的污染性或水受污染的程度、水质是否适宜使用,
以及水处理过程的效率等。自来水厂,污水处理厂,玻璃加工、制药、食品和化工企业等都需要进行水质
检验。例如,自来水厂水质检验员的工作就是在自来水出厂前,利用化学分析仪器等对水中的一些物质,
如硫酸根离子、氯离子、放射性物质、微生物和有机物等进行检测,并对检测数据进行分析,以确保百姓
家中的自来水达到国家《生活饮用水卫生标准》。
【思考】为何自来水中有Cl-?
因为自来水用氯气消毒,部分氯气和水发生了反应,生成了 Cl-。
【设计意图】从实际生活出发,引发学生兴趣,同时落实科学态度与社会责任素养。
回顾氯气和水的反应,包括Cl—在内,氯水中含有哪些微粒?请设计实验验证。
H+ 、Cl—、Cl 、HO、HClO ......
2 2
观察一瓶氯水
现象:浅黄绿色 初步结论:含有Cl
2
【学习任务二】实验探究,分析解决问题
实验探究:检验Cl
2
取一个装满氯水的矿泉水瓶(将瓶盖换成橡皮塞),先让学生观察氯水的颜色。然后用注射器向此矿泉水瓶
中注人一定体积的浓氢氧化钠溶液,振荡,观察现象。现象:注人浓氢氧化钠溶液后,氯水黄绿色褪去,同时矿泉水瓶变瘪。
结论,氯水中含有氯气,且氯气与氢氧化钠溶液发生了反应。
【设计意图】通过补充实验,检验学生对氯气性质的掌握情况,同时落实实验探究与创新意识素养。
实验探究:检验H+
方案1:取少量氯水于试管中,滴加NaHCO 溶液
3
现象:产生气泡
方案2:取少量氯水于试管中,加入一小块锌片
现象:产生气泡
方案3:取少量氯水于试管中,滴加石蕊溶液
现象:溶液先变红,后褪色
实验探究:检验次氯酸
【设计意图】温故知新,通过异常情况引发新的思考,落实宏观辨识与微观探析素养。
【思考】为什么在氯水中滴加石蕊溶液,会先变红,后褪色?
先变红,是因为含有H+,后褪色,是因为HClO的强氧化性使石蕊溶液被漂白了。
【思考】氯气也有强氧化性,如何证明是因为HClO的强氧化性使石蕊溶液被漂白,而非氯气的强氧化性
使石蕊溶液被漂白?
【实验2-8】
(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条,分别放入两个盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察
现象。
干燥有色纸条不褪色,湿润有色纸条褪色。说明具有漂白性的是HClO,而非氯气。
(2)将有色鲜花放入盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
鲜花中也有水,因此鲜花也被HClO漂白了。
【评价任务一】
往稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液,再逐滴滴加氯水,会有什么现象?
往稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红,逐滴滴加氯水后,红色褪去。
实验中酚酞褪色的原因是什么?是因为Cl 与碱发生了反应,还是因为氯水中含有的HClO起了漂白作用?你
2能否设计实验证明哪种猜测是对的呢?
【答案】向褪色溶液中再滴加NaOH溶液,若红色再现,则是Cl 与碱发生了反应;若红色不再现,则是
2
氯水中含有的HClO起了漂白作用。
【设计意图】通过实验探究,进一步理解次氯酸的漂白性,同时落实实验探究与创新意识、模型构建与证
据推理素养。
实验探究:检验Cl-
【思考】如何证明氯水中有Cl-?
【实验2-9】
在两支试管中分别加入2~3 mL稀盐酸、NaCl溶液,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象。
现象:滴入AgNO 溶液后,两支试管中都有白色沉淀生成。
3
解析:Cl- + Ag+ = AgCl↓
【思考】与银离子生成白色沉淀的是否只有氯离子?
【实验2-9】
在第三支试管中加入2~3 mLNa CO 溶液,然后滴入几滴AgNO 溶液,观察现象。
2 3 3
现象:滴入AgNO 溶液后,第三支试管中有白色沉淀生成。
3
解析:CO 2- + 2Ag+ = Ag CO↓
3 2 3
【思考】如何区分氯化银沉淀和碳酸银沉淀?
【实验2-9】
在上述三支试管中分别加入少量稀硝酸,观察现象。
现象:前两支试管中的白色沉淀不溶于稀硝酸;第三支试管中的沉淀溶于稀硝酸。
解析: Ag CO+ 2H+ = 2Ag+ +CO ↑+H O
2 3 2 2
【小结】氯离子的检验方法
上述实验证明如果溶液中存在CO2- 时,用AgNO 溶液检验Cl- 的实验就会受到干扰。因此,在用AgNO
3 3 3
溶液检验Cl- 时,一般先在被检测的溶液中滴人适量稀硝酸,使其酸化,以排除CO2- 等的干扰,然后滴入
3
AgNO 溶液,如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有Cl-。
3
【设计意图】通过实验探究,理解氯离子的检验方法,构建离子检验模型,为其他离子的检验打下基础。
同时落实实验探究与创新意识、模型构建与证据推理素养。
【评价任务二】
下列说法正确的是:
A、Cl 有毒,Cl-也有毒 B、Cl和Cl—化学性质一样
2
C、Cl 和Cl—都是黄绿色
2D、某溶液滴人适量稀硝酸,再滴入AgNO 溶液,有白色沉淀,说明该溶液中含有Cl—
3
【答案】D
【小结】新制氯水的成分
通过上述实验,可知氯水是混合物。结合实际情况,我们可得出新制氯水成分为:
分子:Cl, HO ,HClO,
2 2
离子:H+, Cl—, ClO- ,OH—(微量)
【知识拓展】实际上新制氯水中还有 ClO- ,OH—(微量) 。所以我们可以用“三分四离”来记忆氯水的成
分。至于为何含有 ClO- ,OH—(微量) ,有兴趣的同学课后可查阅文献进行了解。
【讨论】结合次氯酸的性质,你认为氯水放置久了之后,成分会有何变化?
因为次氯酸会分解,所以久置氯水中没有HClO和ClO- ,同时受到光照等因素影响,氯气可能会挥发或
继续反应,导致久置氯水中也没有了氯气。因此久置氯水主要成分为H+, Cl—,相当于盐酸。
【评价任务三】
1、下列物质属于纯净物的是
A、液氯 B、氯水
C、漂白粉 D、漂白液
【答案】A
2.下列关于氯水的叙述正确的是(不定项,可能有一个或两个答案)
A、新制氯水中只含Cl 和HO分子
2 2
B、新制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,该气体是Cl
2
D、氯水放置数天后pH值变小
【答案】BD
3、将Cl 通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________________
2
【答案】HClO、Cl、ClO-
2
4.下列说法正确的是
A、在饱和氯水中Cl-、NO -、 Na+、CO2-可以大量共存
3 3
B、用pH试纸测得氯水pH=4
C、向石蕊溶液中滴加氯水,溶液先变红后褪色
D、将氯气溶于水制备次氯酸的离子方程式:
Cl +HO == 2H++Cl-+ClO-
2 2
【答案】C
【评价任务四】教材P47 练习与应用3.如右图所示,在A处通人未经干燥的氯气。当关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,
C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是( )。
①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液 ③HO ④浓硫酸
2
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
4.请填写下列空白。
(1)在常温下,将Cl 通人NaOH溶液中,可以得到一种漂白液。
2
上述反应的离子方程式为___________________________,该漂白液的有效成分是__________(填名称)。
(2)检验该漂白液中是否含有Cl-的方法是____________________________________________, 有关反应的
离子方程式为______________________。
【答案】(1)Cl + 2OH- = Cl- +ClO- +H O 次氯酸钠
2 2
(2)向溶液中加人稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀
Ag+ + Cl- = AgCl ↓
【设计意图】氯水成分探究属于高考热点之一,在学习初期应通过多角度检测学生的掌握情况,通过反馈
进一步落实学生的知识、能力以及素养。
一、实验
[实验2-8 ]
(1)取干燥的和湿润的有色纸条(或布条)各一条,分别放入两个盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观
察现象。
(2)将有色鲜花放入盛有干燥氣气的集气瓶中,盖上玻璃片,观察现象。
【注意】(1)实验所用氯气和有色布条一定要干燥。有色布条的颜色最好是自行染上的。可取白纱布条,
用红墨水染成红色,晾干备用。
(2)所用的花朵尽可能选择含水分较多、颜色鲜艳的,这样可使颜色变化明显。建议增加一个氯气与水反应和氯气与碱反应的对比实验。
[实验2-9 ]
在三支试管中分别加入2~3 mL稀盐酸、NaCl溶液、NaCO 溶液,然后各滴入几滴AgNO 溶液,观察现象。
2 3 3
再分别加入少量稀硝酸,观察现象。
【注意】对于此实验,地区不同,自来水中滴人AgNO 溶液的现象可能不同。分别向稀盐酸和NaCl溶液
3
中加入AgNO,溶液都产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀都不溶解。向NaCO 溶液中加入AgNO,溶液产生
3 2 3 3
白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀溶解,且放出气泡。
【建议】在初中化学的学习中,学生已了解了盐酸、NaCl分别与AgNO 溶液的反应。在介绍Cl-的检验时,
3
可以先复习这两个反应,带领学生完成实验并观察现象,引出“与银离子反应生成白色沉淀的是否只有氯离
子”的问题,最终通过实验让学生掌握氯离子的检验方法。
二、化学与职业
水质检验员
水质检验员是指对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验和评定的专
业技术人员。水质检验的目的是考察和研究环境质量、水的污染性或水受污染的程度、水质是否适宜使用,
以及水处理过程的效率等。自来水厂,污水处理厂,玻璃加工、制药、食品和化工企业等都需要进行水质
检验。例如,自来水厂水质检验员的工作就是在自来水出厂前,利用化学分析仪器等对水中的一些物质,
如硫酸根离子、氯离子、放射性物质、微生物和有机物等进行检测,并对检测数据进行分析,以确保百姓
家中的自来水达到国家《生活饮用水卫生标准》。
三、课后练习(教材P47~48)
3.如右图所示,在A处通人未经干燥的氯气。当关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,
C处的红布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是( )。①饱和NaCl溶液 ②NaOH溶液 ③HO ④浓硫酸
2
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
【解析】关闭B,则气体经过液体,再与布条接触,无现象,说明该液体可以与氯气反应,导致最终没有
次氯酸生成,或是非水溶液,也会导致试管没有次氯酸进入。因此答案选C。
4.请填写下列空白。
(1)在常温下,将Cl 通人NaOH溶液中,可以得到一种漂白液。
2
上述反应的离子方程式为___________________________,该漂白液的有效成分是__________(填名称)。
(2)检验该漂白液中是否含有Cl-的方法是____________________________________________, 有关反应的
离子方程式为______________________。
【答案】(1)Cl + 2OH- = Cl- +ClO- +H O 次氯酸钠
2 2
(2)向溶液中加人稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀
Ag+ + Cl- = AgCl ↓