课题：第四章 第一节 无机非金属材料的主角------硅(一) 授课班级 课 时 教 学 目 的 知识 与 技能 1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途 2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质 过程 与 方法 1、自主学习，培养学生自学的能力。 2、活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力。 情感 态度 价值观 通过了解材料发展的历史与前景，使学生认识化学在材料科学中的重要地位，体会化学的创造性和实用性，激发对化学科学的兴趣。 重 点 二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质) 难 点 二氧化硅的存在等STS 关注的拓展性学习内容 知 识 结 构 与 板 书 设 计 第四章 第一节 无机非金属材料的主角------硅(一) 一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅(SiO 2 ) (1) 存在 (2) 用途 (3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO 2 晶体无色透明 (4) 结构：空间网状结构 (5) 化学性质：稳定，不活泼 ○ 1 具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应) 与强碱反应 ：SiO 2 +2NaOH==Na 2 SiO 3 +H 2 O 与碱性氧化物反应：SiO 2 +CaO 高温 CaSiO 3 ○ 2 与HF 的反应：SiO 2 +4HF==SiF 4 ↑+2H 2 O 2、硅酸(H 2 SiO 3 ) 硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。 Na 2 SiO 3 +2HCl==2NaCl+H 2 SiO 3 ↓ Na 2 SiO 3 +H 2 SO 4 ==Na 2 SO 4 +H 2 SiO 3 ↓ Na 2 SiO 3 +CO 2 +H 2 O==Na 2 CO 3 +H 2 SiO 3 ↓ H 2 SiO 3 △ H 2 O +SiO 2 教学过程 教学步骤、内容 教学方 www.docin.com 法、手段、师生活动 ［引入］我们生成的地球，它坚硬的地壳是由什么构成的？ 岩石，构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。 ［问］一提到硅，同学们又能想到什么呢？ 硅谷：美国新兴的高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端. 半导体：单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导体是集成电路的主要材料,估计在21 世纪, 硅仍然会占半导体材料的95%以上. 沙子、石英、水晶：主要成分是硅的氧化物 光导纤维:从石英玻璃熔融体中,拉出直径为 100 微米的细丝.再把千百根光导纤维组合并增强处理,就制成成光缆,其优点:质轻,体积小,输送距离长,保密性好,成本低. ［导入］从古至今，在无机非金属材料中，硅一直都在扮演着主要的角色。今天，就让我们一同来研究一下硅的氧化物------二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质 。 ［板书］第四章 第一节 无机非金属材料的主角------硅(一) ［讲］硅在地壳中含量丰富，仅次于氧，排在第二位，约占26.3%。 ［投影］元素周期表 ［讲］位于周期表中的第四长列上的是碳族，这一族可谓是豪门望族。其中具有代表性的是其中的两位兄长。碳，形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物，―统治了有机界‖。其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。而它的弟弟------硅，地壳质量的约90%，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤， ―统治了地壳‖，而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。 ［思考与交流］画出 C、Si 的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？ ［讲］Si 原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的化学性质不活泼。主要形成四价的化合物。硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的 氧化物及硅酸盐的形式存在。 ［思考］常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？ 单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，配以多媒体图片 从感性上让学生接触要学 习 的 内容，激起学生学习的兴趣。 www.docin.com 形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。 ［过］下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。 ［板书］一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅(SiO 2 ) (1) 存在 ［讲］SiO 2 是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。 ［投影］并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆 ［讲］水晶是自然界中六方柱状的透明晶体，玛瑙的成分也是 SiO 2 ，它们除了一些常见的可作饰物等用途外，SiO 2 在工业上用途也非学广泛，例如，以石英为材料而制成的纤维在电信行业的应用等。 ［板书］(2) 用途 ［投影小结］ ①、制光导纤维 ②、石英玻璃制化学仪器 ③、石英表、石英钟 ④、水晶制光学仪器和工艺品 ⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品 ［讲］结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是SiO 2 的知识，思考一下，SiO 2 的物理性质有哪些，注意与CO 2 进行比较研究 ［板书］(3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO 2 晶体无色透明 ［思考］为什么SiO 2 与CO 2 的性质上有着这么大 的差别呢？ ［讲］主要取决于结构的不同。CO 2 是C 与O 通 过化学键所连接的分子结构，而SiO 2 是Si—O 四面体结构 ［投影］硅氧四面体结构 联系生活，激 发 求 知欲。 图片呈现，直观、深刻，加深认识。 抽象思维，初 步 建 立 SiO 2 空间立体结构。通过 视 频 呈现，使学生对 SiO 2 的结构的理解更深刻。 硅石 结晶形：玛瑙、石英、水晶 无定形：硅藻土 [SiO 4 ] 四面体结构 www.docin.com ［讲］[SiO 4 ]四面体：每1 个Si 原子周围结合4 个O 原子，Si 在中心,O 在四个顶角. 同时每1 个O 原子周围结合2 个Si 原子相结合。二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,通常用SiO 2 来表示二氧化硅的组成. ［板书］(4) 结构：空间网状结构 ［讲］我们说，结构决定性质，SiO 2 的网状结构不仅决定了其物理性质的特殊性，还决定了其化学性质的稳定性。 ［板书］(5) 化学性质：稳定，不活泼 ○ 1 具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应) 与强碱反应 ：SiO 2 +2NaOH==Na 2 SiO 3 +H 2 O 与碱性氧化物反应：SiO 2 +CaO 高温 CaSiO 3 ［讲］SiO 2 除了具有酸性氧化物的通用性之外，还具有特性。比如酸性氧化物一般不与酸反应，而SiO 2 却能与HF 反应，这也是工业上雕刻玻璃的反应原理 ［板书］○ 2 与HF 的反应：SiO 2 +4HF==SiF 4 ↑+2H 2 O ［讲］除此之外，SiO 2 在制水泥、玻璃、纯硅时，还有一些特殊反应 ［投影小结］ ○ 3 弱氧化性：SiO 2 +2C 高温 Si +2CO↑ (工业上制粗硅) ○ 4 与某些盐反应：Na 2 CO 3 +SiO 2 高温 Na 2 SiO 3 +CO 2 ↑ CaCO 3 +SiO 2 高温 CaSiO 3 +CO 2 ↑ (工业上制玻璃的主要反应) ［思考与交流］1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ HF 能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。 2、实验室盛装NaOH 溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ NaOH 溶液能与玻璃中的SiO 2 反应生成Na 2 SiO 3 ，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。 ［过］刚才我们提到SiO 2 不能溶于H 2 O 得到相应的酸，但它对应的酸叫硅酸，那么硅酸是一种怎样制得的酸呢？ ［板书］2、硅酸(H 2 SiO 3 ) 提高学生信息 处 理 能力， 提高学生科学精神 www.docin.com ［讲］H 2 SiO 3 是一种比H 2 CO 3 还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂褪色，是一种白色粉末状的固体。 ［板书］硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。 ［问］SiO 2 不溶于水且不和水反应，那么要如何制备硅酸呢？结合初中制备CO 2 的方法来设想一下？ ［讲］初中制备 CO 2 是利用碳酸盐与强酸反应，是强酸制弱酸的原理。H 2 SiO 3 也是一种很弱的酸，我们是否也可以用硅酸盐来制备呢？ ［投影实验］P76 实验4-1 实验4-1：向饱和Na 2 SiO 3 溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸 现象 滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成 结论 Na 2 SiO 3 溶液呈碱性，与酸反应生成了H 2 SiO 3 且H 2 SiO 3 难溶于水 化学方程式 Na 2 SiO 3 +2HCl==H 2 SiO 3 ↓+2NaCl ［问］若改向Na 2 SiO 3 溶液中滴加H 2 SO 4 会有什么现象呢？ ［板书］Na 2 SiO 3 +2HCl==2NaCl+H 2 SiO 3 ↓ Na 2 SiO 3 +H 2 SO 4 ==Na 2 SO 4 +H 2 SiO 3 ↓ ［讲］所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体－硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为―硅胶‖。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。 ［讲］如果对硅酸加热，其可以分解生成SiO 2 ［板书］H 2 SiO 3 △ H 2 O +SiO 2 ［活动与探究］硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，请利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份实验报告。 ［分析］利用CO 2 溶于水产生H 2 CO 3 ，而H 2 CO 3 的酸性比H 2 SiO 3 的酸性强，可以将CO 2 通入到Na 2 SiO 3 的溶液中。 ［板书］Na 2 SiO 3 +CO 2 +H 2 O==Na 2 CO 3 +H 2 SiO 3 ↓ ［总结］本节课我们学习了一种重要的非金属元素硅的化合物SiO 2 和H 2 SiO 3 ，了解了SiO 2 的重要性质及用途。知道了晶莹透明的水晶、五彩斑斓的玛瑙与普通沙子的化学成分并没有什么两样。知道了SiO 2 在当前信息时代、IT 产业中的重要作用。化学知识可以帮助我们认识，了解世界，我们也可以用学过的知识进行发明、创造，造福人类。 www.docin.com 课题：第四章 第一节 无机非金属材料的主角------硅(二) 授课班级 课 时 教 学 目 的 知识 与 技能 1、了解硅酸盐、硅的主要性质 2、认识硅酸盐、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用 过程 与 方法 通过硅与碳的比较学习，引导学生学会运用对比的方法来认识物质。 情感 态度 价值观 通过对硅酸盐材料及硅的用途学习，使学生了解新型无机非金属材料，培养学生热爱科学的情感。 重 点 硅、硅酸盐的丰富性和多样性 难 点 通过学习，掌握研究非金属元素单质及化合物的一般方法 知 识 结 构 与 板 书 设 计 二、硅酸盐 (silicate) 1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。 2、硅酸钠 (1) 物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱 (2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀， 热稳定性强 3、表示方法： 原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼 ） 方法：○ 1 找组成元素 ○ 2 写成氧化物的形式 ○ 3 原子个数比不变 ○ 4 检查有无遗漏 三、硅( silicon) 单质 1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体 2、晶体结构：正四面体形 3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。 4、化学性质 (1) 常温下的反应： Si+2F 2 ==SiF 4 Si+4HF==SiF 4 ↑+2H 2 ↑ Si+2NaOH +H 2 O == Na 2 SiO 3 +2H 2 ↑ (2) 高温下的反应： Si+O 2 高温 SiO 2 Si+2Cl 2 高温 SiCl 4 www.docin.com 5、硅的制备 (1) 工业上制粗硅 SiO 2 + 2C 高温 Si+2CO ↑ 石英砂 焦炭 电炉中 粗硅 (2) 由粗硅制纯硅 Si+2Cl 2 高温 SiCl 4 SiCl 4 +2H 2 高温 Si+4HCl 教学过程 教学步骤、内容 ［思考］SiO 2 与CO 2 在物理、化学性质方面有哪些相似性和不同之处 ［投影回顾］ CO 2 SiO 2 物理性质 无色无味气体，熔沸点都很低，微溶于水，存在于空气中 灰黑色固体，熔沸点都很高，不溶于水，存在于岩石中，俗名硅石、石英、水晶，纤维、玻璃、硅藻土中都大量含有 化学性质 和 碱 性氧化物 CO 2 +CaO==CaCO 3 SiO 2 +CO 2 高温 CaSiO 3 和碱 CO 2 +2NaOH==Na 2 CO 3 +H 2 O SiO 2 +2NaOH==Na 2 SiO 3 +H 2 O 和酸 -------- SiO 2 +4HF==SiF 4 ↑+2H 2 O 和水 CO 2 +H 2 O===H 2 CO 3 -------- ［回顾］上节课我们提到，用可溶性硅酸盐 Na 2 SiO 3 来制备 H 2 SiO 3 。事实上，在自然界中，硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，大多数硅酸盐是不溶于水的。自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物约占地壳总质量的5%。 ［板书］二、硅酸盐 (silicate) 1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。 ［讲］硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠，下面我们主要研究一下硅酸钠的性质 ［板书］2、硅酸钠 (1) 物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱 ［投影实验］P77 实验4-2、 放入蒸馏水 放入Na 2 SiO 3 饱和溶液 现象 当水分蒸发后燃烧 当水分蒸发后不易燃烧 结论 用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火 www.docin.com ［板书］(2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀， 热稳定性强 ［讲］硅酸盐的种类很多，结构复杂，为了方便记忆和计算，常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成 ［板书］3、表示方法： 原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼 ） 方法：○ 1 找组成元素 ○ 2 写成氧化物的形式 ○ 3 原子个数比不变 ○ 4 检查有无遗漏 ［投影］例、请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成： 硅酸钠（Na 2 SiO 3 ） ———————————— 镁橄榄石（Mg 2 SiO 4 ） ———————————— 高岭土 {Al 2 (Si 2 O 5 )(OH) 4 } ———————————— ［讲］硅酸盐材料具有很多优良的性能，为我们的生活、为人类的科技进步作出了很大的贡献。受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不同、性能更特殊的新型陶瓷。请大家阅读教材P77 上的科学视野。 ［投影］传统硅酸盐材料： (1) 陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具 (2) 玻璃： (3) 水泥：以黏土和石灰石为主要原料 具有特殊功能的含硅物质： (1) 碳化硅（金刚砂） (2) 硅钢：导磁性良好，用作变压器铁芯 (3) 硅橡胶 (4) 分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐 (5) 生物陶瓷：人造骨 ［过］虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚------18 世纪上半叶才制备出来。 硅别看起来灰溜溜的，它自己及化合物的作用却大得很，大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有Si 及其化合物的踪影，当今电子工业的飞速发展，更是人们对Si 的性质的认识息息相关，本节我们就来学习Si 及其化合物的有关知识。 ［板书］三、硅( silicon) 单质 1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体 ［投影］展示晶体Si 和晶体Si 的结构模型 ［板书］2、晶体结构：正四面体形 ［讲］晶体Si 的结构类似于金刚石的正四面体型，因此物理性质与金刚石类似。 www.docin.com ［板书］3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。 ［讲］因为Si 在元素周期表中的位置仅次于金属与非金属分界线附近，因此硅有些性质与金属相似。硅的化学性质不活泼，常温下硅的化学性质很稳定，除F 2 、HF 和NaOH 外，Si 不跟其他物质起反应。 ［板书］4、化学性质 (1) 常温下的反应： Si+2F 2 ==SiF 4 Si+4HF==SiF 4 ↑+2H 2 ↑ Si+2NaOH +H 2 O == Na 2 SiO 3 +2H 2 ↑ ［讲］在高温下，Si 能与O2 等非金属单质发生反应 ［板书］(2) 高温下的反应： Si+O 2 高温 SiO 2 Si+2Cl 2 高温 SiCl 4 ［讲］硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命。请大家阅读教材P79-80 上的内容，了解一下硅的用途。 ［投影小结］ ○1 信息技术的关健材料，——半导体、晶体管、芯片。 ○2 半导体性能——将太阳能转换为光能的重要材料——光电池 ○3 硅合金 ［板书］5、硅的制备 (1) 工业上制粗硅 SiO 2 + 2C 高温 Si+2CO ↑ 石英砂 焦炭 电炉中 粗硅 (2) 由粗硅制纯硅 Si+2Cl 2 高温 SiCl 4 SiCl 4 +2H 2 高温 Si+4HCl ［总结］本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠的特性------耐火。知道了Si 单质的重要用途。从结构上、从周期表的位置，进一步理解了 Si 的性质。21 世纪人类所面临的重大问题之一是能源危机。而从书上我们了解到Si 是具发展前景的新能源材料。同学们，随着人类对 Si 及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不断发展，我们有理由相信 Si 及其化合 www.docin.com 物对人类作出更大的贡献，给人类带来更大的惊喜! 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 点燃 2PCl3 (在空气中形成白雾) 2P+5Cl2 点燃 2PCl5 (在空气中形成白烟) +17 2 8 7 www.docin.com （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 ＋CO 2 ＋H 2 O = CaCO 3 ↓＋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 ＋CO 2 ＋H 2 O = CaCO 3 ↓＋2HClO ２ＨＣｌＯ ２ＨＣｌ＋Ｏ２↑ (5) 与盐溶液反应： 2Fe 2＋ +Cl 2 ==2Fe 3＋ +2Cl ― (溶液由浅绿色变成棕黄色) 2Br ― +Cl 2 ==2Cl ― +Br 2 2I ― +Cl 2 ==I 2 +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 [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、MgCl 2 等，海水中，盐矿里）。从化合价的角度分析：Cl 2 中显零价，还有-1， +1，+3，+5，+7 等价。Cl 2 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 +17 2 8 7 www.docin.com 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： www.docin.com [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（Fe 3＋ ） ；当遇到弱的氧化剂时，它只会失去2 个电子（Fe 2＋ ） ［思考］比较一下Cl2 与HCl 的氧化性强弱。 ［投］Fe+2HCl==FeCl2+H2 ↑，且氧化性HCl>Cl2 ［讲］Cl 2 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：CuCl 2 、FeCl 3 。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 www.docin.com 列金属反应的化学方程式： 1.跟铝反应： . 2.跟镁反应： 2Al+3Cl2 点燃 2AlCl3 Mg+Cl2 点燃 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 点燃 2PCl3 (在空气中形成白雾) 2P+5Cl2 点燃 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： www.docin.com 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 www.docin.com 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H 2 O 和CO 2 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 ＋CO 2 ＋H 2 O = CaCO 3 ↓＋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： 2Fe 2＋ +Cl 2 ==2Fe 3＋ +2Cl ― (溶液由浅绿色变成棕黄色) 2Br ― +Cl 2 ==2Cl ― +Br 2 2I ― +Cl 2 ==I 2 +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 www.docin.com 课题：第二节 富集在海水中的元素------氯(二) 授课班级 课 时 教 学 目 的 知识 与 技能 1、巩固氯气的化学性质，初步掌握Cl ― 的检验方法。 2、了解卤族元素的性质与氯的相似之处。 过程 与 方法 1、引导学生自主学习、合作探究Cl ― 的检验方法，学习科学家研究化学的科学态度和研究方法。 情感 态度 价值观 1、培养学生辩证唯物主义的观点，养成关注化学在生产、生活中的应用的习惯，培养创新能力 重 点 Cl ― 的检验方法 难 点 卤族元素单质的氧化性 知 识 二、氯离子（Cl - ）的检验 Ag + ＋ Cl - = AgCl↓ 2Ag + ＋ CO3 2- = Ag2CO3↓ 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］ Cl 2 作氧化剂 1、金属 2、非金属 3、还原性化合物 作氧化剂和还原剂 4、水 5、碱 www.docin.com 结 构 与 板 书 设 计 Ag2CO3＋2H + = 2Ag + ＋CO2↑＋H2O 三、成盐元素—卤素 1.与金属反应 2、卤素单质与非金属的反应 （1）卤素单质与H2 化合的难易关系：F2 >Cl2>Br2>I2 (2)卤化氢的稳定性关系：HF > HCl > HBr > HI 3、卤素与水的反应 2F2＋2H2O=4HF＋O2 （特例） 通式：X2＋H2O=HX＋HXO（X:Cl、Br、I） 4、卤素单质间的置换反应 氧化性：Cl2＞Br2＞I2 还原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－ 四、氯气及氯化氢的实验室制法 1、实验原理：4HCl(浓)＋MnO2 MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ 五、氯化氢 1、物理性质：HCl 是一种无色,有刺激性气味的气体,密度大于同条件下的空气,熔沸点较低,极易溶于水 2、HCl 制备原理： H2SO4+NaCl NaHSO 4 +HCl↑ H2SO4+2NaCl Na 2 SO 4 +2HCl↑ 教学过程 教学步骤、内容 ［复习提问］ 1.灼热的铜丝伸入盛有氯气的集气瓶里，有何现象?写出反应的化学方程式。 2.在空气中点燃氢气，然后伸入盛有氯气的集气瓶里，有何现象?写出反应的化学方程式。 3.Fe、S、C 在O2 中燃烧，以及H2、Cu 在Cl2 中燃烧，有何共同特点? [板书]二、氯离子（Cl - ）的检验 ［实验4-6］检验盐酸、NaCl 溶液中的Cl - ，并用Na2CO3 溶液做对比实验，并填表。 [强调]先加几滴硝酸银溶液，再加几滴稀硝酸。 [问]为什么检验Cl - 时，先加几滴硝酸银溶液，再加几滴稀硝酸？ （防止CO3 2― 的干扰） ［练习］写出上述反应的离子方程式 ［板书］Ag + ＋ Cl - = AgCl↓ 2Ag + ＋ CO3 2- = Ag2CO3↓ Ag2CO3＋2H + = 2Ag + ＋CO2↑＋H2O ［投影小结］检验Cl ― 的方法 www.docin.com （1）在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化，再滴入 AgNO 3 溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl ― 。 （2）在被检验的溶液中滴入 AgNO 3 溶液，若产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶，则被检
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