【高中化學(xué)】氯及其化合物（第2課時）教案+高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊

2.2氯及其化合物（第2課時）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解實驗室和工業(yè)上生產(chǎn)氯氣的原理；學(xué)習(xí)目標(biāo)2.掌握實驗室制備氯氣的發(fā)生裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等；3.學(xué)會實驗室制取氯氣裝置的設(shè)計及實驗時的注意事項。情境導(dǎo)入情境導(dǎo)入猜謎語：黃綠有毒密度大，性質(zhì)活潑顯氧化，變價金屬顯高價，殺菌漂白常用它。------------打一化學(xué)物質(zhì)(氯氣)通過學(xué)習(xí)氯氣我們已基本了解了氯氣的化學(xué)性質(zhì)，那么氯氣是怎么制取的呢？學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)【任務(wù)四】氯氣的制備學(xué)習(xí)活動學(xué)習(xí)活動【任務(wù)四】氯氣的制備1.分析產(chǎn)生氯氣的反應(yīng)【活動設(shè)計】研究發(fā)現(xiàn)，舍勒發(fā)現(xiàn)制備氯氣的反應(yīng)中MnO2被還原后得到Mn2+。根據(jù)強氧化劑制弱氧化劑的規(guī)律，除了MnO2之外，下列哪些物質(zhì)可用于實驗室制取氯氣？已知氧化性強弱順序：PbO2>KMnO4>MnO2>Cl2>Br2>Fe2O3除了可以將Cl-氧化制取Cl2，是否能用合適的還原劑將KClO3還原來制取Cl2？寫出制備氯氣的化學(xué)方程式：?？捎玫难趸瘎┻€有：。你認為可用哪種還原劑？?！驹O(shè)計意圖】應(yīng)用氧化還原反應(yīng)的知識對制取氯氣的反應(yīng)加以分析，多角度地分析化學(xué)反應(yīng)，運用化學(xué)反應(yīng)原理解決實際問題。2.實驗室制取氯氣的裝置設(shè)計【活動設(shè)計】實驗室利用二氧化錳和濃鹽酸加熱制備氯氣，反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣中含有哪些雜質(zhì)？如何除去？如何收集氯氣？尾氣如何處理？(提示：氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小)從下列常見的氣體發(fā)生裝置中選擇制備裝置：從下列裝置中選擇凈化裝置：從下列裝置中選擇收集裝置：從下列裝置中選擇尾氣處理裝置：氯氣中的雜質(zhì)：。如何除去雜質(zhì)：。從左側(cè)提供的裝置中選擇正確的裝置，按照發(fā)生、凈化、收集純凈的氯氣、處理尾氣的順序?qū)⒀b置圖畫在下面，并在儀器中標(biāo)出盛放的試劑?！驹O(shè)計意圖】引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的氯氣的性質(zhì)應(yīng)用于氯氣制備中的凈化、尾氣處理等實踐活動中。復(fù)習(xí)和鞏固常見氣體制備的核心思路與基本方法。培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)問題解決的需要，選擇常見的實驗儀器、裝置和試劑，能運用適當(dāng)?shù)姆椒刂品磻?yīng)條件完成氯氣的制備。學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計合理的實驗方案，并能夠?qū)嶒灧桨高M行評價。3.由實驗室制氯氣到氯堿工業(yè)【活動設(shè)計】由于當(dāng)時還不能夠大量制得鹽酸，因此舍勒發(fā)明的方法只限于實驗室內(nèi)制取氯氣。后來法國化學(xué)家貝托雷把氯化鈉、軟錳礦和濃硫酸的混合物裝入鉛蒸餾器中，經(jīng)過加熱制得了氯氣，因為此法原料易得，所以自1774年舍勒制得氯氣到1836年止，人們一直沿用貝托雷發(fā)明的方法來生產(chǎn)氯氣。1836年古薩格發(fā)明了一種焦化塔，用來吸收路布蘭法生產(chǎn)純堿(Na2CO3)的過程中排出的氯化氫氣體得到鹽酸，從此鹽酸才成為一種比較便宜的酸，被廣為利用。至此，舍勒發(fā)明的生產(chǎn)氯氣的方法，經(jīng)過改進，成為大規(guī)模生產(chǎn)氯氣的方法。上述制氯氣的方法雖然在歷史上都起過一定的作用，但是它們與電解法生產(chǎn)氯氣相比，無論從經(jīng)濟效益還是從生產(chǎn)規(guī)模上，都大為遜色。當(dāng)電解法在生產(chǎn)上付諸實踐時，上述生產(chǎn)氯氣的方法就逐漸被淘汰了。電解法的誕生要追溯到1833年，法拉第經(jīng)過一系列的實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)把電流作用在氯化鈉的水溶液時，能夠獲得氯氣，同時得到氫氣和燒堿。到19世紀70至80年代，出現(xiàn)了比較好的直流發(fā)電機，電解法才得到廣泛的應(yīng)用。從此，氯氣的工業(yè)生產(chǎn)跨入了一個新紀元。為何貝托雷的方法也可以獲得Cl2？嘗試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：。寫出電解法制備氯氣的化學(xué)方程式：。分析電解法為何最終能成為工業(yè)生產(chǎn)氯氣的主流方法。。【設(shè)計意圖】充分利用化學(xué)史進行教學(xué)，體會化學(xué)的不斷發(fā)展。啟發(fā)學(xué)生從多個角度辨析工業(yè)生產(chǎn)和實驗室制備物質(zhì)的區(qū)別，同時樹立可持續(xù)發(fā)展和綠色化學(xué)的意識。4.模擬電解實驗，分析反應(yīng)【活動設(shè)計】按下列裝置模擬工業(yè)電解法制備氯氣：深度思考：電解的工作原理。查閱資料，并思考假如電解氯化鎂溶液將得到什么產(chǎn)物?！驹O(shè)計意圖】從宏觀上認識化學(xué)反應(yīng)，并且利用所學(xué)知識加以分析，最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)語言。5.氯氣制備的明天【活動設(shè)計】研究發(fā)現(xiàn)，將工業(yè)制備的副產(chǎn)品氯化氫通過催化氧化法直接轉(zhuǎn)化為氯氣。實現(xiàn)氯元素的閉路循環(huán)和反應(yīng)過程的零排放，既能解決氯化氫大量過剩和氯氣生產(chǎn)的高耗電問題，又能改善氯堿平衡，使氯堿工業(yè)優(yōu)化升級，其工藝流程如下圖所示。根據(jù)所給材料寫出催化氧化法制氯氣的化學(xué)方程式：。評價左圖中裝置7和裝置8的功能：。【設(shè)計意圖】以催化氧化法制氯氣為素材，介紹當(dāng)今多元化制備氯氣的方法，培養(yǎng)學(xué)生快速獲取信息的能力并構(gòu)建價值觀。同時，讓學(xué)生書寫陌生情境下的化學(xué)方程式和評價化工流程圖中裝置的功能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。練習(xí)與測評練習(xí)與測評1.下列關(guān)于實驗室用MnO2制取Cl2的敘述中錯誤的是()A.該反應(yīng)是一個氧化還原反應(yīng)，其中MnO2是氧化劑B.可以用排飽和食鹽水法收集氯氣C.該反應(yīng)需要加熱D.用NaOH溶液除去Cl2中混有的HCl2.氯堿工業(yè)是化學(xué)工業(yè)的重要支柱，它的產(chǎn)品有()A.氯氣B.氯氣和氫氣C.氯氣和燒堿D.氯氣、氫氣和燒堿3.實驗室用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，操作步驟正確的是()①將燒瓶固定在鐵架臺上②把酒精燈放在鐵架臺上，根據(jù)酒精燈確定鐵圈的高度，固定鐵圈放好石棉網(wǎng)③用藥匙向燒瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加濃鹽酸，并將導(dǎo)管放入集氣瓶中④檢查裝置的氣密性⑤在圓底燒瓶上裝好分液漏斗，連接好導(dǎo)氣管A.②③④①⑤B.②①③⑤④C.②①⑤④③D.②①③④⑤4.下圖中能驗證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是()5.(多選)氯化溴(BrCl)的化學(xué)性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物與非金屬反應(yīng)生成相應(yīng)的鹵化物，與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為BrCl+H2O=HCl+HBrO。下列關(guān)于BrCl的敘述錯誤的是()A.氯化溴是單質(zhì)B.和NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl和NaBrOC.能使滴有KSCN的FeCl2溶液變成紅色D.與水反應(yīng)時BrCl既是氧化劑又是還原劑6.實驗室用圖1裝置制備氯氣。(1)寫出裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(2)裝置B的作用是，裝置C的作用是，裝置E的作用是。(3)本實驗要求使用濃鹽酸制取，這引起同學(xué)們極大的興趣：濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)的臨界濃度(指濃鹽酸與二氧化錳由反應(yīng)到不反應(yīng)時濃鹽酸的濃度)究竟要達到多少呢？為此同學(xué)們查閱資料后，設(shè)計如下實驗方案。濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)過程中，濃度不斷降低，當(dāng)鹽酸濃度降至臨界濃度時，反應(yīng)停止。根據(jù)反應(yīng)生成氯氣的體積，可求出參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量。用反應(yīng)前HCl的總質(zhì)量減去參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量，算出剩余HCl的質(zhì)量，再求出反應(yīng)后剩余鹽酸的質(zhì)量(不含MnCl2)，就可以求出臨界濃度。①本實驗使用圖2裝置進行測定，裝置中采用水浴加熱的好處是。②通過實驗測定如下數(shù)據(jù)。已知濃鹽酸濃度為36%，密度為118g·mL-1。計算上述表格中鹽酸的臨界濃度。(4)通過查閱資料可知，二氧化錳與濃鹽酸的反應(yīng)分下列四步進行。第一步：MnO2+2H2O=Mn(OH)4(快反應(yīng))第二步：Mn(OH)4+4HCl=MnCl4+4H2O(快反應(yīng))第三步：MnCl4MnCl2+2C1·(慢反應(yīng))第四步：C1·+Cl·=C12↑(快反應(yīng))已知水溶液中MnCl4為綠色，MnCl2為淺粉色。請設(shè)計實驗證明二氧化錳與濃鹽酸的反應(yīng)過程中經(jīng)歷了第三步反應(yīng)：。練習(xí)與測評參考答案【評價】題號核心素養(yǎng)水平解答與說明1宏觀辨識與微觀探析水平1D2宏觀辨識與微觀探析水平1D3宏觀辨識與微觀探析水平2C4宏觀辨識與微觀探析水平2D5宏觀辨識與微觀探析科學(xué)探究與創(chuàng)新意識水平3AD6科學(xué)探究