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2019-2020年高三化學(xué)《第十一講 氯及其化合物》教學(xué)設(shè)計 【內(nèi)容與解析】 本節(jié)課復(fù)習(xí)的內(nèi)容是氯及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用。主要是通過氯氣與單質(zhì)的反應(yīng)，氯氣與水的反應(yīng)氯氣與堿的反應(yīng)，但在其反應(yīng)過程中應(yīng)該記住反應(yīng)的現(xiàn)象。第二個問題就是關(guān)于氯氣的制法上，它是一個氣體的制備實驗，是高考過程中的主要實驗考查的方向，所以本節(jié)課是復(fù)習(xí)的重要內(nèi)容。應(yīng)該重要的地方放在兩個地方，這樣就能加強(qiáng)這兩個方面的訓(xùn)練。 【教學(xué)目標(biāo)與解析】 1．教學(xué)目標(biāo) 1.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 2．了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。 2．目標(biāo)解析 1.了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。就是指氯與單質(zhì)的反應(yīng)，氯與水的反應(yīng)，氯與堿的反應(yīng)，其應(yīng)用主要是體現(xiàn)在氯與堿的反應(yīng)中作為漂白液與漂白粉的制取。 2．了解氯元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。就是指氯氣是有毒的，所以在其收集以及其作為物質(zhì)的生成來說一定要進(jìn)行尾氣的吸收。 【問題診斷分析】 本節(jié)中學(xué)生感到困難的地方就是在于復(fù)習(xí)過程中，關(guān)于氯的計算上，特別是在氯氣的制備這個實驗問題上的計算，因為這個過程中關(guān)于氯氣的計算中氯化氫一定要過量，因為這個物質(zhì)在反應(yīng)中是濃溶液。所以在這個問題上要與學(xué)生分析清楚。 【教學(xué)條件支持】 這節(jié)課主要是通過PPT這個手段，因為這樣能加快復(fù)習(xí)的速度，節(jié)約復(fù)習(xí)的時間。 【復(fù)習(xí)過程】 問題一：氯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 設(shè)計意圖：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。學(xué)習(xí)物質(zhì)的性質(zhì)，首先要清楚他的結(jié)構(gòu)。 師生活動：1．氯的原子結(jié)構(gòu)？ 氯元素位于第三周期第ⅦA族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，氯原子最外層有7個電子易得到1個電子而形成氯離子，是活潑的非金屬元素。在自然界中以化合態(tài)形式存在。 2．氯氣的物理性質(zhì)？ 通常情況下，氯氣是黃綠色，有刺激性氣味的氣體，密度比空氣大，易溶于水，有毒，易液化。 特別提醒：氣體的顏色通常是解無機(jī)推斷題的題眼。 3．氯氣的化學(xué)性質(zhì)？ (1)與金屬反應(yīng) 2Na＋Cl2======2NaCl(現(xiàn)象：黃色火焰，白煙) Cu＋Cl2======CuCl2　2Fe＋3Cl2=====2FeCl3 (2)與非金屬反應(yīng) H2＋Cl22HCl(現(xiàn)象：安靜燃燒，蒼白色火焰) HCl溶于水形成鹽酸，工業(yè)上利用此方法生產(chǎn)鹽酸。 例1：：（07年上海）有關(guān)物質(zhì)燃燒時火焰顏色描述錯誤的是 A 氫氣在氯氣中燃燒-蒼白色 B 鈉在空氣中燃燒——黃色 C 乙醇在空氣中燃燒——淡藍(lán)色 D 硫在氧氣中燃燒——綠色 (3)與水反應(yīng) 化學(xué)方程式為：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，離子方程式為：Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO(Cl2既是氧化劑又是還原劑)。 ①氯氣的水溶液叫氯水，飽和氯水呈淺黃綠色，主要含有H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－等粒子。 ②次氯酸的性質(zhì) a．弱酸性：是一元弱酸，屬弱電解質(zhì)，酸性弱于碳酸。 b．不穩(wěn)定性：2HClO2HCl＋O2↑(氯水要現(xiàn)用現(xiàn)制，保存在棕色試劑瓶中)。 c．強(qiáng)氧化性：HClO能氧化許多物質(zhì)。 d．殺菌漂白性：能使有色布條、品紅等有色物質(zhì)褪色，其原理主要是利用其強(qiáng)氧化性。 (4)與堿液反應(yīng) ①與堿的反應(yīng) Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(工業(yè)制漂白液，實驗室吸收多余的Cl2)。 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(工業(yè)生產(chǎn)漂粉精)。 ②漂白粉 a．漂白粉(有效氯含量為35%)的有效成分是Ca(ClO)2，漂粉精(有效氯含量為70%)的主要成分是Ca(ClO)2。 b．NaClO、Ca(ClO)2都比HClO要穩(wěn)定，容易保存。 c．漂白原理：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO。 d．漂白液、漂白粉和漂粉精既可用于漂白又可用于消毒，露置于空氣中會與CO2反應(yīng)而變質(zhì)，所以需要隔絕空氣密封保存。 :例題1：（2003年廣東、22、12分）根據(jù)下列反應(yīng)框圖填空，已知反應(yīng)①是工業(yè)上生產(chǎn)化合物D的反應(yīng)，反應(yīng)⑤是實驗室鑒定化合物E的反應(yīng)。 （1）單質(zhì)L是 （2）化合物B是 （3）圖中除反應(yīng)①以外，還有兩個用于工業(yè)生產(chǎn)的反應(yīng)，是 和 （填代號）。 它們的化學(xué)反應(yīng)方程式分別是 (5)與還原性物質(zhì)反應(yīng) Cl2＋2FeCl2===2FeCl3(溶液從淺綠色變?yōu)樽攸S色)。 Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2(用濕潤的KI淀粉試紙檢驗Cl2的存在)。 例題：（09年海南化學(xué)13）（9分）有關(guān)物質(zhì)存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物已省略)。通常C為氣體單質(zhì)，G為紫黑色固體單質(zhì)。實驗室中，常用固體E在B的催化下加熱制取氣體單質(zhì)H。 請回答下列問題： （1）反應(yīng)①的化學(xué)方程式為 （2）反應(yīng)②的離子方程式為 （3）寫出另外一種實驗室制取H的化學(xué)方程式 （4）D溶液與Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀，此沉淀的Ksp=7.010—9。將等體積的D溶液與Pb(NO3)2溶液混合，若D的濃度為110—2mo1/L ，則生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小濃度為 。 (6)與有機(jī)物反應(yīng) CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl(反應(yīng)類型：取代反應(yīng)) CH2===CH2＋Cl2―→CH2Cl—CH2Cl(反應(yīng)類型：加成反應(yīng)) 問題二：氯氣的實驗室制法 師生活動：1．反應(yīng)原理？ MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，MnO2是氧化劑，HCl是還原劑。 2．儀器裝置 固＋液氣 ①使用的主要儀器有鐵架臺、酒精燈、圓底燒瓶、分液漏斗、集氣瓶、燒杯等。 ②分液漏斗和圓底燒瓶在此實驗中的作用分別是添加反應(yīng)物和反應(yīng)器。 ③制氣裝置一般包括四個組成部分：制取→凈化→收集→吸收。 (3)收集方法 ①向上排空氣法(Cl2的密度比空氣大)。 ②排飽和食鹽水法收集(Cl2在飽和食鹽水中的溶解度小，故也可用排飽和食鹽水法收集，也常用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl雜質(zhì))。 (4)驗滿方法 ①將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。 ②將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿。 (5)尾氣吸收 發(fā)生的反應(yīng)是：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 【例1】（2004年遼寧文理大綜合29）已知KMnO4與濃HCl在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實驗裝備來制備純凈、干燥的氯氣，并試驗它與金屬的反應(yīng)。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是 A．只有①和②處 B．只有②處 C．只有②和③處 D．只有②、③、④處 【例2】　在實驗室里可用圖所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質(zhì)。 圖中：①為氯氣發(fā)生裝置；②的試管里盛有15mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；③的試管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的試管里加有紫色石蕊試液；⑤為尾氣吸收裝置。 請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)制取氯氣時，在燒瓶里加入一定量的二氧化錳，通過___________(填寫儀器名稱)向燒瓶中加入適量的濃鹽酸。實驗時為了除去氯氣中的氯化氫氣體，可在①與②之間安裝盛有___________(填寫下列編號字母)的凈化裝置。 A．堿石灰　B．飽和食鹽水 C．濃硫酸 D．飽和碳酸氫鈉溶液 (2)比較制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件，二者的差異是：________________________________________________________________________。 反應(yīng)完畢經(jīng)冷卻后，②的試管中有大量晶體析出。圖中符合該晶體溶解度曲線的是___________(填寫編號字母)；從②的試管中分離出該晶體的方法是___________(填寫實驗操作名稱)。 (3)本實驗中制取次氯酸鈉的離子方程式是： ________________________________________________________________________。 (4)實驗中可觀察到④的試管里溶液的顏色發(fā)生了如下變化，請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝? 實驗現(xiàn)象 原因 溶液最初從紫色逐漸變?yōu)開_______色 氯氣與水反應(yīng)生成的H＋使石蕊變色 隨后溶液逐漸變?yōu)闊o色 _______________ 然后溶液從無色逐漸變?yōu)開_______色 ______________ [解析]　(1)濃鹽酸屬液體試劑，應(yīng)通過分液漏斗逐滴加入；除Cl2中的HCl，應(yīng)防止Cl2消耗，排除A、D項，又需吸收HCl，排除C項。 (2)①從題目條件上看：濃度不同，KOH溶液是30%，NaOH溶液是8%；溫度不同，KOH溶液需水浴加熱，而NaOH溶液卻用冰水浴冷卻。②“反應(yīng)完畢經(jīng)冷卻后，②的試管中有大量晶體析出”指明該晶體的溶解度隨溫度降低而降低，則在“溶解度—溫度”圖像中，應(yīng)為增函數(shù)曲線。③晶體與液體分離的方法應(yīng)采用過濾操作。 (3)由氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉的化學(xué)方程式Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，改寫即可。 (4)①“H＋使石蕊變色”，溶液呈酸性石蕊應(yīng)變紅。②石蕊屬有色有機(jī)物，褪色應(yīng)考慮漂白作用，是Cl2與水產(chǎn)生的HClO作用的結(jié)果。③持續(xù)通入Cl2，會因Cl2溶于水中而使溶液顯黃綠色。 [答案]　(1)分液漏斗　B (2)堿溶液(或反應(yīng)物)的濃度不同，反應(yīng)溫度不同　M　過濾 (3)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O (4) 紅 氯氣與水反應(yīng)生成的HClO將石蕊氧化為無色物質(zhì) 黃綠 繼續(xù)通入的氯氣溶于水使溶液呈黃綠色 [點評]　本題是對學(xué)生實驗基礎(chǔ)知識的考查，包括對藥品的取用、物質(zhì)的分離、現(xiàn)象的推理及解釋等。 變式1　下圖是某學(xué)生設(shè)計的實驗室制備干燥Cl2及吸收多余氯氣的實驗裝置圖，請回答： (1)指出上述圖中的各處錯誤： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 (2)在改過后的裝置中，下列物質(zhì)的作用分別是： ①飽和食鹽水________________________________________________________________________； ②濃硫酸________________________________________________________________________； ③NaOH溶液________________________________________________________________________。 解析：氯氣的制備是氣體制備中的一個典型，同學(xué)們應(yīng)引起重視。給一套實驗裝置的儀器和試劑找錯應(yīng)從這樣幾個方面著手：①反應(yīng)物的類型、狀態(tài)、濃度，②反應(yīng)條件，③雜質(zhì)及除雜試劑，④使用儀器及儀器的連接順序，⑤導(dǎo)管的長短，⑥吸收劑的狀態(tài)及吸收裝置等。具體到該題則是：①MnO2和濃鹽酸制氯氣要加熱，②氯氣從濃鹽酸中逸出會帶出雜質(zhì)氣體——氯化氫和水蒸氣，除水蒸氣應(yīng)在除氯化氫之后，因為除氯化氫時，還是要通過溶液——飽和食鹽水。 答案：(1)①不能用稀鹽酸，而應(yīng)用濃鹽酸?、趹?yīng)有加熱裝置，應(yīng)用酒精燈加熱　③盛濃硫酸和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒?、軆上礆馄坷镞M(jìn)氣導(dǎo)管和出氣導(dǎo)管的長短不對 (2)①除去Cl2中的氯化氫　②除去氯氣中的水蒸氣?、畚斩嘤嗟穆葰? 【例2】　(xx安徽師大附中檢測)氯水中存在多種分子和離子，它們在不同的反應(yīng)中表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。下列結(jié)論正確的是(　　) A．加入有色布條，片刻后有色布條褪色，說明有Cl2存在 B．溶液呈淺黃綠色，且有刺激性氣味，說明有Cl2存在 C．先加入鹽酸酸化，再加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，說明有Cl－存在 D．加入NaOH溶液，氯水的淺黃綠色消失，說明有HClO存在 [解析]　A項，氯水能使有色物質(zhì)褪色是因為氯水中含有的HClO具有強(qiáng)氧化性；C項，由于加入鹽酸酸化的過程中引入了Cl－，所以根據(jù)生成白色沉淀無法說明氯水中是否存在Cl－；D項，因Cl2、HCl和HClO均能與NaOH溶液反應(yīng)，所以加入NaOH溶液時氯水顏色消失不能說明其中有HClO存在。 [答案]　B 變式2　(xx昆明期考)下列關(guān)于氯水的敘述正確的是(　　) A．新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子 B．新制的氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色 C．光照氯水有氣體逸出，該氣體是Cl2 D．氯水放置數(shù)天后pH會變大 解析：新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO分子和H＋、Cl－、ClO－、OH－，光照氯水發(fā)生反應(yīng)2HClO2HCl＋O2↑，故A、C項錯誤；氯水中的H＋可使石蕊試紙變紅，HClO具有漂白性可使石蕊試紙褪色，前者反應(yīng)速率較快，后者反應(yīng)速率較慢，故試紙先變紅后褪色，故B項正確；氯水久置，因弱酸HClO分解成強(qiáng)酸(鹽酸)使溶液酸性增強(qiáng)、pH減小，故D項錯誤。 答案：B 【目標(biāo)檢測】 1.中央電視臺新聞聯(lián)播報道了2006年3月29日晚發(fā)生在京滬高速江蘇省淮安段的一起交通事故，一輛載有約35 t液氯的槽罐車與一貨車相撞，導(dǎo)致槽罐車中的液氯大面積泄漏。由于肇事司機(jī)逃逸，延誤了最佳搶險救援時機(jī)，造成周邊幾百人中毒，28人中毒死亡。當(dāng)遇到這種突發(fā)事件，大量氯氣逸散到周圍空間，你認(rèn)為以下措施合理的是(　　) ①迅速撥打求救電話；②迅速撤離人員至上風(fēng)口；③迅速撤離人員至下風(fēng)口；④用浸有一定濃度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住鼻口；⑤用浸有一定濃度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住鼻口；⑥盡可能切斷泄漏源(如堵住泄漏口、將其浸入堿液池等)。 A．①②④⑥　B．①②⑤⑥ C．①③⑤⑥ D．①②④⑤⑥ 2．(xx蕪湖一中模擬)下列說法正確的是(　　) ①氯氣的性質(zhì)活潑，它與氫氣混合后立即發(fā)生爆炸 ②實驗室制取氯氣時，為了防止環(huán)境污染，多余的氯氣可以用氫氧化鈣溶液吸收 ③新制氯水的氧化性強(qiáng)于久置氯水 ④檢驗HCl氣體中是否混有Cl2，方法是將氣體通入硝酸銀溶液 ⑤除去HCl氣體中的Cl2，可將氣體通入飽和食鹽水 A．①②③ B．②③④ C．③ D．③⑤ 3．實驗室用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，下列有關(guān)說法中正確的是(氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)(　　) A．若提供0.4 mol HCl，MnO2不足量，則可制得氯氣2.24 L B．若提供0.4 mol HCl，MnO2過量，則可制得氯氣2.24 L C．若有0.4 mol HCl參與反應(yīng)，則可制得氯氣2.24 L D．若有0.4 mol HCl被氧化，則可制得氯氣2.24 L 4．自來水常用Cl2消毒，某學(xué)生在實驗室用這種自來水去配制下列物質(zhì)的溶液，不會產(chǎn)生明顯藥品變質(zhì)問題的是(　　) ①AgNO3?、贔eCl3?、跱a2SO3?、蹵lCl3?、軫eCl2?、轓aHCO3 A．①②③ B．②③④ C．③④⑥ D．②④ 5．下列關(guān)于鹵素(用X表示)的敘述正確的是(　　) A．其單質(zhì)都能與水反應(yīng)，通式為X2＋H2O====HX＋HXO B．HX易溶于水，其水溶液都是強(qiáng)酸 C．其單質(zhì)都有顏色，都有毒 D．最高價含氧酸的通式為HXO4 6．(xx山東省濰坊市抽樣)某?；瘜W(xué)實驗興趣小組欲采用如圖所示的實驗裝置制備Cl2，同時進(jìn)行與氯氣有關(guān)的某些實驗，按要求回答問題。 (1)A是濃鹽酸，B是二氧化錳，將A滴入B中時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 (2)甲同學(xué)用含有0.2 mol HCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)制Cl2，結(jié)果制得的Cl2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)小于1.12 L，這是由于反應(yīng)過程中鹽酸濃度變小造成的。請列舉導(dǎo)致鹽酸濃度變小的原因：_____________________________________。 (3)在實驗室中，乙同學(xué)欲用下圖中的裝置凈化氯氣，則瓶①②中應(yīng)盛放的試劑分別是①________，②________(填試劑名稱)。 (4)丙同學(xué)將純凈的Cl2通入一定量石灰乳中來制取漂白粉，若通入224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Cl2完全反應(yīng)，則反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。 【課堂小結(jié)】 本節(jié)課復(fù)習(xí)的兩個重要問題是：1氯氣的化學(xué)性質(zhì)2。氯氣的實驗室制取。 【配餐作業(yè)】 A組：名師一號：1、2、3、5、7、8 B組：名師一號：4、6、9、10、11、12、13、14 C組：名師一號：15