氯气的实验室制法的教学设计

 

三维目标：

一、知识与技能目标

1. 掌握实验室中制备氯气的基本原理。

2. 掌握氯气的实验室制法和注意事项。

二、过程与方法目标

1. 培养学生的观察能力。

2. 培养学生的逻辑思维能力和以旧带新的能力。

3. 学会研究实验室制备气体的方法和程序。

三、情感态度与价值观目标

1.通过实验，激发学生学习化学的兴趣，培养学生热爱化学的感情。

2.培养学生严谨求实、勇于探索的科学作风。

3. 对学生进行安全教育和环境教育。

实验准备：

酒精灯、火柴、石棉网、药匙、烧杯、二氧化锰、浓盐酸、氯酸钾

教学重点：

氯气的实验室制法。

教学难点：

实验室制备氯气的反应原理。

教学方法：启发式、讨论式。

教学过程：

[知识回顾]前面我们学习的氯气的化学性质，认识到氯气是一种活泼的非金属单质，而且在工农生产中具有广泛的用途。既然氯气有很多的用途，那它是如何得到的？在实验室里我们如何制取氯气呢？

[投影]实现-1价氯到0价氯的转化,分别需加入氧化剂还是还原剂?

[分析总结]用氧化剂在适当的条件下将负一价氯氧化成为零价氯。 

[教师提示] 

实验室制取氯气常用MnO₂和浓盐酸为原料(反应需加加热)

[板书]一、氯气的实验室制法：

1反应原理：MnO2+4HCl（浓） = MnCl2+2H2O+Cl2 ↑

 

[提问]在此反应中二氧化锰做什么？此反应中的电子转移情况如何？你能用双线桥表示吗？

[学生讨论，书写]

[投影]双线桥的写法。

[又提问]此反应是离子反应吗？是的话，如何书写其离子方程式？

[学生书写]

[投影]离子方程式。MnO2+4H++2Cl-=Mn2++2H2O+Cl2 ↑

[教师指出注意]

1.二氧化锰为难溶于水的黑色固体。

2.稀盐酸与二氧化锰不反应。

3.此反应必须加热

[教师讲解]由于此反应必须在加热条件下进行，而且必须使用的是浓盐酸，我们在书写其方程式时就必须注意到加热条件和浓，否则就是错误的方程式。

[过渡]在初中我们学习过了一些气体的实验室制法，想一想，一整套制气装置包括那些呢？

[学生讨论]包括制取，净化，收集，尾气处理。

[教师]制取气体的装置有什么呢？

[投影]三套制取装置，分析所用仪器，适合的试剂和方法。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第一套：主要仪器：试管、带导管的单孔橡皮塞、酒精灯、铁夹、铁架台

适合：固体反应物加热制气

例如：氧气、氨气等

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第二套：试管，长颈漏斗、带导管的单孔橡皮塞（或启普发生器）

适合：固体和液体混合制气

例如：氢气、二氧化碳等

 

 

第三套：圆底烧瓶、分液漏斗、导管、双孔橡皮塞、铁圈、铁夹、铁架台、石棉网、酒精灯

适合：固+液(加热)型

[分析]由于制取氯气是用的固体和液体在加热条件下反应，因此选择第三套实验仪器。

[过渡]制得的气体中就只有氯气吗？若有其他气体应如何除去？

[学生讨论]因浓盐酸有挥发性，所以实验室制得的氯气中通常含有氯化氢气体和水蒸气等气体杂质。水蒸气用浓硫酸除去，氯化氢用饱和食盐水除。

[教师提问]除杂的顺序是什么？为什么？

[学生讨论]应该先除去氯化氢气体，后除水，因为若先除水，后除氯化氢的话，气体通过饱和食盐水溶液还会带出水蒸气。

[师]确定了除杂试剂，实验仪器呢？

[投影]三种仪器。

 

 

 

 

 

 

 

 

[分析]若所选试剂为液态物质，盛放试剂的仪器叫洗气瓶。

若所选试剂为固态物质，盛放试剂的仪器可用干燥管或U形管。

[过渡]氯气应用什么的收集方法？一般的气体收集方法有哪些？

[投影]

 

 

 

 

 

 

 

 

[分析]第一种收集方法适合收集密度比空气大的气体，例如氧气或二氧化碳等。

第二种收集方法适合难溶于水或微溶水的气体的收集，例如氧气或氢气或一氧化碳等。

第三种收集方法适合密度比空气小的气体的收集，例如氢气或氨气等。

学生讨论：氯气的密度比空气大，适合用向上收集的方法，氯气在水中能溶解，但在饱和食盐水中的溶解度更小，因此也可采用排饱和食盐水的方法收集氯气。

[教师]多余的氯气能否直接排放？为什么？尾气处理有哪些方法？？

[学生]氯气有毒，不能直接排放，否则会造成环境污染。

[投影]

 

 

 

 

 

[分析]吸收溶解速度不很快，溶解度也不很大的气体用装置第一种，

若气体在吸收剂中溶速快且溶解度极大，易倒吸，选用第二种，

少量尾气可以集于气球中，选用第三种，

难以吸收的可以点燃处理，选用第四种。

[学生]氯气可用氢氧化钠溶液来吸收，选则第一种。

[教师]我们选择了制取，净化，收集，尾气处理的装置，那在具体做实验时，应如何组装呢？组装仪器有哪些原则？

[学生]从左到右，从下往上。

[投影]FLASH动画演示组装仪器。

[教师]根据你们的理解，将仪器组装起来，并思考如何完成实验，实验的顺序是什么？

[投影练习]实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是
①连好装置，检查气密性；②缓缓加热；③在烧瓶中加入少量的MnO2，分液漏斗中加入浓盐酸。④从分液漏斗中慢慢向烧瓶中注入浓盐酸；⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收；⑥当有连续气泡出现时，开始用向上排气法收集氯气。

A、①②③④⑤⑥           B、③④②①⑥⑤

C、①④③②⑥⑤           D、①③④②⑥⑤ 

[学生讨论并完成实验]

[投影]用FLASH动画演示实验过程。

[投影]

注意事项：（1）加热圆底烧瓶时应垫上石棉网。

（2）必须用浓盐酸。

（3）加热不能过快，否则易使大量浓盐酸挥发造成氯气不纯。

（4）多余的氯气必须用强碱溶液吸收。

（5）检验：观察颜色；用湿润的蓝色石蕊试纸。

[投影练习]下图是实验室用来制取干燥、纯净氯气的装置；由于装置和使用药品有错误而未能在D瓶中收集到Cl2；请指出装置中的错误：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[学生分析讨论]错误有①应用酒精灯加热． ②稀盐酸应改为浓盐酸．

③盛有浓硫酸的洗气瓶中导管的长短颠倒．

④两个洗气瓶的位置颠倒

⑤多余Cl2应通入NaOH溶液中。

[设疑]实验室中若没有二氧化锰，可用什么代替？

[学生]讨论可用高锰酸钾或氯酸钾代替。

[投影]2KMnO4 ＋ 16HCl ＝2KCl ＋2MnCl2 ＋5Cl2 ↑ ＋ 8H2O

KClO₃+6HCl  ==  KCl+3Cl₂↑+3H₂O

总结：本节课的学习，重点掌握氯气的实验室制法，学会研究实验室制取气体及检验气体的思路和程序，总结出制备气体的三种发生装置，明确实验室制取氯气时的注意事项。

练习：1.实验室用二氧化锰制取氯气的叙述正确的是（   ）

A. 二氧化锰和稀盐酸共热。

B. 缓慢加热反应。

C. 用向下排空气法收集氯气。

D. 多余氯气常用较浓碱液吸收。

2.实验室制取氯气的试管壁上粘附有二氧化锰。除去二氧化锰可用的试剂是（  ）

A蒸馏水     B 氢氧化钾溶液   C 稀盐酸   D热的浓盐酸

3..实验室制取氯气的发生装置所需的主要仪器名称是                 。

收集氯气的方法是：          。为了防止污染大气环境，在做完实验后，多余的氯气应该用        溶液吸收，其吸收的化学方程式是                  。