研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序（第二課時）

課型：新授課

課時：1課時（40min）

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教學(xué)目的

1.?通過研究氯氣的性質(zhì)過程，了解研究物質(zhì)性質(zhì)的過程，掌握氯及其化合物的性質(zhì)，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

2.?通過設(shè)計(jì)氯氣與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，感受設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要注意的事項(xiàng)，發(fā)展科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)。

3.?通過了解氯氣的用途，感受化學(xué)知識在生活中的廣泛應(yīng)用，能夠根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)加以利用，發(fā)展科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的核心素養(yǎng)。

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教材分析

本課時內(nèi)容位于魯科版普通高中教科書化學(xué)必修第一冊第一章第二節(jié)第二模塊，在上一模塊，教材借用研究鈉的性質(zhì)解釋了研究物質(zhì)性質(zhì)的方法及其應(yīng)用，本模塊內(nèi)容則呈現(xiàn)了研究物質(zhì)性質(zhì)的完整的科學(xué)的程序，將方法應(yīng)用于具體流程中。教材先以圖表的形式展示了該模塊內(nèi)容的框架，即對物質(zhì)性質(zhì)研究遵循的基本程序。接著，用研究氯氣性質(zhì)的案例，對基本程序的框架進(jìn)行填充。研究氯氣性質(zhì)的流程依次為：認(rèn)識物質(zhì)的物理性質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)類別預(yù)測氯氣的性質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證預(yù)測的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)新問題進(jìn)一步研究，得到結(jié)論。在研究氯氣物理性質(zhì)時，要讓學(xué)生思考，我們可以簡單觀察或通過簡單實(shí)驗(yàn)得知的性質(zhì)有哪些。在推測性質(zhì)的環(huán)節(jié)，注意聯(lián)系上一課時的分類法，可以聯(lián)想氧氣的性質(zhì)推測氯氣性質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，設(shè)置了氯氣與金屬單質(zhì)反應(yīng)、與非金屬單質(zhì)反應(yīng)、與水反應(yīng)，其中對于氯氣與水的反應(yīng)，在設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)時，注意讓學(xué)生氯水顏色褪去以及紙條顏色褪去的原因，思考如何創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)條件，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更合理。在研究完氯氣的性質(zhì)后，依據(jù)氯氣的性質(zhì)，教材最后分析了氯氣的應(yīng)用。

本課時內(nèi)容，學(xué)生接觸到第一種非金屬元素氯，學(xué)生對氯的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)的理解還沒有涉及到微觀原子結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響，教師可以從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手幫助學(xué)生記憶掌握。

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學(xué)生分析

上一課時，通過研究金屬鈉及其化合物的性質(zhì)，學(xué)生對于研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法進(jìn)行了詳細(xì)的學(xué)習(xí)，并初步體會了研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，但是還無法清晰地認(rèn)識到一個科學(xué)的研究程序，不能獨(dú)立完成研究某種物質(zhì)的性質(zhì)。在本課時內(nèi)容的教學(xué)中，一定要充分聯(lián)立上一課時的內(nèi)容，通過研究氯氣的過程讓學(xué)生體會研究物質(zhì)性質(zhì)的完整程序，引導(dǎo)學(xué)生思考研究物質(zhì)性質(zhì)所需要的步驟以及注意的細(xì)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性，同時由于涉及到直觀的現(xiàn)象，可以借助演示視頻與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)調(diào)動學(xué)生積極性。

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教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：

1.?在知識層面，認(rèn)識氯氣的物理性質(zhì)，掌握氯氣的化學(xué)性質(zhì)，包括與金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)、水的反應(yīng)。

2.?通過對氯氣溶解性的研究，掌握氯氣與水的反應(yīng)以及部分含氯元素化合物的性質(zhì)，了解氯的單質(zhì)及其化合物的用途。

3.通過研究氯氣性質(zhì)的過程，認(rèn)識研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，并能自行設(shè)計(jì)程序研究某物質(zhì)的性質(zhì)。

教學(xué)難點(diǎn)：

通過設(shè)計(jì)探究氯氣與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，體會控制條件在實(shí)驗(yàn)探究中的作用，深刻理解氯氣溶于水的微觀結(jié)果。

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教學(xué)媒體

黑板、電子白板

相關(guān)視頻：氯氣與金屬單質(zhì)鈉、銅、鐵，與非金屬單質(zhì)氫氣的反應(yīng)。

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教學(xué)流程

通過上一個課時的研究，我們研究了鈉的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，體會了研究物質(zhì)性質(zhì)的方法，那么請同學(xué)們回憶上節(jié)課的內(nèi)容并思考，要研究物質(zhì)性質(zhì)需要哪些環(huán)節(jié)呢？

學(xué)生們回答。

展示PPT，內(nèi)容為研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序圖示。

很好，要研究某種物質(zhì)的性質(zhì)，我們首先要觀察物質(zhì)的外部特征，比如說物質(zhì)的顏色、氣味、狀態(tài)等物理性質(zhì)。然后，要預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)，我們一開始并不知道物質(zhì)的性質(zhì)，那么怎么研究呢，是不是要預(yù)測它的性質(zhì)然后進(jìn)行驗(yàn)證啊。那么根據(jù)什么進(jìn)行預(yù)測呢，根據(jù)物質(zhì)所屬的類別或者相關(guān)的反應(yīng)規(guī)律，用分類法進(jìn)行推斷。接著，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)證我們的預(yù)測，若發(fā)生特殊的現(xiàn)象，則分析原因、提出新的問題，進(jìn)一步研究。最后根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋與結(jié)論。一個完整的程序包含很多的細(xì)節(jié)，但它的框架就是這么簡潔。接下來，請同學(xué)們跟著我遵循該框架一起研究某種物質(zhì)的性質(zhì)，體會這一過程。

展示PPT，內(nèi)容為研究氯氣的性質(zhì)。

我們的目的是研究氯氣的性質(zhì)，根據(jù)研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，首先要認(rèn)識物質(zhì)的物理性質(zhì)，觀察物質(zhì)的外部特征。請一位同學(xué)來協(xié)助我完成這個環(huán)節(jié)。

展示集氣瓶內(nèi)的氯氣。

該無色透明的集氣瓶內(nèi)裝滿了氯氣，很明顯，氯的單質(zhì)是一種黃綠色的氣體。請XX幫助我聞一聞氯氣的氣味，注意聞氣體氣味的科學(xué)方法。

學(xué)生聞氯氣氣味，并回答該氣體有刺激氣味。

氯氣的氣味具有強(qiáng)烈刺激性。接下來，還是請XX協(xié)助我觀察氯氣的溶解性，這里選用的溶劑是水，將充滿氯氣的試管倒扣在水槽中，同學(xué)們注意觀察現(xiàn)象。

試管中氯氣顏色變淡，液面上升。

該現(xiàn)象說明，氯氣能溶于水。通過我們的觀察，得知氯氣具有這些物理性質(zhì)。

展示PPT，內(nèi)容為氯氣的物理性質(zhì)。

這里要說明，物質(zhì)的一些物理性質(zhì)如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度等，我們無法直接觀察到，需要借助有關(guān)儀器。（物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的區(qū)別如果學(xué)生有疑問可以解釋）根據(jù)氯氣的溶解性以及密度，如果要收集氯氣我們可以用什么方法？沒錯，向上排空氣法。因?yàn)槁葰饽苋苡谒颐芏却笥诳諝狻?/p>

在認(rèn)識氯氣的物理性質(zhì)后，下一個環(huán)節(jié)是預(yù)測它的化學(xué)性質(zhì)。從物質(zhì)類別來說，氯氣屬于非金屬單質(zhì)。那么根據(jù)之前學(xué)習(xí)過的非金屬單質(zhì)，比如氧氣的性質(zhì)，請同學(xué)們預(yù)測氯氣可能有哪些性質(zhì)呢？

學(xué)生預(yù)測氯氣性質(zhì)。

同學(xué)們的預(yù)測都很有道理，氯氣可能會與非金屬單質(zhì)如氫氣發(fā)生反應(yīng)，可能與金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。那么它是否真的具有這些性質(zhì)呢？我們接下來用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。由于下面的實(shí)驗(yàn)有一定的危險性，這里用演示實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行，同學(xué)們注意觀察現(xiàn)象并記錄。

展示實(shí)驗(yàn)視頻，金屬鈉與氯氣的反應(yīng)。

金屬鈉與氯氣的實(shí)驗(yàn)中，先切去鈉的外表面是因?yàn)殁c的表面可能氧化，加熱至熔成球狀是為了達(dá)到反應(yīng)溫度?，F(xiàn)象是鈉在氯氣中劇烈燃燒，火焰呈黃色，產(chǎn)生大量白煙，反應(yīng)的產(chǎn)物是，氯化鈉。

展示演示視頻，金屬鐵與氯氣的反應(yīng)。

金屬鐵與氯氣的反應(yīng)現(xiàn)象是，鐵在氯氣中劇烈燃燒，生成棕褐色煙。這里向集氣瓶中加入少量水后，形成的溶液呈黃色，說明產(chǎn)物為氯化鐵。如果是氯化亞鐵呢，溶液就會呈現(xiàn)綠色。

展示實(shí)驗(yàn)視頻，金屬銅與氯氣的反應(yīng)。

金屬銅與氯氣反應(yīng)現(xiàn)象是，銅在氯氣中劇烈燃燒，生成棕黃色煙，加水后形成的溶液呈綠色，產(chǎn)物為氯化銅。

以上三組實(shí)驗(yàn)，都是氯氣與金屬單質(zhì)的反應(yīng)，說明氯氣能夠與金屬單質(zhì)反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽，反應(yīng)非常劇烈，這反映出氯氣是一種很活潑的物質(zhì)。那么氯氣又能否和非金屬單質(zhì)反應(yīng)呢？繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，注意觀察現(xiàn)象并記錄。

展示實(shí)驗(yàn)視頻，內(nèi)容為氯氣與氫氣的反應(yīng)。

氫氣與氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是，純凈的氫氣在氯氣中安靜地燃燒，火焰為蒼白色，在瓶口出現(xiàn)白霧。瓶口出現(xiàn)白霧，這說明有易液化的氣體，而這種氣體正是該反應(yīng)的產(chǎn)物氯化氫。該實(shí)驗(yàn)說明了，氯氣能夠與非金屬單質(zhì)反應(yīng)。給同學(xué)們一點(diǎn)時間，完成氯氣與鈉、鐵、銅、氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及對應(yīng)結(jié)論整理在表格中。

學(xué)生完成任務(wù)。

展示PPT，內(nèi)容為密閉放置的氯水褪色。

好，同學(xué)們基本都完成了。在研究氯氣的實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)氯水密閉一段時間后顏色變淺，該現(xiàn)象說明了氯氣的什么性質(zhì)呢？請同學(xué)們前后四人組成一個小組，分析該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因以及預(yù)測對應(yīng)的性質(zhì)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。

學(xué)生完成任務(wù)并分享答案。

同學(xué)們的分析與預(yù)測有一定的合理之處，那么在氯氣溶于水并放置的這個過程中究竟發(fā)生了怎樣的過程呢，我?guī)瑢W(xué)們一起分析。

氯氣為綠色，能溶于水，形成的氯水為綠色，這里的綠色是溶于水中的氯氣的顏色。氯水的顏色變淺，由于是密閉環(huán)境，氯氣無法從溶液中逸出，所以根據(jù)現(xiàn)象我們預(yù)測氯氣與水發(fā)生了反應(yīng)。而怎么來證明這一點(diǎn)呢？提醒一下，我們可以檢驗(yàn)產(chǎn)物中粒子的存在，從而證明反應(yīng)發(fā)生，這里我們可以檢驗(yàn)氯離子，檢驗(yàn)氯離子用硝酸銀溶液。若存在氯離子，會生成白色的氯化銀沉淀，反之，則無明顯現(xiàn)象。

教師實(shí)驗(yàn)操作，取少量氯水于試管中，滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。

這個實(shí)驗(yàn)說明了，除了水、氯氣外，氯水中還含有氯離子，這就說明了氯氣與水發(fā)生了反應(yīng)。那么氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么呢？我們做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們注意實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

教師實(shí)驗(yàn)操作，取少量氯水于試管中，滴加紫色石蕊溶液。

將石蕊試液滴加到氯水中時，溶液由紫色變?yōu)榧t色后，顏色褪去。由紫色變?yōu)榧t色，這說明反應(yīng)后的溶液呈酸性，而顏色褪去是什么原因呢？同學(xué)們可以說一下你們的猜想。

學(xué)們回答。

嗯，同學(xué)們的猜測很合理，顏色褪去，說明氯水中含有某種具有使石蕊溶液褪色的物質(zhì)，那么該種物質(zhì)是什么呢？可能是氯氣，也可能是氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物。為了找到準(zhǔn)確地答案，我們繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請同學(xué)們思考，如何才能證明使石蕊溶液褪色的是哪種物質(zhì)呢，如果讓你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)銜趺醋瞿兀?/p>

這里要注意，具有褪色作用的物質(zhì)，可能是氯氣，亦有可能是氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物，變量是什么呢？是水。如果我們要在一個實(shí)驗(yàn)裝置中完成檢驗(yàn)，應(yīng)該先檢驗(yàn)氯氣，在使氯氣與水接觸檢驗(yàn)兩者的產(chǎn)物，防止水的干擾，所以這樣要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。

展示PPT,內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)裝置圖。

將氯氣依次通過裝有干燥紅紙條和濕潤紅紙條的集氣瓶中，簡單分析，如果前者褪色，后者不褪色，說明是氯氣具有褪色作用；若前者不褪色，后者褪色，說明氯氣與水發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物有褪色作用。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)干燥的紅布條不褪色，濕潤的紅布條褪色，這說明，具有褪色功能的是氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物，而這種物質(zhì)就是次氯酸。

展示PPT，內(nèi)容為氯氣與水反應(yīng)方程式。

氯氣溶于水，發(fā)生反應(yīng)，生成氯化氫與次氯酸，請同學(xué)們標(biāo)上化合價，發(fā)現(xiàn)次氯酸中氯為+1價。產(chǎn)物次氯酸是一種弱酸，具有漂白作用和殺菌作用，家里用的自來水，用的就是氯氣消毒法，將氯氣通入自來水中，殺滅水中的細(xì)菌，但不要擔(dān)心，氯氣的量很少，在使用過程中一加熱氯氣就逸出了。次氯酸不穩(wěn)定，見光或者高溫下易分解，生成氧氣和氯化氫，同學(xué)們嘗試寫一下方程式。

學(xué)生完成任務(wù)。

也正因?yàn)檫@個性質(zhì)，保存次氯酸要存放在棕色瓶內(nèi)，置于陰涼干燥處。

展示PPT，內(nèi)容為氯氣與氫氧化鈉、氫氧化鈣的反應(yīng)。

氯氣除了能與非金屬單質(zhì)、金屬單質(zhì)、水反應(yīng)，還可以與堿發(fā)生反應(yīng)生成鹽酸鹽、次氯酸鹽與水。比如氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成的次氯酸鈉是漂白劑的有效成分、與氫氧化鈣反應(yīng)生成的次氯酸鈣是漂白粉的有效成分，而氫氧化鈣在水中的溶解性很低，所以實(shí)際應(yīng)用中用石灰乳。他們的漂白原理是，次氯酸鹽接觸水和二氧化碳生成具有漂白作用的次氯酸，分別寫一下方程式。

學(xué)生們完成任務(wù)。

展示PPT，內(nèi)容為課堂小結(jié)。

好，最后我們做一個總結(jié)。要研究某種物質(zhì)的性質(zhì)，要遵循這樣的程序：觀察物質(zhì)的外部特征、預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)和觀察、在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)特殊現(xiàn)象提出新問題并進(jìn)一步研究、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出解釋和結(jié)論。我們研究了氯氣的性質(zhì)，氯氣的物理性質(zhì)，氯氣的化學(xué)性質(zhì)，注意氯氣與金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)反應(yīng)的現(xiàn)象，要理解我們是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)氯氣與水的反應(yīng)，要能根據(jù)氯氣的性質(zhì)找到對應(yīng)的應(yīng)用。課后回去整理筆記，完成XXX。