氯气与水反应的探究

氯气与水反应的探究华师大实验高中李海英【教学目标】1、通过实验探究Cl2与H2O是否反应；反应产生了哪些新的物质；以及反应进行的程度。

2、理解Cl2与H2O、Cl2与碱的反应；理解次氯酸的漂白杀菌作用；理解可逆反应。

3、初步了解自然科学问题研究的一般过程：提出问题→查找资料→通过实验进行观察、分析、归纳（或提出假设）→再进行实验→得出结论。

4、通过实验观察、分析，提高分析问题、解决问题的能力，锻炼思维。

5、体验探究过程；增强环保意识；认识量变与质变的关系。

【重点】Cl2与H2O反应的探究；Cl2与碱反应的性质【难点】氯水的组成；Cl2与碱的反应；可逆反应对学生进行科学方法的培养，了解自然科学问题研究的一般过程【教学方法】引导─探究【教学设计思路和依据】这部分内容在教材中是学生学习了Cl2与金属、Cl2与H2反应的基础，对Cl2性质的进一步探究。

以氯为代表，学习氟、氯、溴、碘单质及化合物的性质，是高中化学中对元素化合物知识按族来学习的开始。

对氯气性质进行比较全面、细致的学习和研究，不仅是下一步学习卤素性质的需要，也是以后学习和研究同族元素性质变化规律的需要。

氯气与水、碱的反应是教学中的重点，也是难点。

我校是一所普通高中，学生基础一般，主动学习的探究精神欠缺，需要教师在教学中通过创设问题情景，让学生通过对问题的体验，对问题的探究，感知知识的发生和发展过程，在整个过程中内化与问题有关的知识，同时提高学生的思维品质，培养探索精神。

结合这堂课的特点是以实验为主的性质教学课，以氯气使湿润的色布褪色，而不能使干燥的色布褪色这一对比明显的实验引出课题，然后以化学中研究一个反应的思路（是否反应？反应生成了什么新的物质？反应进行的程度？）为主线，组织教材内容。

在探究氯气与水反应生成了什么新的物质时，让学生根据反应物大胆猜测，又讲解了次氯酸的氧化性，使学生理解氯气使湿润的色布褪色的本质原因。

在探究氯气与水反应的程度时，转换情景让学生观察氯水颜色，造成学生认知上的冲突，即氯气与水反应生成HCl和HClO，为什么氯水中还有Cl2显示出黄绿色呢？从而自然地让学生理解反应不完全，反应程度是部分的，由此对于“可逆反应”这一抽象的概念，学生对它的理解相对全面和丰富。

进而氯水的成分中有Cl2, H2O, HCl, HClO共存这一难点便迎刃而解。

对于氯水成分的验证就引起学生的兴趣。

另一个难点，氯气与碱的反应，是对“反应程度”这一问题探究的拓展，如何使氯气与水的反应程度加大。

但提问时减小问题梯度，问“氯水与NaOH是否反应？”，既巩固了氯气与水反应和氯水的成分的知识难点，又让学生有探究的依据。

氯气污染防治的讨论，是对氯气与碱反应的应用。

整堂课使学生进一步学习了氯气的化学性质、氯气与水、氯气与碱的反应，了解探究一个化学反应的几个方面：1、是否反应2、反应生成了什么新的物质3、反应进行程度，体验了自然科学问题研究的一般过程：提出问题→查找资料→通过实验进行观察、分析、归纳（或提出假设）→再进行实验→得出结论。

初步使学生学会解决简单问题的方案设计、实验操作；养成尊重事实的科学态度和勇于探索的科学精神和树立辩证唯物主义的观点。

【教学过程】引入：氯气是一种有毒的气体，但量少时可以用来对自来水进行杀菌消毒。

那么对自来水进行杀菌消毒的是氯气本身还是另有奥秘？实验：氯气使湿润的色布褪色，而不能使干燥的色布褪色。

分析：为什么湿润的色布褪色而干燥的色布不褪色呢？两个体系的差别在哪里呢？是什么差异使结果截然不同呢？─水的存在。

提问：为什么水的存在使结果截然不同呢？大家猜测一下可能是什么使色布褪色？猜测：第一种可能：水使色布褪色第二种可能：氯气与水反应生成新的物质使色布褪色实验：水不能使色布褪色。

（可以不做，仅仅是一个润湿过程）推断：氯气与水一定发生了反应，生成了新的物质使色布褪色；我们这堂课的主题就是探究氯气与水的反应。

板书：氯气与水反应的探究一、氯气与水是否反应？（通过刚才的实验与讨论，我们可以肯定地回答）二、氯气与水反应生成了什么新的物质？猜测：Cl2 + H2O → ?原子是化学反应中最小微粒，化学反应的实质就是原子的重新组合。

大家看书查找一下资料：Cl2 + H2O→ HCl + HClO(次氯酸：无色的一元弱酸)。

指导：大家判断一下HClO中氯元素的化合价，那么HCl中Cl元素的化合价？从中大家可体会到非金属元素的化合价有负也有正。

在这个反应中Cl的化合价既升高又降低。

在许多反应中元素的化合价发生了变化，化合价有升必有降。

这也是我们推断化合价发生变化的化学反应产物的重要依据。

再问：我们通过猜测与查找资料确定氯气与水反应，生成了HCl和HClO，那么又是什么物质使色布褪色？HCl？HClO？（这里又有几种可能？）实验：HCl不能使色布褪色推断：（一定是）氯气与水反应生成的HClO使色布褪色。

（我们用排除的方法确定）讲解：因为HClO具有强氧化性，能使有机色素分子氧化而变成无色物质，起漂白的作用，同时由于HClO的强氧化性，它还具有杀菌消毒的作用。

自来水用氯气进行杀菌消毒，也正是利用氯气与水反应生成了强氧化性的HClO，而非氯气本身。

讨论：（氯气与水反应生成了HCl和HClO，下面请大家）设计方案验证氯气与水反应生成了HCl和HClO。

（PPT：实验目的：验证氯气与水反应生成了HCl和HClO。

）引导：第一个问题：哪里存在氯气与水反应的体系？要得到氯气与水反应的产物，大家思考一下，哪里存在氯气与水反应的产物呢？氯气通入水中形成的氯水溶液。

氯气与水反应生成了HCl 和HClO ，在氯水中必然存在HCl 和HClO只要验证氯水中存在HCl 和HClO,即验证了氯气与水反应生成了HCl和HClO 。

（PPT ：实验材料：氯水）学生设计：1、氯水中加入AgNO 3溶液产生白色沉淀，加稀HNO 3沉淀不消失Cl -2、氯水滴到PH 试纸（或蓝色石蕊试纸）上，先变红后褪色石蕊试液中逐滴地加入氯水先变红后褪色 H +, HCl ，HClO3、氯水滴到色布上使色布褪色 HClO实验还需要用到哪些药品和仪器？（ PPT ： 实验材料：PH 试纸、蓝色石蕊试纸、紫色石蕊试液、硝酸银溶液、稀硝酸、表面皿、试管、色纸等。

）学生实验：动手操作学生交流：略。

总结：通过大家的探究与共同努力，大家知道了氯气与水反应生成了HCl 和HClO,在这一过程中，大家可以初步了解自然科学问题研究的一般过过程。

（PPT ：自然科学问题研究的一般过程：提出问题→查找资料→通过实验进行观察、分析、归纳（或提出假设）→再进行实验→得出结论。

）情景转换：下面请同学们仔细观察氯水的颜色，心中有没有疑惑？学生提问：（说出心中的疑惑）既然氯气与水发生了反应，生成了HCl 和HClO ，那么氯水为什么还有黄绿色呢？氯气通入水后生成了HCl 和HClO ，（Cl 2，H 2O ，HCl 和HClO ）中只有Cl 2有黄绿色，现在瓶内还有黄绿色说明了什么？说明还有未反应的Cl 2, 也就是说Cl 2与水没有完全反应，而是部分反应，这也就是我们要探究的氯气与水反应的第三个方面：氯气与水反应的程度。

板书：三、氯气与水反应的程度在氯水中水是足量的，为什么氯气不能完全反应呢？这是因为氯气与水反应生成了HCl 和HClO ，同时HCl 和HClO 又反应生成了氯气和水。

HCl + HClO Cl 2 + H 2O可逆反应：同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。

“” 部分反应， 微弱 “” 完全反应， 彻底 在可逆反应的体系中，反应物和生成物必然同时存在，我们反过来很容易理解氯水的成分。

讨论：可逆反应的定义中有哪些关键词？下列各组反应是否是可逆反应？2H 2 + O 22H 2O 2H 2O2H 2↑ + O 2↑CuSO 4•5H 2OCuSO 4 + 5H 2O CuSO 4 + 5H 2O CuSO 4•5H 2OCO 2 + H 2O H 2CO 3H 2CO 3 CO 2 + H 2O请学生书写CO 2 与H 2O 反应的方程式“”体现反应进行程度是微弱的，部分反应，强调 Cl 2 + H 2OHCl + HClO 思考：氯水能否与NaOH 溶液反应？HCl + HClOCl 2 + H 2ONaOHNaClNaClO氯水中HCl 和HClO 被NaOH 中和，氯气与水反应将进一步进行！即我们可以通过加碱方法使氯气与水反应彻底。

实验：氯气与碱的反应实验比较：向收集满氯气的小试管中加入2 mL 水，振荡。

向收集满氯气的小试管中加入2 mL NaOH 溶液，振荡。

板书：氯气与碱地反应Cl 2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H 2O2Cl 2 + 2Ca(OH)2 CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2讨论：利用氯气与碱的反应彻底完全，在氯气污染的防治中大家有什么好的措施？Flash ：氯气尾气的处理。

拓展：但是在一些重大氯气的泄露事件的处理中，由于碱的腐蚀性，消防人员却是用大量的水冲洗处理泄露的氯气，这又是为什么呢？学生讨论：用一种反应物过量，使另一种反应物反应彻底，使反应程度加达、彻底。

小结：1、这堂课我们从三个方面探究氯气与水的反应。

探究一个反应我们通常还探究反应进行的快慢，这部分内容留待同学们今后继续学习和探究。

2、通过氯气与水反应三方面的探究，我们了解了自然科学问题研究的一般过程：提出问题→查找资料→通过实验进行观察、分析、归纳（或提出假设）→再进行实验→得出结论。

3、大家还有什么收获？进一步学习了氯气的化学性质，氯气不仅可以与金属、非金属反应，还可以与水和碱发生反应。

课后探究 1、提供给你用氯气杀菌消毒的自来水，如何用实验证明自来与思考：水是用氯气杀菌消毒的？2、向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴入氯水，看到褪色，对原因做出猜想，并设计实验加以验证。

3、氯水中有哪些微粒？4、完成练习册P12。

【教后体会】“氯气与水反应的探究”这节课以化学中研究一个反应的一般思路（反应是否发生？反应生成了什么新的物质？反应进行的程度？）为主线组织教材内容，整体设计思路比较清晰。

通过Cl2使湿润的色布褪色而不能使干燥的色布褪色的对比实验创设情景→学生大胆猜测Cl2与H2O 反应生成了什么新的物质→实验验证生成了HCl 与HCl O→情景转换：氯水颜色的观察→讨论Cl2与H2O反应进行的程度，可逆反应。

整个探究过程层层推进，从过程中引导学生发现问题，激发他们解决问题的强烈愿望，调动了学生的积极性与主动性，也体验了科学探究的一般方法。

在整个过程中也解决了与探究问题相关的知识难点，加强了知识与问题之间的联系，培养了学生的思维能力。