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教(学)案 |
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卤族元素专题教学设计
第一课时
教学目标
知识技能：使学生充分认识以氯元素为核心的卤族元素的性质及其递变规律，进一步加深对“结构决定性质”的理解；掌握卤族元素的单质、卤化氢的制备方法，进一步认识氧化还原反应；认识卤族元素的单质及其重要化合物的特殊性。
能力培养：通过卤族元素及其重要化合物的转化关系的教学，培养学生的归纳能力；通过卤族元素的“结构—性质”关系的教学，培养学生分析问题的能力和归纳能力；通过卤族元素的“性质—制备”关系的教学，培养学生解决实际问题的综合能力。
科学思想：通过认识卤族元素的原子结构与其性质的关系，使学生感悟到事物的现象与本质的辩证关系；通过卤族元素及其重要化合物的特殊性的归纳，认识事物的一般与特殊的关系；通过分析卤单质的制备，认识事物间普遍联系与制约的观点。
科学品质：通过学生讨论、归纳、设计实验、探索结论，激发学生的学习兴趣，培养学生的严谨求实、团结、合作的精神。
科学方法：培养学生研究事物和探究事物规律的科学方法。
重点、难点 卤族元素的性质及其递变规律。用氧化还原的观点分析认识卤族元素的单质及其化合物的性质。
教学过程设计
教师活动
【引言】卤族元素是典型的非金属元素族。在复习这部分内容时建议以元素周期律和氧化还原理论为指导思想。
学生活动
倾听、了解本部分内容的复习方法。
【过渡】下面我们复习卤族元素的知识。
【板书］一、卤族元素
【复习提问】请画出卤素及其重要化合物之间的转化关系网络图，并完成有关的化学方程式。
回忆、再现曾经学过的卤族元素知识，建立起以氯、溴、碘为核心的知识网络图，书写相关的化学方程式。
【讲评】指导学生完成知识网络图，对学生归纳情况给予评价。最终建立如下页关系：
【板书】1．卤族元素及其重要化合物间的转化关系
【投影】
【板书】
2．卤族元素的“原子结构—性质”的关系
【投影】写出下列反应的离子方程式：
（1）在NaBr溶液中滴入氯水
（2）在FeSO4溶液中滴入溴水
（3）在FeCl3溶液中滴加KI溶液
【提问】比较Cl2、Br2、I2、Fe3+的氧化性强弱。比较I-、Br-、Fe2+的还原性强弱。
思考并书写离子方程式：
Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-
2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+
思考并根据书写的离子方程式得出结
论：氧化性Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2；还原性I-＞Fe2+＞Br-。
【归纳】由此得出结论：当溶液中存在多种还原性物质时，加入氧化剂，还原性强的应先被氧化。
【投影】写出下列反应的离子方程式：
（4）在FeBr2溶液中通入少量Cl2气体
（5）在FeI2溶液中加入少量溴水
（6）在FeBr2溶液中通入足量的Cl2气体
思考并书写离子方程式：
Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
Br2+2I-=2Br-+I2
3Cl2+2Fe2++4Br-=6Cl-+2Fe3++2Br2
【提问】根据以上内容可得出卤族元素在化学性质方面有怎样的变化规律？
思考、讨论得出结论：
①F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次减弱。
②F-、Cl-、Br-、I-离子的还原性依次增强。
③F、Cl、Br、I元素的非金属性依次减弱。
【讨论】如何从原子结构的角度解释卤族元素在化学性质方面的递变规律。
讨论后得出结论：卤族元素按F、Cl、Br、I的次序原子半径依次增大，得电子的能力减弱，导致其单质的氧化性逐渐减弱。【板书】
结论：结构决定性质，性质反映结构。
【引言】物质的性质决定了物质的存在形态、用途及制备方法。
【板书】
3．卤族元素的“性质—制备”的关系
【过渡】卤族元素的化学性质活泼，所以在自然界中以化合态的形态存在。
【提问】写出实验室制备氯气反应的离子方程式。说明依据的是怎样的化学原理。
回忆、再现实验室制备氯气的方法。
回答：
MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
依据的原理是：利用氧化剂在酸性条件下氧化Cl-。
【板书】（1）卤素单质的制备——氧化还原法
【提问】依据实验室制备氯气的原理，还可用哪些氧化剂代替MnO2？
讨论回答：KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、次氯酸盐等。
【练习】写出分别用KMnO4、KClO3、Ca（ClO）2与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式。
书写化学方程式：
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
Ca（ClO）2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
【投影】请设计一个用漂白粉和浓盐酸反应制得氯气，验证干燥的氯气无漂白性并制备氯水的实验装置图。
【提问】
①装置应包括几部分？
依据题目要求思考、讨论。
思考回答：
①应包括四部分——气体发生装置、气体净化装置、验证其无漂白性的装置、溶解制备氯水装置。
【追问】仅这四部分吗？
噢！还有尾气吸收部分。
②根据反应物的状态和反应条件应选择何种气体发生装置？
②应选择固-液反应装置。
③制得的氯气中含有哪些杂质？应如何得到纯净干燥的氯气？
③制得的氯气中含有HCl气体和水蒸气。得到纯净干燥的氯气的方法是：先通过装有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，再通过装有浓硫酸的洗气瓶干燥除水。
④根据氯气的溶解度，应选择怎样的氯气溶解装置？尾气应怎样吸收？
④装置如图：
师生共同探讨后确定下列实验装置模型。
【投影】
饱和食盐水：除去Cl2中的HCl；浓硫酸：除去水蒸气；NaOH溶液：吸收尾气，防污染。
【投影】实验室用MnO2和浓盐酸可制备Cl2，若无浓盐酸，可用什么试剂代替？写出有关的化学方程式？
思考：MnO2在H+浓度很大的条件下，可将Cl-氧化成单质。现无浓盐酸，因此需制出HCl，联想到NaCl固体和浓硫酸反应可得HCl，因此采用MnO2、NaCl固体、浓硫酸
NaCl（固）+H2SO4（浓）=NaHSO4+HCl↑
2NaCl（固）+H2SO4（浓） Na2SO4+2HCl↑
MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O
或综合写成：
MnO2+3H2SO4（浓）+2NaCl（固体） MnSO4+2NaHSO4+Cl2↑+2H2O
书写反应方程式：
3H2SO4（浓）+2NaBr（固体） Br2↑+SO2↑+2H2O+2NaHSO4
【投影】用浓硫酸和固体NaBr反应可以生成溴单质。该反应能用于制备溴单质吗？若不能，应如何进行改进？
【提问】写出浓硫酸和NaBr固体反应的化学方程式。分析所得产物是否易于分离得到溴单质？该方法制备溴单质是否可行？
讨论得出：SO2和Br2蒸气同时逸出，除去Br2蒸气中的SO2很困难。该方法不可行。
【提问】如何改进？
讨论得出改进方案：①用浓磷酸代替浓硫酸，并加入MnO2即可。
【提示】使反应不生成SO2是解决问题的关键。
【点拨】在MnO2、NaCl固体和浓硫酸反应得到Cl2的反应中，浓硫酸是氧化剂吗？哪种物质是氧化剂？说明什么？
回答：浓硫酸不是氧化剂，MnO2是氧化剂。说明MnO2的氧化性强于浓硫酸。
【提问】结合Cl-和Br-的还原性强弱，还有其它的改进措施吗？
思考并回答：Br-的还原性强于Cl-，因此当浓硫酸和MnO2与NaBr固体共热时，
浓硫酸将不被还原。
从而得到改进方案：②使浓硫酸、NaBr固体、MnO2共热。反应后将溴蒸气冷凝即可。
【提问】写出该反应的化学方程式。
MnO2+3H2SO4（浓）+2NaBr（固体） MnSO4+2NaHSO4+Br2↑+2H2O
【板书】
【板书】（2）卤化氢的制备——难挥发酸制挥发酸
【提问】请用化学反应方程式归纳出HX的制备方法。
回忆各种卤化氢的制备方法。
CaF2+H2SO4（浓）=CaSO4+2HF↑[铅容器中]
NaCl（固）+H2SO4（浓）=NaHSO4+HCl↑
2NaCl（固）+H2SO4（浓） Na2SO4+2HCl↑
【提问】在制备HBr和HI时能否使用浓硫酸？为什么？应如何改进？
讨论得出：由于浓硫酸可将Br-、I-氧化，所以不能用浓硫酸和NaBr、NaI反应制HBr、HI。应用难挥发的浓磷酸代替浓硫酸。
NaBr（固）+H3PO4（浓） NaH2PO4+HBr↑
NaI（固）+H3PO4（浓） NaH2PO4+HI↑
领会元素化合物知识的学习方法。
【小结】学习元素化合物知识，不能仅停留在教科书的表面内容上，应将所学知识进行综合、归纳、总结，上升到理性高度，使知识向深度和广度发展。
【板书】
4．卤族元素的“一般——特殊”的归纳
【引言】卤族元素的单质及其化合物有许多共性，但也存在诸多特殊之处，请同学们回忆、讨论并进行归纳，可查阅教材、笔记等资料。
回忆、讨论、查阅资料，进行归纳和总结。
指导学生归纳并将学生得出的结论投影如下：
【投影】卤族元素及其化合物的特殊性归纳：
1．物理性质方面
（1）常温下溴是唯一的液态非金属单质，极易挥发，保存时用水封。
（2）溴和碘易溶于有机溶剂，碘易升华。
（3）卤化银中只有AgF无色且溶于水。
（4）CaCl2、CaBr2溶于水，但CaF2不溶于水。
2．化学性质方面
（1）F2和水剧烈反应，水是还原剂；F2不能将溶液中的Cl-、Br-、I-氧化；F2通入NaOH溶液中先与水反应；卤素单质中只有F2可与稀有气体反应。
（2）氯水使石蕊试剂先变红后褪色。干燥的氯气和液氯无漂白性。澳水和碘水无漂白性。（3）卤化银中只有AgF见光不分解。
（4）碘单质遇淀粉变蓝。碘单质与铁反应生成FeI2。
（5）卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸。
3．实验方面
（1）制备HF时在铅容器中进行，氢氟酸保存在塑料容器中。
（2）制备HBr和HI时用浓磷酸代替浓硫酸。
（3）除去Cl2中HCl用饱和食盐水。
【小结】在复习元素化合物知识时，要注意共性与特性的辩证关系。
【板书】
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