师:同学们好,今天我们来共同学习高一化学必修二第二章第三节第一课时——利用化学反应制备物质。本节课我们有两个学习目标:一是掌握实验室制备氯气的实验原理、实验装置、收集方法和尾气处理方法;二是了解利用化学反应制备物质的一般思路。

  首先,请同学们回顾思考一个问题:化学变化的本质是什么?

  生:化学键的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,在化学反应中既有物质的变化,也有能量的变化。

  师:非常正确。那生活中我们利用化学反应都可以用于哪些领域呢?

  生:生活中我们可以利用化学反应制备多种药品,合成新的材料。火的使用、燃料电池、燃料燃烧都包含化学变化。

  师:很好,归纳起来主要有两个方面:利用化学反应制备新的物质,利用化学反应提供能源。本节课我们主要介绍利用化学反应制备新物质。请同学们观看两张图片。大家对图片上的内容应该不陌生,这就是本次疫情的元凶——新型冠状病毒。在特殊时期,作为学生,我们在家里要认真学习网课,少出门,勤洗手、戴口罩,做好消毒。对于新冠状病毒,我们该如何消毒呢?研究发现,新型冠状病毒对于紫外线和热都非常敏感,同时75%的乙醇、过氧乙酸、含氯消毒剂都能有效灭活这个病毒。说到含氯消毒剂,大家能想到什么产品呢?

  生:84消毒液。

  师:没错,84消毒液的有效成分是次氯酸钠。这种物质可以与空气中的二氧化碳发生反应,生成次氯酸,从而实现消毒。要合成84消毒液,就必须要有氯单质。氯气的发现要归功于瑞典化学家舍勒。他在研究软锰矿矿石时,将其与浓盐酸混合加热,结果意外发现了一种黄绿色、令人窒息的气体,这种气体就是氯气。后来经过证实,发生了如下反应:二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、水和氯气。至今实验室仍然采用这种方法来制备氯气。

  在必修一当中,我们已经学习了氯气的有关性质,大家还记得吗?下面让我们来共同回忆一下氯气的物理性质。

  生:常温常压下是黄绿色气体,有强烈的刺激性气味,有毒性,密度比空气大,可溶于水,易溶于有机溶剂,难溶于饱和食盐水。

  师:很好。那氯气的化学性质呢?

  生:氯气可以和大多数金属单质发生化合反应,生成金属氯化物,也可以和大多数非金属单质反应,还能够与水、与碱溶液发生反应。

  师:非常棒。在实验时,我们如何利用刚才的实验原理来制备氯气呢?让我们来共同看一看课本中给出的实验室制备氯气的实验装置图。从图中我们可以看到,制备氯气时我们所用的实验试剂有浓盐酸、二氧化锰、氢氧化钠溶液。仪器中,盛放浓盐酸的是分液漏斗。同学们,你们知道仪器a是什么吗?

  生:仪器a作为反应容器,叫圆底烧瓶。

  师:关于该装置,有这样几个问题想与大家共同探讨。第一个问题,该实验当中我们可否将分液漏斗换成长颈漏斗呢?

  生:答案是否定的,因为浓盐酸易挥发,如果使用长颈漏斗,浓盐酸挥发会造成环境污染。

  师:非常正确。第二个问题,收集氯气时为什么采用如图的装置呢?利用了氯气的什么性质?

  生:氯气的密度比空气大,所以使用向上排空气法来收集氯气。

  师:没错。第三个问题,氢氧化钠溶液有什么作用呢?

  生:氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的氯气,因为氯气有毒性,直接排放到空气中会造成空气污染,所以要对氯气进行无害化处理。

  师:那同学们,你们能不能写出这个反应的化学方程式?去试一试。

  (学生书写完毕)

  师:你们都写对了吗?利用这个反应就可以制备次氯酸钠。第四个问题,该实验中我们可否将氢氧化钠溶液换成澄清石灰水呢?

  生:答案也是否定的。因为氢氧化钙的溶解度非常小。如果使用澄清石灰水来吸收氯气,氯气不能被充分吸收,还是会造成污染。

  师:下面我们就通过实验来看一看实验室是如何利用这一套装置来制备收集氯气的。在观看实验之前,请大家思考两个问题:实验当中你都看到了什么实验现象?该实验是如何操作的?本实验用到的主要仪器有铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、铁夹、双孔塞、分液漏斗、导管、集气瓶、药匙。用到的主要试剂有二氧化锰、浓盐酸、氢氧化钠溶液。下面开始实验。

  (教师进行实验操作并讲解)

  师:向圆底烧瓶内加入少量二氧化锰粉末。向烧杯中加入氢氧化钠溶液。连接好装置。向分液漏斗中加入适量浓盐酸。打开分液漏斗活塞,向圆底烧瓶内加入少量浓盐酸。点燃酒精灯缓缓加热。用向上排空气法收集氯气,多余的氯气用氢氧化钠处理。加热一段时间后可以观察到集气瓶内有黄绿色气体生成。

  根据刚才的实验,我们可以看到集气瓶内收集到黄绿色气体。在这里有一点需要说明,在组装装置时,连接好实验装置,首先要做的是检查这个装置的气密性,然后加入药品,控制反应条件,使反应发生。请大家完成课本当中实验记录的实验仪器和实验设计部分关于这个反应的反应原理:二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、水和氯气。请大家思考,该反应是不是氧化还原反应呢?

  生:要判断一个化学反应是不是氧化还原反应,就要看物质中所含元素的化合价在反应前后是否发生了变化。经过观察可以发现,反应中锰元素的化合价发生了变化,由正四价到正二价,氯元素的化合价也发生了变化,由负一价变成了0价。所以在反应中,二氧化锰是氧化剂,盐酸是还原剂,该反应是氧化还原反应。

  师:非常好。请大家再思考,盐酸是还原剂,参加反应的盐酸是不是都是还原剂呢?

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《高1下册鲁科版化学 第二章第3节化学反应的利用(第1课时) 逐字稿-4,169字 第3版》.docx
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