“氯气和水\碱的反应”教学实录及点评
文章编号：1005-6629(2011)09-0033-05
中图分类号：G633.8
文献标识码：B
“氯气和水、碱的反应”是人教版必修1第4章第2节“富集在海水中的元素――氯”第二课时的内容。
1、设计思想
第―课时，学生已经学习了氯气的物理f生质及氯气和单质(Na、Fe、Cu、H2)的反应，本节课则在此基础上继续学习氯气和化合物(水、碱)的反应。本节课以“检验氯气和水反应产物中存在HCI”这一开放性实验为主线，围绕学生在检验HCl时观察到的现象展开讨论。
在对实验异常现象的探究中引入HCIO的学习，从而很自然地得出氯气和水的反应。在对看似“正常”现象的反思中引出新的话题，学习氯气和碱的反应。本节课设计的活动主线、问题主线、知识主线结构如下：
2、教学目标
2.1 知识与技能①理解氯气和水、碱的反应②了解次氯酸的强氧化性和漂白性③巩固C1-和H+的检验方法
2.2过程与方法①通过实验设计、动手实验、交流与反思等体验科学探究的一般方法。
②通过对实验异常现象的探究体验科学发现的过程。
③通过实验设计体会理论对实践的指导作用。
2.3情感态度与价值观
①通过对实验异常现象的如实记录，培养实事求是的科学态度。
②通过对异常现象的分析培养勇于质疑的科学精神。
3、教学准备
3.1学生分组实验药品与仪器
新制氯水、AgNO3溶液、稀硝酸、NaHC03粉末、铁粉、蓝石蕊试纸。NaOH溶液(0.02 mol?L-1)，酚酞试液、漂液(白猫牌)、稀硫酸、KSCN溶液；玻璃棒、表面皿、滴管、烧杯、试管10支。以上药品和仪器共27组。
3.2教师演示实验药品与仪器
新制饱和氯水(放在无色烧瓶中)、红纸条、镊子
4、教学实录及点评
4.1复习回顾
师：上节课，我们学习了氯气的物理性质以及氯气和单质的反应。氯气在这4个反应中的生成物有什么共同的特点?体现了氯气的什么性质?
生：生成物中都有-1价的氯，体现了氯气的强氧化性。
点评：复习第一课时所学知识，强调氯气在这一系列变化中的共同特点是合价降低，生成-1价Cl，为推测氯气和水的反应产物之一HCl做了铺垫。
4.2氯气和水反应生成物的探究
4.2.1提出问题，给出猜想
教师出示一瓶新配制的饱和氯水，让学生观察其颜色。学生通过氯水呈浅黄绿色，得出氯水中存在氯气分子。教师随后提出问题：C12溶于水仅仅发生物理变化吗?如果发生化学反应可能会生成什么物质?请大家提出猜想，并说说你是怎样想到的。
生：C12有强氧化性，在化学反应中会生成-1价Cl，如果氯气和水反应，生成物中有HCl。
猜想：氯气和水可能会发生反应，生成HCl。
点评：通过复习旧知一一氯气能溶于水，引入新知一一氯气和水的反应。通过观察引出话题。观察是探究的重要方法，也是探究的起点。用氧化还原反应的基本理论一一化合价升降法来猜测反应的产物，即是对所学知识的应用，又是猜想更富有理性。
4.2.2实验探究，检验猜想
学生分组实验1：用提供的药品证明氯水中存在HCl，并完成实验报告。
实验要求：(1)液体一般取1mL。
(2)请在5分钟内用尽可能多的方法来检验。
(3)如实记录实验现象。
实验反思：在刚才的实验过程中有没有反常的现象，请记录下来，并思考可能的原因。
布置任务后，教师巡视各组学生操作，对一些不当的操作方法进行纠正(如滴管的使用、pH试纸的使用、液体的用量等)，对学生所采用的实验方法不加干涉。
点评：猜想需要用实验来检验。本实验是开放的。事前不组织学生集中讨论。由学生自己设计实验方案，并动手完成实验。本实验是本节课的主线，后面的讨论都是围绕本实验的结果进行的。
4.2.3如实记录，汇报交流
在规定的时间(5分钟)后，教师组织同学汇报实验方法、现象与结论。
生1：我们检验了C1-，先加硝酸银溶液发现有沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶。
生2：我们用NaHCO3粉末来检验H+，但奇怪的是没有看到有气泡产生。
师：还有哪些小组用NaHCO3粉末检验H+的?看到气泡吗?
大部分小组说没有看到气泡，只有极个别小组说看到极少气泡。
师：请看到气泡的小组同学，说说你们是怎样观察到气泡的。
生3：向氯水中加NaHCO3粉末，由于NaHCO3粉末会悬浮在溶液中，所以看不清到底是悬浮物还是气泡。我们耐心的等粉末大部分沉下后，就观察到有少量气泡浮上来。
师：很好，你们很有耐心，观察非常仔细，同时，你们能意识到悬浮物对观察气泡的干扰，并通过静置的方法排除了干扰。如果不等悬浮物完全沉淀，粉末加入氯水后立即观察，能否看清气泡呢?
生4：(恍然大悟)气泡是往上浮的，而悬浮的NaHCO3粉末会向下沉。
师：请每个实验组都做一下NaHCO3粉末和氯水混合的实验，注意观察有无气泡产生。
全班同学这次都看到了气泡。
点评：碳酸氢钠粉末和氯水的反应很难观察到有气泡产生，如何排除碳酸氢钠的悬浮物对气泡观察的干扰，需要思考气泡和固体悬浮物的区别一一密度不同。为了观察到准确的实验现象，不光要动眼，更要动脑。实践需要理论的指导。
生5：我们向氯水中加入铁粉，看到有大量气泡产生。
师：真有大量气泡?
下面学生议论纷纷，大部分学生说没有看到气泡。
生5：理论上应该有气泡呀?
师：(追问)你们到底有没有看到气泡?
生5：(支支吾吾)恩……好像没有……，但盐酸和铁反应，应该有气泡呀?
师：我们应该尊重客观事实，实验事实是第一位的。在这儿我们没有看到气泡，这是实验事实，应如实记录下来。
点评：在巡视中教师发现有个别小组在实验报告上将铁粉和氯水的实验现象“违心”地记为“有气泡”，于是让这一小组进行汇报。学生的这种错误源自验证性实验。在验证性实验中，实验现象在实验前已经预设好了，并且大部分情况下，这种预设能获得正面的反馈。在探究性实验中，当实验结果与学生的预想不符时，有些学生 宁可怀疑自己眼睛，也不愿相信实验事实。过分盲从“理论”而忽视基本事实是创新的大忌。
师：还有哪些方法可检验HCl？
生6：我们用NaOH溶液和酚酞制成了红色酚酞试液，再向其中加入氯水，发现红色褪去，证明溶液中存在H+。
生7：我们用蓝石蕊试纸来检验H+，开始的瞬间变红，但很快红色就褪去了，并没有―直保持红色。
在学生交流的基础上，总结出如下实验结果：
师：刚才巡视时，发现有些实验组完成了4组甚至5组实验。但也有个别实验组只完成了2组实验。结合你们组完成的实验，请谈谈体会。
生8：我们拿到试剂就做，做的过程中比较犹豫，―直在想这种试剂的作用。再加上动作慢，所以只做了2组实验。
生9：我们组做了5组实验。在实验前我们先对实验方法进行了讨论。在考虑如何检验H+时，我们想到了按照酸的通性来考虑检验方法。
点评：规定的时间完成实验的数量能反映同学间动手能力的差异，同时也体现了理论对实验的指导作用。酸的通性初中就已经学过了，但在新情境下，很多学生并没有运用酸的通性的意识。知识只有在应用中才能体现其价值。
4.3对实验异常现象的分析与探究
4.3.1铁粉与氯水反应观察不到气泡的原因
师：实验结果告诉我们，氯水中存在H+，碳酸氢钠粉末可以和氯水中的H+反应产生气泡，但为什么同样浓度的H+却不能和铁粉反应产生气泡呢?
生：根据化学方程式，1molH+和足量碳酸氢钠反应可以产生1molCO2气体，而lmol H+和足量铁粉反应只能产生0.5 molH2气体，可能原因是产生的H2气泡少，所以不易观察得到。
师：铁和盐酸反应除了可观察气泡外，还可以检验什么离子?
生：Fe2+。
教师演示实验：向氯水中加入铁粉，待铁粉沉下后，再滴加KSCN溶液。溶液变红。
师：溶液变红说明存在Fe3+，有没有可能是铁和盐酸反应生成了Fe2+，但被空气中的氧气氧化导致的?
生：有可能。
师：是这样吗?注意观察红色出现的位置，是在整个溶液内部，而不是和空气直接接触的溶液的上方，说明不是氧气所为，是什么物质将铁元素氧化到+3价呢?
有学生小声说，可能是氯气。
师：在氯水中存在比H+氧化性强的Cl2，所以铁更易与Cl2反应，而不是和H+反应，当然就看不到气泡了。
点评：在解释铁粉和氯水反应没有气泡的过程中，教师从理性的角度引导学生思考原因。在这一过程中，Fe3+、Fe2+的检验，Fe2+的还原性等第三章刚学习过的知识得到了复习和应用。在检验猜想“空气中氧气是否会氧化Fe3+时”提醒学生注意红色出现的位置，体现了观察实验细节的重要性。
4.3.2蓝石蕊褪色之谜
师：刚才的实验告诉我们，氯气可以和水反应，且生成物有HCl。我们是否也忽略了某些物质呢?HCl中-1价Cl是由O价的氯化合价降低得到的，那么这一反应中化合价升高的元素又是什么?
生：反应物共有3种元素，分别是+1价的H，-2价的0和0价的Cl，+1价对于H来说已经是最高价了,不能再升了。如果是-2价的0化合价升高，一般会得到0价的0，但我们在向氯气中加蒸馏水时并没有看到气泡产生。因此化合价升高的只能是0价的Cl。
0
-2
-1 ＋x
C12＋H2O→HCI+CI
师：经实验证明氯气和水反应的另一种生成物为次氯酸(HClO)。氯水中存在次氯酸、盐酸和氯气，根据已有的知识可知，盐酸不能使石蕊褪色，那么，使石蕊褪色的是HClO还是Cl，呢?请设计实验验证你的猜想。
生：看看干燥的氯气能否使石蕊褪色。
教师演示实验用玻璃棒向一张红纸点滴蒸馏水，放入装有氯气的试管中。
实验现象：红纸湿润部分褪色，未湿润部分不褪色。
结论：具有漂白作用的是HClO，而不是C12。
知识介绍：有机色质如石蕊、红墨水等一般都是弱还原剂，遇到强氧化剂时，易发生氧化还原反应而褪色。资料显示，次氯酸漂白的机理是其能提供新生氧[O]，新生氧的氧化能力很强，能破坏有机色素结构而达到漂白。
教师总结：HClO的性质：(1)强氧化性：可漂白、杀菌。(2)不稳定性：见光易分解。
对石蕊褪色分析：氯水中既存在H+又存在HClO，向蓝色石蕊试纸上点滴氯水，H+能使石蕊试纸变红，HClO能使石蕊试纸褪色。实验观察到蓝色石蕊试纸变红，但很快就褪色。褪色是如此之快，以致我们很难看到变红的过程。
师：我们在检验氯气和水的反应产物HCl时，用碳酸氢钠可以检验H+，用硝酸银溶液和稀硝酸可以检验C1-，而在用金属铁、蓝石蕊试纸检验H+时发现了意外，这导致我们发现了氯水中的另一种物质HCIO。请大家写出氯气和水反应的化学方程式。
生：CI2+H2O=HCI+HCIO
师：氯水中反应物(Cl2，和H2O)与生成物(HCl和HCIO)共存。这样的反应叫可逆反应，一般用可逆符号表示。
C12+H20?PHCI+HCIO
点评：对异常现象的探究导致了HCIO的发现，由此可见如实记录异常现象的必要性。
探究必须有一定的知识背景，学生对HCIO的性质缺乏必要的基础，所以HCIO的性质需有教师提供必要的知识支持，在此基础上引导学生认识HCIO。
4.4对实验正常现象的反思与再认识
4.4.1红色酚酞溶液褪色能证明存在H吗?
在刚才对异常现象分析的基础上对表1中的2个问号进行完善。得到如下表2：
师：对于刚才我们所做的5组实验，在学习了HCIO性质后，对于用变红的酚酞试液检验H+的方法所得出的结论，大家觉得有没有问题?
生：最终红色褪去可能是次氯酸漂白导致的。
师：向试管中加入1mL NaOH溶液，加入1滴酚酞试液，用滴管向其中逐滴加入新制氯水，当滴到最后一滴时，红色突然褪去。分析产生褪色的可能原因并设计实验证明你的猜想。
生1：继续加入NaOH溶液，看是否变红，若变红 说明是酸碱中和的原因，若不变红，说明是漂白的原因。
生2：继续加入酚酞溶液，看是否变红，若不变红，说明是酸碱中和的原因，若变红，说明是漂白的原因。
学生分组实验2：向试管中加入1mL NaOH溶液和1滴酚酞试液用滴管逐滴加入氯水至红色刚好褪去。将所得溶液分成两份，一份加入2滴酚酞试液，另一份加入2滴NaOH溶液，观察现象。
现象：褪色后的溶液中一份加入2滴酚酞试液，变红；另一份加入2滴NaOH溶液，不变红。
师：在向红色酚酞溶液中加入氯水的过程中，一直发生着酸碱中和的过程，但是开始没有漂白，是由于HCIO大部分都被碱中和成NaCIO了，当溶液的碱性明显减弱时，加入氯水中的HCIO就可以发生漂白反应了。可见，最终漂白的结果也包含了酸碱中和的贡献。
师：请写出NaOH的酚酞溶液中加入氯水，发生反应的化学方程式。
生：C12+2NaOH=NaCI+NaCIO+H2O
师：NaCIO可用于漂白液、消毒液。
点评：学习过程中应有反思的意识。由于我们的认识受到当时知识背景的影响，所以不可避免会产生片面的甚至是错误的认识。当我们学习了一个新知识或接触到一个新事物后，要善于运用所学去完善以前的认识。反思能带来新的理解和发现。
4.4.2 NaCIO能漂白吗?
师：刚才我们在验证红酚酞褪色原因时分析到，红酚酞试液加入氯水，刚开始的几滴氯水和NaOH溶液反应生成了NaCIO，但红色并没有褪去。我们不禁要问NaCIO真的有漂白作用吗?
学生分组实验3：84漂液的性质
向试管中加入1mL漂液，加入1滴酚酞试液，振荡30秒，观察现象。
另取一只试管，加入1mL漂液和1滴酚酞试液，再加入1滴稀硫酸，振荡，观察现象。
现象：不加酸，振荡30秒，酚酞褪色，加酸，立即褪色。
师：漂液漂白原理：空气中CO2，使NaCIO转化成HCIO。工业上，加少量硫酸可使漂白速率加快。试比较HCIO和H2C03的酸性强弱。
教师总结：HCIO的性质：(3)弱酸性：酸性：H：C03>HCIO
点评：“漂液能漂白吗”这一问题起承上启下的作用，这是对氯水使红酚酞试液褪色原因自然提出的问题，又引出了漂液的性质，进一步为学习次氯酸的弱酸性打下基石出。
4.5课堂总结
对化学实验的启示：
(1)观察的细致性。
(2)多因素共存时，注意各因素的相互影响，排除干扰。
(3)物质检验要结合物质的性质有序思考。
点评：课堂总结和开始的复习回顾遥相呼应，点明了本节课的知识体系。同时也指出了氯气和水反应与氯气和碱反应的关系。
