病毒預防環境下的《氯氣》“生活化”教學設計

李先栓

(宿遷高等師范學校，江蘇 宿遷 223800)

教育家陶行知先生在他的“生活教育”中提出“生活即教育, 用生活來教育，為生活而教育”；“化學——我們的生活，我們的未來”，“國際化學年”的主題思想揭示化學教學應更多聯系化學與生活、關注化學與未來，培養學生情感態度與價值觀，提高學生科學素養，培養學生利用化學知識解決生活問題、探討社會決策的意識等。《氯氣》“生活化”教學設計，突出新冠肺炎病毒預防新環境下的實踐應用，充分體現化學教學的生活教育作用。

1 設計策略

中職學校化學教學注重學生的參與互動，教學設計體現動手、動腦、動口的相互交流合作；注重教學理論聯系生活實際，使學生在興趣和實用中了解化學，在過程中體驗、學會學習方式，訓練思維能力；重視化學在生活中的應用，警惕化學物質在生活中的不法使用，提高小學教師的化學素養，通過他們，教育幼年兒童從小認識生命的重要意義，關注社會健康，實現衣食住行方面的自我保健，從而實現全民的科學素養。

新冠肺炎病毒預防環境下情境導入的策略：

①導入新課“生活化教學設計”：新冠肺炎病毒預防環境下你使用過84消毒液進行環境消毒嗎？生活中還有哪些方面使用到84消毒液？

②氯氣物性“生活化教學設計”：打開84消毒液瓶會聞到刺激性難聞的氣體，這是氯氣的氣味，微溶于水(2 VCl2/VH2O)；氯氣毒性：第一次世界大戰第一次使用的化學武器——氯氣。

③課題理解“生活化教學設計”：“富集在海水中的元素——氯”：海水如何富集鹽——趣味地理資料“死海”。

④氯氣和金屬Na反應“生活化教學設計”：生活中的NaCl——食鹽，加碘鹽。

⑤氯氣和非金屬H2反應“生活化教學設計”：生活中的鹽酸——潔廁靈、胃酸。

⑥氯氣與水和堿反應“生活化教學設計”：生活中氯氣與水或堿的反應——自來水消毒和84消毒液；生活實踐與就業指導——自制“84消毒液”；如何正確使用84消毒液？使用84消毒液預防新冠病毒，高濃度下可引起肺水腫。84消毒液不能用于空氣消毒。

2 教學設計

2.1 教學目標

2.2.1 知識與技能

①通過科學推測、實驗探究、歸納出氯氣單質的物理性質和化學性質，認識氯氣的性質在生活中的應用；

②培養學生聯網搜尋技能，學會探究，培養創新能力。

2.2.2 策略與方法

①通過引導發現、聯網搜尋、實驗探究、合作學習的過程，體驗科學探究的方法，同時強化合作能力；

②在學習過程中培養學生的學習方式，訓練學生的思維、推理及歸納總結能力。

2.2.3 情感態度與價值觀

①通過“氯氣的發現及確認過程”，體會科學探究艱辛和喜悅的過程，樹立不畏艱難的科學探究精神，并同時加強環保意識，強化團隊精神；

②使學生進一步明確化學是一門以實驗為基礎的科學，增強親身實踐的意識，保持不斷探索的興趣，形成勇于探究的習慣。

2.2 教學重、難點

(1)重點：氯氣的化學性質：氯氣與水和堿的反應。

(2)難點：認識次氯酸的強氧化性、氯氣與水和堿反應的化學方程式難點化解。

2.3 教學手段、方法

多媒體教學，運用探究法、對比法等化解難點。

2.4 教學過程

2.4.1 情境導入，生活中的氯：84消毒液、自來水消毒、食鹽、胃酸等

[引導發現]你在新冠肺炎病毒預防環境下使用過84消毒液進行環境消毒？生活中還有哪些方面使用到84消毒液？

[生答]來客聚餐后的碗筷消毒、生吃水果洗滌消毒、白色衣物漂白洗滌等。

[引導發現]84消毒液使用中有什么感覺？

[生答]有刺激氣味、引起咳嗽，有“燒手”的感覺。

[銜接]下面我們來學習84消毒液的生產、消毒原理和使用方法。

2.4.2 初試新知，氯氣的物性

[引導發現]打開84消毒液瓶會聞到刺激性難聞的氣體，這是氯氣的氣味，微溶于水(2 VCl2/VH2O)。

[課堂展示]氯氣儲氣瓶。氯氣的顏色：黃綠色氣體(顧名思義：氯氣綠色氣體)，刺激呼吸道粘膜產生粘液、引起咳嗽——毒氣。

[生活化教學設計]學生搜尋：歷史資料：第一次世界大戰第一次使用的化學武器——氯氣

[幻燈2]1915年4月22日上午，伊普爾(Ypres)前線德軍陣地前沿寬6公里的戰線上，英法聯軍看到德軍陣地上突然出現的黃綠色煙霧，一種難以忍受的強烈刺激性怪味弄得英法官兵死去活來，先是打噴嚏、咳嗽，流淚不止，后來就覺得空氣沒有了，像是掉進了大悶罐中一樣。不一會兒，一個個英法官兵窒息倒地。在這次毒氣襲擊中，英法聯軍有1.5萬人中毒，至少有5000人死亡。

第二次Ypres戰役：兩天后，德軍以同樣方式用氯氣攻擊加拿大第一師的陣地。加拿大軍得到醫官的指示，在紗布、毛巾上撒尿，蒙在臉上隔著呼吸。尿液里的尿素和氯氣發生化學作用(合成雙氯尿素) 降低了氯氣的效果。加拿大第一師就是這樣撐住，直至英軍其他的部隊抵達增援。他們因為使用“尿布”這樣簡單的方法，所以，氯氣直接導致的傷亡只有228名[2]。

[生]閱讀課文“科學史話”，了解氯氣的發現，感知、感悟科學探究艱辛和喜悅的過程。

[師]簡介舍勒生平事跡，激勵學生學習科學家熱愛科學、追求科學、獻身科學的精神

學生搜尋：化學史資料：舍勒(Karl Wihelm Scheele1742.12.19-1786.5.21)

[幻燈3]舍勒經常處于窮困之中，大量的實驗工作是用簡陋的儀器在寒冷的實驗室中進行的。他還經常在夜里工作，這大大損害了他的健康，得了哮喘病，使他在1786年5月21日過早地病故了，終年僅44歲。舍勒一生發現的新物質有30多種，最為突出的貢獻是發現氧氣和氯氣[3]。

[銜接]吸入氯氣刺激呼吸道粘膜產生粘液、引起咳嗽——長期侵害得哮喘病？了解氯氣的毒性原理。

2.4.3 探索應用，氯氣的化性

2.4.3.1 與金屬的反應

氯氣可以和絕大多數的活潑或不活潑金屬直接反應，生成相應的氯化物。如：

[生活化教學設計1]生活中的NaCl——食鹽

學生搜尋：食鹽

[幻燈4]國家法定鹽業公司生產經營，包括海水制鹽、開發巖鹽、湖鹽和天然鹵水制鹽等。

未經加碘的食用鹽，不得進入碘缺乏病地區食用鹽市場。

在農村，部分居民使用大粒粗鹽腌制咸菜。從市場上購買低價的粗鹽腌制咸菜很容易買到劣質的工業用鹽，長期食用工業用鹽腌制出的咸菜，容易因為亞硝酸鹽而引起中毒[4]。

[生活化教學設計]2.課題理解：富集在海水中的元素——氯。

海水中最多的元素，海水中的鹽的巨大儲藏。地球表面70%的面積覆蓋著海洋，海水中鹽的含量占3.5%。如果把這些鹽全部取出，平鋪于地面，可使地面高度升高150米。海鹽主要是NaCl及少量的MgCl2、MgSO4等。

[啟發推測]海水如何富集鹽？海水富集鹽的含量是否在增加？

學生搜尋：海水如何富集鹽趣味地理資料：死海

[幻燈片1]

死海位于約旦和以色列之間一個南北走向的大裂谷的中段，南北長80.4 km，東西最寬處17 km。深水中達到飽和的氯化鈉沉淀為化石化。

湖水呈深藍色，非常平靜、富含鹽類的水使人不會下沉或無法游泳。死海水的比重是1.17～1.227，而人體的比重只有1.02～1.097。游客可以手拿畫報閱讀，隨波漂浮(圖1)。死海——不能生長動植物的鹽湖；死海——不能讓人沉入淹死的海。

圖1 湖水富含鹽類游客隨波漂浮

死海的海水富含礦物質，常在海水中浸泡，可以治療關節炎等慢性疾病。富含礦物質的死海黑泥，由于健身美容的特殊功效，使它成為以色列和約旦兩國寶貴的出口產品[1]。

多媒體展示海洋、海水曬鹽圖片或視頻(略)。

[銜接]潔廁靈的主要成分是什么？

2.4.3.2 與非金屬H2的反應

[視頻1]實驗1：制備氫氣，在空氣中點燃，然后將導管伸入氯氣瓶中。

現象：純凈的氫氣在氯氣中安靜地燃燒，發出蒼白色火焰，集氣瓶口形成白霧。

[用途]工業上利用食鹽水電解產生的H2和Cl2生產鹽酸HCl。

[自主建構]對比氫氣在氧氣、氯氣中燃燒的現象，對燃燒的條件及其本質有何新的認識？

[幻燈5]燃燒的條件及其本質

①促燃物不一定是氧氣，可燃物與氧化劑達到燃點即可燃燒。

②燃燒是反應劇烈的現象，具有發光(火焰)、發熱或發煙的特征。

燃燒定義：任何發光發熱的劇烈的氧化還原反應都叫燃燒。

[生活化教學設計2]潔廁靈的主要成分是鹽酸，還有微量表面活性劑、香精等，能快捷有效地消滅衛生間臭味、異味，清潔空氣。潔廁靈的使用原理是

MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑

[生活化教學設計3]生活中的鹽酸——胃酸

學生搜尋：胃酸

[幻燈4] 胃液中的胃酸(0.2%～0.4%的鹽酸，pH約為0.9～1.5)，殺死食物里的細菌，確保胃和腸道的安全，同時增加胃蛋白酶的活性，幫助消化。胃液對消化食物起著重要作用，正常胃液呈酸性，空腹時為20～100 mL，胃液分泌有一定的量，如分泌過多，就會出現吞酸、反胃、吐酸水等現象。

胃舒平，是由能中和胃酸的氫氧化鋁和三硅酸鎂兩藥合用，并組合解痙止痛藥顛茄浸膏而成[5]。

[銜接] 為什么可以使用84消毒液環境消毒預防新冠病毒？

2.4.3.3 與氧化物H2O和堿的反應

[學生實驗] 1. 氯氣與水和堿溶液反應的對比實驗

操作方法如下：

取兩個裝有氯氣的集氣瓶(帶導管)，先觀察黃綠色。然后向一個瓶的導管里注入5 mL自來水(實驗后多余氯氣用氫氧化鈉溶液吸收)，向另一個瓶的導管里注入等體積的濃氫氧化鈉溶液，振蕩，片刻后，對比瓶里的氯氣的顏色。

現象：注入堿液的瓶里黃綠色褪去，而注入水的瓶里的黃綠色變化不明顯。

原理：氯氣微溶于水，少量與水反應：

[用途]工業上生產“84消毒液”(NaClO)和漂白粉[Ca(ClO)2] ：

[學法指導]難點化解：化學方程式理解、記憶方法：“理解不用記”：“反應機理法”

②Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+ H2O：反應機理：Cl2先與H2O反應，生成物HCl、HClO 再與NaOH反應生成NaCl、NaClO、H2O：

[學生實驗2] 氯氣的殺菌、漂白探究

操作方法如下：

分別收集干燥的氯氣和氯化氫氣體，放入干燥的有色布條各一條，觀察發生的現象，然后加蒸餾水潤濕有色布條觀察發生的現象。

現象：干燥的有色布條在干燥的氯氣和氯化氫氣體中變化均不明顯；加水潤濕后氯氣中有色布條褪色，氯化氫中的有色布條變化不明顯。

結論：氯氣的殺菌、漂白原理是因為氯氣與水反應生成具有強氧化性的次氯酸(HClO)。次氯酸是弱酸不穩定，分解釋放的氧原子具有很高的活性，結合病毒 (殺菌)、結合有色物質形成無色物質(漂白)、沒有物質結合時自身結合形成氧氣(圖2)。

圖2 次氯酸殺菌、漂白原理

[環保意識]在通風廚等通風設備下實驗，多余氯氣用氫氧化鈉溶液吸收。

[生活指導] 氯氣刺激呼吸道粘膜產生粘液、產生咳嗽：氯氣與水反應生成具有強腐蝕性的鹽酸、強氧化性的次氯酸——毒氣。

[學習指導] 次氯酸的不穩定，使其在生活中使用很不方便，只能現配現用；NaClO則比較穩定，半年時間才能分解一半。“84消毒液”(NaClO)、漂白粉[Ca(ClO)2]等均是以鹽的形式存在，可以有效保存8個月，其消毒原理是利用水中、空氣中的CO2(碳酸)形成HClO。

上二式反映出HClO的酸性弱于H2CO3。

[拓展] 潔廁靈和84消毒液不能混用，否則會產生有毒的氯氣。高濃度氯氣可致人暈厥，甚至死亡。因為84消毒液的主要成分是次氯酸鈉(NaClO)，二者反應的化學方程式為：

[錯例指導] 解釋次氯酸的殺菌、漂白原理：次氯酸是弱酸不穩定，易分解放出氧氣。

評析：次氯酸的氧化性是因為易釋放氧原子；釋放的氧原子具有很高的活性，能與病毒、有色物質結合(殺菌、漂白)，分解產物氧氣是沒有殺菌、漂白能力的。錯誤利用次氯酸不穩定的性質。

[自主建構] 新制氯水和久存氯水的成分。

新制氯水：較多Cl2，較少HCl、HClO；

久存氯水：主要是鹽酸HCl。

[應用思考] 書后習題P87-2[7]: 新制氯水滴入AgNO3溶液、藍色石蕊試紙、紅墨水的現象。

[生活化教學設計] 生活中氯氣與水或堿的反應——自來水消毒和84消毒液

學生搜尋：自來水消毒

[幻燈4] 氯系列消毒劑主要有：液氯、次氯酸鈉、漂白粉等，它們的殺菌機制基本相同，主要靠水解產物次氯酸起作用。自20世紀70年代發現氯消毒產生三致(致癌、致畸、致突變)物質以后，在傳統的生物消毒方法進行突破同時，也開始推廣一些新的處理技術，如二氧化氯、臭氧、紫外線消毒等[8]。

二氧化氯ClO2消毒劑。性價比最優的一種。二氧化氯的氧化能力約為氯的2.6倍，滅菌效果是次氯酸的5～10倍；特別是它與水中的有機物反應不生成三氯甲烷等三致物質，被確認是醫療衛生、食品加工魚保鮮、飲水和工業循環水等方面消毒殺菌理想藥劑，被世界衛生組織(WHO)列為A1級安全殺菌劑[9]。

84消毒液。高效消毒劑，無色或淡黃色液體，有效氯含量5.5～6.5%。被廣泛用于賓館、旅游、醫院、食品加工行業、家庭等的衛生消毒[10]。

使用84消毒液預防新冠病毒，高濃度下可引起肺水腫。如何正確使用84消毒液？

①稀釋84消毒液時要先倒水再倒消毒液；

②84消毒波屬于含氧消毒劑.千萬不能和含強酸的消毒產品混合使用；

③日常使用中應采取擦試方式，如使用噴酒方式，只能近距離噴灑在物體表面；

④84消毒液不能用于空氣消毒；

⑤在清理下水管道、廚房水槽、溝渠、垃圾桶等，可直接倒入84消毒原液兩瓶蓋或者把原液噴灑在物品的表面。10分鐘后再用清水沖洗干凈。

[生活實踐與就業指導] ①自制“84消毒液”。電解NaCl稀溶液并攪拌可直接制備“84消毒液”。通電時氯氣(封閉)被溶液完全吸收，反應原理為：

生成的Cl2與NaOH反應：

②漂白粉。將電解NaCl產生的Cl2通入冷的消石灰Ca(OH)2反應：

[小結與板書設計](略)。

[課后作業]

[課后作業1]“生活化學”實踐活動：①在生物老師的指導下，利用顯微鏡檢測天然河水、井水與自來水中細菌菌落總數、大腸菌群數；利用84消毒液殺菌。

②將自己有汗漬的白色衣物，利用84消毒液漂白洗滌。

[課后作業2]實踐理論提高：習題P87～88[7]：第4題：不能使有色布條褪色的物質；第5題：燃燒的錯誤說法；第6題：84消毒液的有效成分；第8題：漂白粉的有效成分；第9題：漂白粉購買和存放應注意哪些問題；第11題：儲氯罐意外泄漏，疏散人群的方法和消防隊員應急處理方法。

3 教學反思與設計論證

3.1 把握教學理念——突出生活、友好實用

教學設計要跳出教材，“從生活到化學，從化學到社會”的角度去設計教學。課前提煉教材中“生活化學”元素，“生活化學”設計教學情境；課堂上啟發學生聯想生活，進行“生活化學”教學；課后引導學生練習，進行“生活化學”實踐活動。

氯氣的毒性給化學蒙上了恐怖的色彩，教學中應注意正面引導，教友好的、實用的化學：通過對氯氣的性質及用途的介紹，讓學生明白氯氣的毒性并非是絕對的。合理、有效的手段和方法，不僅可以避免氯氣毒性的危害，更可以化害為利，讓其為我們的生產、生活服務。在引入環節上，向學生展示一些生活中常見的含氯的食物、衣物、藥物、試劑、肥料及84消毒劑等實物圖片，可以使學生在心理上對氯元素產生一種親切感，形成友好型化學的印象[12]。

3.2 把握教學時間——詳略得當、重點突出

本節教學時間擬定1課時，教學時間操控如下。教學導入及死海地理資料、氯氣的物理性質及氯氣作為化學武器的資料、氯氣的化學性質中與金屬和非金屬H2的反應及生活中的食鹽和胃酸的資料作簡單介紹，重點突出氯氣與H2O和堿的反應，在實驗操作、現象原理、學法指導、生活化教學設計、生活實踐與就業指導等方面達到較詳細的研究，突出教學的重點內容，突出生活實際應用。教學時間的把握由課堂實際教學操控，利用課件進行展示，以縮短講述和板書的時間，特別是死海資料、化學武器的資料、食鹽和胃酸的資料信息，通過展示一筆帶過，盡量占用較少時間。

3.3 把握教學難度——取舍有度、化解遷移

本節教學的難點是氯氣與水和堿反應的化學方程式掌握，水和堿雖是兩類物質，但反應原理有必然的聯系，實際應用亦屬同類(都是通過形成次氯酸)，教學設計中作為一個知識點來介紹。氯氣與堿反應主要以NaOH為主，生活中主要使用84消毒液，很少用到漂白粉，教學處理是將漂白粉知識放到習題8、9兩題中討論。

在氯氣與水和堿反應方程式的學法指導、認識次氯酸的強氧化性等方面介紹難點化解、知識遷移的方法，進行教師職業示范培訓，培養學生良好的學習方式、方法。