“氯氣與水的反應”教學設計

吳春田

“氯氣與水的反應”是人教版必修1第二章的內容，該部分以氯氣的知識為主線，將含氯化合物穿插在氯氣的化學性質中進行介紹，構建含不同化合價的氯元素的物質間的轉化關系。從氯氣的知識結構來看，重點介紹氯氣的強氧化性，引導學生從離子反應、氧化還原反應視角對反應的產(chǎn)物進行預測、探究，體現(xiàn)了宏觀與微觀相結合的思想，強化證據(jù)推理意識。從內容選材來看，重視氯氣及化合物的應用價值，如氯氣用于自來水的消毒，84消毒液、漂白粉是日常生活中的消毒劑及漂白液，有助于學生更好地了解化學知識的應用。教材中氯氣與水的反應及氯水的成分和性質，既是本節(jié)課的重點又是難點，因此如何用探究的形式來讓學生突破這個難點也就成了本節(jié)課的教學重點和價值所在。

在學習金屬鈉及其化合物、離子反應、氧化還原反應的基礎上，學生對物質之間的反應和物質性質的研究方法有初步的認識，多數(shù)學生能對未知的事物的性質進行大膽的預測和合理的推理，但缺乏對陌生物質性質預測的角度和對反應規(guī)律的認知；已掌握了一些化學實驗的基本方法，具備一定的實驗操作能力和觀察分析問題的能力，但較少學生能依據(jù)實際問題，設計相關實驗方案，實驗中嚴密性、完整性、科學性及邏輯推理等方面尚存在欠缺，在研究物質的一般思路和方法及科學探究能力上有待提升。據(jù)此確定教學目標為：

1.通過對氯氣和水的反應預測，學會調用氧化還原反應解決化學問題，建立從物質類別、氧化還原反應認識物質的性質的視角。

2.在探究氯水中微粒的活動中，構建從宏觀現(xiàn)象到微觀粒子再到微觀粒子的反應從而進行產(chǎn)物微觀粒子探析的進階分析模型，體會宏觀實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是微觀粒子作用的原因，促進“宏觀辨識與微觀探析”化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

3.在尋找消毒作用的微粒的過程中，建立實驗目的、實驗操作、實驗現(xiàn)象、結論之間的聯(lián)系，促進“證據(jù)推理與模型認知” 化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

4.通過氯水消毒的優(yōu)缺點分析，發(fā)展社會參與意識，培養(yǎng)社會責任感。

本節(jié)課我設計了如下四個教學環(huán)節(jié)。

環(huán)節(jié)1 情境引入，明確研究內容

教師活動：資料：將氯氣（Cl2，黃綠色氣體）通入水中形成氯水，氯水可以起到殺菌消毒的作用。引出本節(jié)課的研究內容。

學生活動：圍繞氯氣和水的作用、氯水中的微粒有哪些、哪些微粒有殺菌消毒的作用、消毒的原理是什么等進行思考。

設計意圖：創(chuàng)設學習情境，明確本節(jié)課的研究內容，學會將生活中的實際問題轉化為化學學科問題解決，認識化學與人類生活的密切關系。

環(huán)節(jié)2 初識氯氣與水的作用

教師活動：演示實驗1氯氣與水的作用。提問氯氣與水是否發(fā)生化學反應。演示實驗2分別將干燥和濕潤的有色布條放入盛有Cl2的試劑瓶中。

學生活動：依據(jù)氯水的顏色判斷氯水中含有氯氣分子。根據(jù)兩個布條顏色變化的不同，判斷氯氣與水反應有新物質生成，發(fā)生了化學反應。

設計意圖：根據(jù)宏觀現(xiàn)象的不同，對微觀粒子之間的作用進行探析，引導學生從宏觀和微觀兩個不同的角度，形成對陌生反應體系的認識，加強學生推理意識，形成氯氣與水的作用的初步認知。

環(huán)節(jié)3 探究氯氣與水的反應

教師活動1：提出問題：①氯氣與水反應，預測生成物？思考預測的角度和依據(jù)。②哪種預測更符合氧化還原反應的規(guī)律？

學生活動1：預測①：Cl2+H2O=HCl+HClO，Cl2化合價為零價，既可以升高也可以降低，與H2O作用，氯元素化合價降低到-1價，同時升高到+1價，氯氣既作氧化劑又作還原劑。 預測②：2Cl2+2H2O=4HCl+O2，Cl2化合價為零價，Cl原子最外層有7個電子，容易得電子，化合價降低，可以做氧化劑，生成HCl，H2O中氧元素為-2價，化合價可以升高，做還原劑，產(chǎn)生O2。因O2沒有漂白性，還原性HCl>H2O，預測②不符合氧化還原反應規(guī)律。

教師活動2：提出問題：“如何設計實驗驗證氯氣和水的產(chǎn)物微粒？”

學生活動2：從物質類別和氧化還原的視角進行性質的預測。HClO為弱酸，氯元素化合價為+1價，具有氧化性。但氯氣與水作用時，氯氣有剩余、生成的HCl分別有氧化性和酸性，因此不能利用HClO的氧化性和酸性來進行檢驗。

教師活動3：資料展示：次氯酸為弱酸，具有強氧化性，因此可以消毒，做漂白劑，可漂白棉、指示劑、麻和紙張等。

學生活動3：根據(jù)所給試劑：PH試紙、紫色石蕊、稀硝酸、硝酸銀、鋅粒、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液設計并完善實驗方案，分組實驗。得出結論：Cl2+H2O=HCl+HClO。氯水中存在的微粒有：Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-。

設計意圖：通過對氯氣和水反應的預測，學會從氧化還原反應的視角分析物質性質，提高利用氧化還原反應規(guī)律解決化學問題的能力；設計實驗驗證產(chǎn)物微粒過程中引導學生從價態(tài)、物質類別的角度對陌生的物質性質進行預測，初步建立預測物質性質的視角，并對應用的復雜溶液體系中進行分析，從而認識到微粒檢驗時的排除干擾微粒實驗思想，培養(yǎng)了學生“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”的化學學科核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)4 氯水消毒原理及缺點

教師活動：資料分享次氯酸的消毒原理及缺點。

學生活動：閱讀資料，進一步了解氯水的消毒的具體原理及氯水消毒的缺點，并知道國家對自來水中余氯含量的要求。

設計意圖：對本節(jié)課研究目的進行落實，通過資料展示，使學生認識到學好化學知識，并正確使用才能更好讓化學服務于生活，從而建立社會參與意識，培養(yǎng)社會責任感。