“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物進行預測、探究，體現了宏觀與微觀相結合的思想，強化證據推理意識。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，構建從宏觀現象到微觀粒子再到微觀粒子的反應從而進行產物微觀粒子探析的進階分析模型，體會宏觀實驗現象產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”化學學科核心素養的發展。

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、實驗現象、結論之間的聯系，促進“證據推理與模型認知” 化學學科核心素養的發展。

4.通過氯水消毒的優缺點分析，發展社會參與意識，培養社會責任感。

本節課我設計了如下四個教學環節。

環節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：創設學習情境，明確本節課的研究內容，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。

環節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：依據氯水的顏色判斷氯水中含有氯氣分子。根據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，發生了化學反應。

設計意圖：根據宏觀現象的不同，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。

環節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。②哪種預測更符合氧化還原反應的規律？

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律。

教師活動2：提出問題：“如何設計實驗驗證氯氣和水的產物微粒？”

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律解決化學問題的能力；設計實驗驗證產物微粒過程中引導學生從價態、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，培養了學生“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”的化學學科核心素養。

環節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，培養社會責任感。