大单元教学在氯及其化合物中的应用

大单元教学在氯及其化合物中的应用

  陈露

   四川省南充高级中学

在以往关于氯气这一节教学的引课中，我们常用氯气作为战争用毒气这一素材。但是新教材要求弘扬化学对社会的贡献这一价值，体现化学学习的重要性，减少负面和消极的内容。再加上氯及其化合物在生产生活的应用非常广泛，因此教学中除了贯穿“结构—性质—用途”这一主线外，还应更多地联系生活实际。基于大单元教学的理念，本节内容大体设计为以下三个课时：

一、揭秘自来水消毒的原理

课前让学生先收集关于自来水处理的相关信息，然后让学生回答，我们每天都要用的自来水是如何获得的，经过了哪些过程？接着播放关于从河水到自来水整个处理过程的视频，学生对于该过程有了初步了解，也知道自来水的来之不易，懂得节约用水。提问：在最后一步的消毒中，通常用到了哪些消毒方式？在此科普常用于自来水消毒的几种方式，如液氯、漂白粉、紫外线、臭氧等方式，并分析各自利弊，让学生学会辩证地看待问题，事物都有两面性。紧接着提问：以前常用的液氯消毒自来水的原理是什么？是氯气本身的性质吗？学生首先提出假设，再通过讨论初步设计实验方案。

接着对比教材上干燥的纸条和鲜花分别置于氯气（在实验室提前制备并收集好）中实验，发现Cl2不能使干燥纸条褪色但可使鲜花或湿润的纸条褪色，由此说明有漂白作用是并不是Cl2本身。因此要搞清楚这个问题，我们就得了解Cl2的相关性质，自然进入性质的学习。

二、氯气及其化合物的性质

基于“结构—性质—用途”这一主线，首先让学生分析氯的原子结构，发现氯最外层为7个电子，易得到1个电子达到稳定结构，氯元素具有较强的非金属性，推测Cl2具有很强的氧化性。然后再回到自来水消毒的问题上：既然不是Cl2本身的性质起了消毒作用，那说明是Cl2与水反应后生成的某种产物具有较强的氧化性，可杀菌消毒，也具有漂白作用。接下来让学生尝试书写Cl2与水反应的方程式，一些学生可能写出有H2O2生成的反应，也有一些提前预习过的同学能写出有HClO生成。给出资料卡片，氯气的氧化性不足以生成H2O2，所以更可能是生成了HClO和HCl（由化合价升降推导）。思考：到底是HClO还是HCl起到了消毒或漂白的作用呢？让学生设计对照实验，即将盐酸直接滴加到干燥的纸条上，纸条并不褪色，由此排除HCl具有漂白作用这一可能，总结Cl2与水反应的原理和HClO的主要性质。

由于氯气及液氯并不方便储存和运输，目前我们国内自来水消毒更多地是采用漂白液或漂白粉，给信息：已知漂白液的主要成分是NaClO，学生思考制备原理，由此写出Cl2与NaOH的反应，再自然过渡到漂白粉的制备，及Cl2与氢氧化钙（工业上用石灰乳）的反应。紧接着呈现漂白粉包装袋上关于其保存的说明，思考为什么要置于阴暗处？漂白粉失效的原理是什么？

而氯气的强氧化性还体现在它可与常见的还原剂（如金属、某些非金属单质）的反应，如Cl2与金属钠、铁、铜以及H2的反应，强调结构决定性质的应用。

三、氯气的制备

学生阅读教材上关于氯气的发现史并总结氯气的制备原理，分小组讨论并设计实验装置，提示应包括制备、除杂、收集和尾气处理等装置，学生绘制装置草图，然后分小组展示交流。由于氯气存在毒性，因此其制备实验不在教室演示，但可由学生根据提供的仪器组装好整套装置，分析各装置的作用。