第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用的學(xué)案

1、化學(xué)反應(yīng)的利用【課標(biāo)要求】1、了解常見氣體的制備方法。2、了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式，能舉例說明化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。【2009年考綱】1、掌握常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法，包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法。2、了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。【教材內(nèi)容展現(xiàn)】1、從化學(xué)反應(yīng)的用途之一是制備物質(zhì)出發(fā)，以氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法為例，讓學(xué)生體會(huì)怎樣利用化學(xué)反應(yīng)制備新物質(zhì)，掌握氯氣的制備、收集和尾氣處理方法，總結(jié)曾經(jīng)學(xué)過的常見物質(zhì)的制備方法。2、以“化學(xué)反應(yīng)為人類提供能源”為主題，引導(dǎo)學(xué)生掌握原電池的工作原理。【知識(shí)

2、框架】制備新物質(zhì)為人類提供能源確定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)，測(cè)定物質(zhì)有關(guān)組分的含量以氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法為例以原電池的工作原理為重點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)的利用【教材分析】本節(jié)內(nèi)容是第一節(jié)理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，主要從化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)層面介紹了化學(xué)反應(yīng)的用途。 其中第一節(jié)課主要通過演示實(shí)驗(yàn)，著重介紹氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法。要求從藥品、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等層面去理解、掌握實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的有關(guān)知識(shí)。對(duì)氯氣的工業(yè)制法，只簡(jiǎn)單地介紹了反應(yīng)原理，具體的工藝流程則放在選修教材中學(xué)習(xí)，減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。結(jié)合氧化還原的知識(shí)，比較氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法與氯氣的工業(yè)制法在本質(zhì)上的相同點(diǎn)，有利于學(xué)生從本質(zhì)上理解物質(zhì)制備的原理。教材

3、注意新舊知識(shí)的聯(lián)系，結(jié)合以前學(xué)過的氫氣、二氧化、生鐵、硫酸、硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法或工業(yè)制法，將知識(shí)歸類整合，做到溫故而知新。氯氣有毒，要對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育和環(huán)保教育。【教學(xué)建議】1、在第一部分的教學(xué)中，教師可以在教材提供素材的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)室制備氫氣、二氧化碳、氨氣時(shí)所用的制備裝置和收集方法，從而歸納出如何根據(jù)原料狀態(tài)、反應(yīng)條件選擇氣體發(fā)生裝置，如何根據(jù)氣體的性質(zhì)確定收集方法和是否需要尾氣吸收裝置等。2、在第二部分中，原電池的工作原理是本主題的核心活動(dòng)，而化學(xué)電源的教學(xué)要求比較低，其深入探討在選修模塊“化學(xué)反應(yīng)原理”“化學(xué)與生活”進(jìn)行，此處不宜做過多探討?；瘜W(xué)反應(yīng)的利用第1課時(shí)【學(xué)案設(shè)計(jì)

4、】【課前預(yù)習(xí)作業(yè)】交流·研討1、到目前為止，你已經(jīng)學(xué)習(xí)過哪些化學(xué)反應(yīng)？你對(duì)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、規(guī)律有了哪些了解？2、化學(xué)反應(yīng)與人們的日常生活和化工生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系。請(qǐng)你舉例說明，在日常生活中和化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)有哪些應(yīng)用？【閱讀與思考】20世紀(jì)4050年代，人們用高純度的人工制備的化合物代替黏土制得了“先進(jìn)陶瓷”，使其具有不同于普通磚瓦的優(yōu)異性能；70年代后，一些不同材質(zhì)和不同結(jié)構(gòu)的陶瓷復(fù)合材料相繼出現(xiàn)，材料結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善，性能進(jìn)一步提高，適用范圍擴(kuò)展到航空領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域等。為了更好的滿足人們生活的需要，豐富人們賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)世界，目前人工合成的物質(zhì)已超過3500萬種，且其數(shù)量

5、仍在以每年合成幾百萬種新物質(zhì)的速度繼續(xù)增長(zhǎng)著。那么，一種新物質(zhì)是怎樣利用化學(xué)反應(yīng)制備出來的呢？【問題組】1、 你已學(xué)過哪些物質(zhì)的制備？2、 在制備時(shí)有些什么要注意的?【總結(jié)規(guī)律】1、根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，選擇科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)原理；2、根據(jù)原理選擇合適的儀器和藥品；3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)安全可靠的實(shí)驗(yàn)裝置。4、如果是工業(yè)生產(chǎn)，還需考慮原料的用量、價(jià)格以及設(shè)備的承受能力等；實(shí)驗(yàn)室中制備物質(zhì)還要考慮切實(shí)可行和簡(jiǎn)單易行?！净顒?dòng)探究】1、分析以下四個(gè)制取氯氣的反應(yīng)原理:從氧化-還原反應(yīng)知識(shí)的角度分析，有什么共同之處？你認(rèn)為哪個(gè)反應(yīng)原理適合工業(yè)生產(chǎn)，哪些反應(yīng)原理可以用在實(shí)驗(yàn)室中？4HCl+O2 H2O+2Cl2

6、CuCl2 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2+2H2O2KMnO4+16HCl(濃) 2MnCl2+2KCl+8Cl2+5H2O通電2NaCl +2H2O2NaOH+H2+Cl22、根據(jù)以下信息，選擇哪些實(shí)驗(yàn)儀器組裝成制取氯氣的發(fā)生和收集裝置較為合適？ 物質(zhì)發(fā)生裝置收集裝置氫氣固液 不加熱型向下排空氣法、排水法二氧化碳固液 不加熱型向上排空氣法氨氣固固 加熱型向下排空氣法【演示實(shí)驗(yàn)】連接制取氯氣的發(fā)生裝置和收集裝置，以及尾氣處理裝置，制取氯氣。（如圖所示，在燒瓶里加入少量的二氧化錳粉末，通過分液漏斗向燒瓶中加入適量密度為1.19g/cm3的濃鹽酸，緩緩加熱，使反應(yīng)加速進(jìn)行。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

7、象。用向上排空氣法收集氯氣，多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收）試劑濃鹽酸、二氧化錳固體裝置發(fā)生裝置：固液混合加熱制氣裝置收集裝置：向上排空氣法收集實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有黃綠色的氣體產(chǎn)生【總結(jié)規(guī)律】體會(huì)物質(zhì)制備的一般思路：根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)原理及發(fā)生裝置，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)符合科學(xué)性、安全性、可行性、簡(jiǎn)約性等?！鹃喿x理解】教材49頁(yè)的“化學(xué)前沿分子設(shè)計(jì)與新物質(zhì)的合成”。【總結(jié)】研究物質(zhì)的性質(zhì)、制備物質(zhì)都是為了更好的利用，本節(jié)我們以氯氣制備為例探究了新物質(zhì)的合成，認(rèn)識(shí)了化學(xué)反應(yīng)在新物質(zhì)制備方面的應(yīng)用價(jià)值。人類對(duì)化學(xué)反應(yīng)的利于還突出的表現(xiàn)在能量的利用上，下節(jié)課我們將要探究化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。【鞏固練習(xí)

8、】1、實(shí)驗(yàn)室用KMnO4制氧氣，為除去粘附在試管壁上的MnO2，可用試劑 （ ） A汽油 B水 C稀鹽酸 D濃鹽酸2、檢驗(yàn)氯化氫氣體中是否混有Cl2,可采用的方法是（ ）A用干燥的藍(lán)色石蕊試紙 B用干燥有色布條C將氣體通入AgNO3溶液 D用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙3、實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制氯氣：用含HCl 146g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；用87gMnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣 （ ） A比多 B比多 C一樣多 D無法比較4、下列離子方程式書寫不正確的是（ ）A氯氣和水反應(yīng)：Cl2+H2O2H+Cl+Cl+ClOB二氧化錳和鹽酸制氯氣：MnO2+4H+2ClMn2+Cl2+2H2OC氫

9、氧化鈉溶液吸收氯氣：Cl2+2OHCl+ClO+H2OD漂白粉和鹽酸：Ca（ClO）2+2HClCa2+2Cl+2HClO5、下圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)的制取氯氣的裝置，找出裝置中有的錯(cuò)誤：（1） ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） 。（有幾處填幾處）6、下圖是實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的裝置圖，根據(jù)要求填空回答。（1）A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程是 （2）集氣瓶B中導(dǎo)氣管需要伸入集氣瓶底部的原因是 ,如何認(rèn)定集氣瓶已收集滿氯氣? 。（3）C裝置的作用是 ，C裝置中的反應(yīng)離子方程式 （4）集氣瓶B中的氯氣中氣中混有的雜質(zhì)主要是_,要制得純凈干燥的氯氣，可采取的措施是 .【學(xué)案設(shè)計(jì)】 第二課時(shí) 二、化學(xué)反應(yīng)為人類提

10、供能量【交流研討】觀察書本50頁(yè)圖2-3-7“即熱飯盒”的結(jié)構(gòu)示意圖，思考并討論下列問題：【問題組】1 撤去底部隔板幾分鐘后，飯菜為什么就變熱了？2 用鋁熱劑焊接鋼軌的原因是什么？3 你所知道的哪些反應(yīng)是放熱反應(yīng)，哪些是吸熱反應(yīng)？小結(jié)：化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化成熱能，人們還可以利用電池 將 能轉(zhuǎn)化為 能。【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)中用的電解質(zhì)溶液均為稀硫酸 G Zn Cu C B Cu Zn Cu ZnA 現(xiàn)象： 現(xiàn)象： 現(xiàn)象：方程式： Cu能與H2SO4反應(yīng)生成H2？ 結(jié)論：【問題組】1 實(shí)驗(yàn)中你觀察到了什么現(xiàn)象？嘗試解釋這些現(xiàn)象的原因。 2 標(biāo)明電子的流動(dòng)方向和溶液中陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向。 3根據(jù)氧化還原的知識(shí)

11、分析鋅片、銅片上發(fā)生反應(yīng)的情況。歸納結(jié)論：1 原電池就是將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。 2 原電池根據(jù)兩極活潑性的不同，分為_和_。正極和負(fù)極 正極：通常是活潑性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體，電子流_（填“出”或“入”）的一極，電極上發(fā)生_（填“氧化”或“還原”反應(yīng)）。 負(fù)極：通常是活潑性較強(qiáng)的金屬，電子流_（填“出”或“入”）的一極，電極被_（填“氧化”或“還原”），電極發(fā)生_（填“氧化”或“還原”反應(yīng)）。3 Cu片 正極反應(yīng) Zn片 負(fù)極反應(yīng) 4 電子流動(dòng)方向 5 溶液中離子移動(dòng)方向 【交流·研討】問題：如下圖裝置，是否構(gòu)成了原電池呢？如何改進(jìn)?分析總結(jié)：構(gòu)成原電池的條件是： 1 2 3 【

12、知識(shí)拓展】1原電池的應(yīng)用（1） 判斷金屬的活動(dòng)性順序：一般來說， 極即電子流 的金屬電極活潑性強(qiáng)。（2 ）防止金屬腐蝕：將活潑性的 金屬鍍?cè)诒槐Ｗo(hù)金屬表面 （3） 設(shè)計(jì)原電池。根據(jù)下式所表示的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置。Zn（s）+Fe2+（aq）=Zn2+（aq）+Fe（s）(1)畫出此原電池的裝置簡(jiǎn)圖(2)寫出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)2介紹常見的化學(xué)電源和化學(xué)能的利用指導(dǎo)學(xué)生閱讀書本51-52頁(yè)的內(nèi)容，交流討論：（1）一次電池和二次電池的區(qū)別（2） 試舉例說出你所知道化學(xué)電源。如 ，廢舊電池有什么危害，我們應(yīng)該怎么正確使用呢？（3） 化學(xué)能的利用還包括化學(xué)能與熱能、光能等其

13、他形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，在你的周圍有哪些化學(xué)能轉(zhuǎn)化成其他能量的事例？3 研究性學(xué)習(xí)課題：介紹一種常見的化學(xué)電源（如工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用等方面）要求：分組研究，組內(nèi)成員選擇電池種類不同：每位同學(xué)將自己搜集的文字、圖片或者視頻資料交給小組長(zhǎng)，由小組長(zhǎng)制作成PPT文檔在我校研究性學(xué)習(xí)課堂中展示?！局R(shí)應(yīng)用】1下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是（ A ）A原電池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷原電池負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是還原反應(yīng)C原電池在工作時(shí)其正極不斷產(chǎn)生電子并經(jīng)外電路流向負(fù)極D原電池的電極只能由兩種不同的金屬構(gòu)成2 在如圖所示的裝置中，a的金屬性比氫要強(qiáng)，b為碳棒，關(guān)于此裝置的各種敘述不正確的是（ B ） A碳棒

14、上有氣體放出，溶液酸性變?nèi)魾a是正極，b是負(fù)極 C導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，電子流向從a極到b極Da極上發(fā)生了氧化反應(yīng)【反饋練習(xí)】1 人造地球衛(wèi)星用到的一種高能電池銀鋅蓄電池，它在放電時(shí)的電極反應(yīng)為：Zn + 2OH2eZnO + H2O，Ag2O + H2O + 2e2Ag + 2OH，據(jù)此判斷氧化銀是（ B ） A負(fù)極，并被氧化 B正極，并被還原C負(fù)極，并被還原 D正極，并被氧化2 下列裝置能構(gòu)成原電池的有（ ）3下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（ ）A.銅鋅組成原電池中電子是從鋅經(jīng)過導(dǎo)線流向銅 B.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡C.把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D.把鋅片放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快4 .把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸泡在稀H2SO4中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電