第三节化学反应的利用的学案

化学反应的利用【课标要求】1、了解常见气体的制备方法。2、了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式，能举例说明化学能和电能的转化关系及其应用。【2009年考纲】1、掌握常见气体的实验室制法，包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法。2、了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。【教材内容展现】1、从化学反应的用途之一是制备物质出发，以氯气的实验室制法为例，让学生体会怎样利用化学反应制备新物质，掌握氯气的制备、收集和尾气处理方法，总结曾经学过的常见物质的制备方法。2、以“化学反应为人类提供能源”为主题，引导学生掌握原电池的工作原理。【知识框架】【教材分析】本节内容是第一节理论知识的实际应用，主要从化学反应的物质变化和能量变化两个层面介绍了化学反应的用途。其中第一节课主要通过演示实验，着重介绍氯气的实验室制法。要求从药品、反应原理、实验装置、实验现象等层面去理解、掌握实验室制取氯气的有关知识。对氯气的工业制法，只简单地介绍了反应原理，具体的工艺流程则放在选修教材中学习，减轻了学生的负担。结合氧化还原的知识，比较氯气的实验室制法与氯制备新物质为人类提供能源确定物质的组成、结构，测定物质有关组分的含量以氯气的实验室制法为例以原电池的工作原理为重点化学反应的利用气的工业制法在本质上的相同点，有利于学生从本质上理解物质制备的原理。教材注意新旧知识的联系，结合以前学过的氢气、二氧化、生铁、硫酸、硝酸的实验室制法或工业制法，将知识归类整合，做到温故而知新。氯气有毒，要对学生进行安全教育和环保教育。【教学建议】1、在第一部分的教学中，教师可以在教材提供素材的基础上，引导学生回忆实验室制备氢气、二氧化碳、氨气时所用的制备装置和收集方法，从而归纳出如何根据原料状态、反应条件选择气体发生装置，如何根据气体的性质确定收集方法和是否需要尾气吸收装置等。2、在第二部分中，原电池的工作原理是本主题的核心活动，而化学电源的教学要求比较低，其深入探讨在选修模块“化学反应原理”“化学与生活”进行，此处不宜做过多探讨。化学反应的利用第1课时【学案设计】【课前预习作业】交流·研讨1、到目前为止，你已经学习过哪些化学反应？你对化学反应的实质、规律有了哪些了解？2、化学反应与人们的日常生活和化工生产有着密切的联系。请你举例说明，在日常生活中和化工生产中，化学反应有哪些应用？【阅读与思考】20世纪40～50年代，人们用高纯度的人工制备的化合物代替黏土制得了“先进陶瓷”，使其具有不同于普通砖瓦的优异性能；70年代后，一些不同材质和不同结构的陶瓷复合材料相继出现，材料结构进一步完善，性能进一步提高，适用范围扩展到航空领域、军事领域等。为了更好的满足人们生活的需要，丰富人们赖以生存和发展的物质世界，目前人工合成的物质已超过3500万种，且其数量仍在以每年合成几百万种新物质的速度继续增长着。那么，一种新物质是怎样利用化学反应制备出来的呢？【问题组】1、你已学过哪些物质的制备？2、在制备时有些什么要注意的?【总结规律】1、根据物质的性质，选择科学合理的实验原理；2、根据原理选择合适的仪器和药品；3、根据实验的特点，设计安全可靠的实验装置。4、如果是工业生产，还需考虑原料的用量、价格以及设备的承受能力等；实验室中制备物质还要考虑切实可行和简单易行。【活动•探究】1、分析以下四个制取氯气的反应原理:从氧化-还原反应知识的角度分析，有什么共同之处？你认为哪个反应原理适合工业生产，哪些反应原理可以用在实验室中？①②③④2、根据以下信息，选择哪些实验仪器组装成制取氯气的发生和收集装置较为合适？物质发生装置收集装置氢气固—液不加热型向下排空气法、排水法二氧化碳固—液不加热型向上排空气法氨气固—固加热型向下排空气法【演示实验】连接制取氯气的发生装置和收集装置，以及尾气处理装置，制取氯气。（如图所示，在烧瓶里加入少量的二氧化锰粉末，通过分液漏斗向烧瓶中加入适量密度为1.19g/cm3的浓盐酸，缓缓加热，使反应加速进行。观察实验现象。用向上排空气法收集氯气，多余的氯气用氢氧MnO2+4HCl(浓)＝MnCl2+Cl2↑+2H2O△2KMnO4+16HCl(浓)＝2MnCl2+2KCl+8Cl2↑+5H2O2NaCl+2H2O＝2NaOH+H2↑+Cl2↑通电△4HCl+O2＝２H2O+2Cl2↑CuCl2化钠溶液吸收）【总结规律】体会物质制备的一般思路：根据物质的性质选择适当的反应原理及发生装置，设计实验过程应符合科学性、安全性、可行性、简约性等。【阅读理解】教材49页的“化学前沿——分子设计与新物质的合成”。【总结】研究物质的性质、制备物质都是为了更好的利用，本节我们以氯气制备为例探究了新物质的合成，认识了化学反应在新物质制备方面的应用价值。人类对化学反应的利于还突出的表现在能量的利用上，下节课我们将要探究化学能与电能之间的相互转化。【巩固练习】1、实验室用KMnO4制氧气，为除去粘附在试管壁上的MnO2，可用试剂（）A．汽油B．水C．稀盐酸D．浓盐酸2、检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采用的方法是（）A．用干燥的蓝色石蕊试纸B．用干燥有色布条C．将气体通入AgNO3溶液D．用湿润的淀粉碘化钾试纸3、实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气（）A．①比②多B．②比①多C．一样多D．无法比较4、下列离子方程式书写不正确的是（）A．氯气和水反应：Cl2+H2O　　　　2H++Cl－+Cl－+ClO－B．二氧化锰和盐酸制氯气：MnO2+4H++2Cl－　　　　Mn2++Cl2↑+2H2OC．氢氧化钠溶液吸收氯气：Cl2+2OH－　　　　Cl－+ClO－+H2OD．漂白粉和盐酸：Ca（ClO）2+2HCl　　　　Ca2++2Cl－+2HClO试剂浓盐酸、二氧化锰固体装置发生装置：固—液混合加热制气装置收集装置：向上排空气法收集实验现象有黄绿色的气体产生5、下图是某学生设计的制取氯气的装置，找出装置中有的错误：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）。（有几处填几处）6、下图是实验室制取氯气的装置图，根据要求填空回答。（1）A烧瓶中发生反应的化学方程是（2）集气瓶B中导气管需要伸入集气瓶底部的原因是,如何认定集气瓶已收集满氯气?。（3）C装置的作用是，C装置中的反应离子方程式（4）集气瓶B中的氯气中气中混有的杂质主要是_________________,要制得纯净干燥的氯气，可采取的措施是.【学案设计】第二课时二、化学反应为人类提供能量【交流研讨】观察书本50页图2-3-7“即热饭盒”的结构示意图，思考并讨论下列问题：【问题组】1撤去底部隔板几分钟后，饭菜为什么就变热了？2用铝热剂焊接钢轨的原因是什么？3你所知道的哪些反应是放热反应，哪些是吸热反应？小结：化学能可以转化成热能，人们还可以利用电池将能转化为能。【实验探究】实验中用的电解质溶液均为稀硫酸CuZnCuZn现象：现象：现象：方程式：Cu能与H2SO4反应生成H2？结论：【问题组】1实验中你观察到了什么现象？尝试解释这些现象的原因。2标明电子的流动方向和溶液中阴阳离子的移动方向。3根据氧化还原的知识分析锌片、铜片上发生反应的情况。归纳结论：1原电池就是将能转化为能的装置。2原电池根据两极活泼性的不同，分为_______和________。正极：通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电子流____（填“出”或“入”）的一极，电极上发生________（填“氧化”或“还原”反应）。负极：通常是活泼性较强的金属，电子流_____（填“出”或“入”）的一极，电极被________（填“氧化”或“还原”），电极发生________（填“氧化”或“还原”反应）。3Cu片正极反应Zn片负极反应4电子流动方向5溶液中离子移动方向GZnCuCBA【交流·研讨】问题：如下图装置，是否构成了原电池呢？如何改进?分析总结：构成原电池的条件是：123【知识拓展】1原电池的应用（1）判断金属的活动性顺序：一般来说，极即电子流的金属电极活泼性强。（2）防止金属腐蚀：将活泼性的金属镀在被保护金属表面（3）设计原电池。根据下式所表示的氧化还原反应设计一个能持续产生电流的原电池装置。Zn（s）+Fe2+（aq）=Zn2+（aq）+Fe（s）(1)画出此原电池的装置简图(2)写出两个电极上的电极反应2介绍常见的化学电源和化学能的利用指导学生阅读书本51-52页的内容，交流讨论：（1）一次电池和二次电池的区别（2）试举例说出你所知道化学电源。如，废旧电池有什么危害，我们应该怎么正确使用呢？（3）化学能的利用还包括化学能与热能、光能等其他形式的能量之间的转化，在你的周围有哪些化学能转化成其他能量的事例？3研究性学习课题：介绍一种常见的化学电源（如工作原理、特点、应用等方面）要求：分组研究，组内成员选择电池种类不同：每位同学将自己搜集的文字、图片或者视频资料交给小组长，由小组长制作成PPT文档在我校研究性学习课堂中展示。【知识应用】1下列关于原电池的叙述中正确的是（）A．原电池能将化学能转变为电能B．原电池负极发生的电极反应是还原反应C．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极D．原电池的电极只能由两种不同的金属构成2在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（）A．碳棒上有气体放出，溶液酸性变弱B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，电子流向从a极到b极D．a极上发生了氧化反应【反馈练习】1人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，它在放电时的电极反应为：Zn+2OH－–2e–＝ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e–＝2Ag+2OH–，据此判断氧化银是（）A．负极，并被氧化B．正极，并被还原C．负极，并被还原D．正极，并被氧化2下列装置能构成原电池的有（）3下列关于实验现象的描述不正确的是（）A.铜锌组成原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快4.把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池：若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极。则这四种金属的活动顺序由大到小为（）A.abcdB.acdbC.cabdD.bdca5下列各组电极均用导线相连分别插入对应溶质的溶液中，其中不能组成原电池的是（）ABCD电极与溶液Zn、C硫酸Cu、Ag硝酸银Zn、Cu蔗糖Mg、Al氢氧化钠