第1单元
氯、溴、碘及其化合物
单元分析
一、内容分析
本单元的内容主要是两个部分：一是以氯气为主体的卤素的相关知识，二是有关氧化还原反应的化学理论知识。具体为：
（1）以资源丰富的海水为研究对象，从资源开发与和利用的视角，引出海水中储量较大的氯、溴、碘的提取和利用；
（2）由氯化钠的资源利用引出氯气的生产原理、性质及用途；
（3）碘的提取原理及实验步骤，溴的提取原理及过程，
（4）在氯气的性质学习之后，及时进入氧化还原反应内容的学习，具体涉及了氧化还原的实质、表示方法及相关概念。
氯、溴、碘元素是典型的活泼非金属元素，而且氯气在工、农业生产中具有非常重要的使用价值，通过对氯气性质的学习，可以将其研究方法、元素的主要化学性质等推广到其他非金属元素的学习。
氧化还原反应的学习是以氯气的性质为基础的，在积累了一定的元素化合物性质以后，从氧化还原反应的实质去分析化学反应，有助于对元素化合物性质的理解，并帮助学生建立合理的知识结构，掌握一种分析、解决问题的方法，通过氧化还原反应，认识物质的性质，实现物质间的转化。
二、目标分析
《课程标准》提出了如下内容标准及活动建议：
（1）通过实验了解氯及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
（2）根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。
（3）实验：溶液中Cl-的检验，氯气的漂白性。
（4）查阅资料：日常生活中的含氯化合物。
根据《课程标准》，在进行本单元的教学时，需要达到如下目标：
（1）了解从海水中获取氯、溴、碘的基本原理和方法，掌握氯气的重要性质，认识氯及其化合物在生产和生活中的重要应用，掌握工业制取氯气和金属钠的原理。
（2）知道氧化还原反应和非氧化还原反应的区别，能分析简单的氧化还原反应，能举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。
（3）了解实验探究的过程和方法，通过观察、分析实验现象，增强发现问题和解决问题的能力。
（4）认识海水是人类的宝贵资源，培养热爱大自然和保护大自然的情感。
（5）观看盐场、氯碱厂或利用海水资源的资料片或参观有关企业，了解其生产原理，从实际社会生活中了解海水中主要物质的提取过程，培养与大自然友好相处的情感。
根据教材与课标的编排，对于电解饱和食盐水的内容不宜延伸至电解原理及反应本质，该部分内容在《化学2》及《化学反应原理》中将进一步学习；对于氧化还原反应也应把握好深度与广度，对于氧化性与还原性的强弱比较、复杂氧化还原反应的配平及氧化还原反应的有关计算不应作为学习目标。
三、重难点分析
1.本单元的知识重点为氯气的化学性质及氧化还原反应的相关知识。氯气是典型的非金属单质，也是一种常见的氧化剂，在内容上是后续学习的基础，在学习的方法上对后续元素化合物的学习有一定的指导作用；而氧化还原反应内容是高中化学中最重要的基础理论之一，对元素化合物的知识学习有着重要的指导作用。
对于氯气性质的教学，应充分发挥实验的功能，对教材所涉及的性质，力求通过实验为学生提供感性的认识，从而加深对其性质及反应的理解。有条件的话，尽可能对其中一些实验作适当改进，在确保环保与安全的前提下安排为学生随堂实验。
而氧化还原反应内容学习，应充分利用氯气性质的相关素材，让学生在已有知识的基础上进一步学习，同时给予学生充分讨论与练习巩固的机会。
2.本单元的教学难点之一为氯气的生产原理，因其反应涉及电解原理，所以学生难以真正理解。教学中在做好该实验的同时，可辅助动画模拟微观过程的方法，让学生从直观层面对认识反应原理。
本单元的教学难点之二是氧化还原反应的相关内容，氧化还原反应知识因其抽象性，历来是高中教学的难点。教材此内容分散在各个章节之中，所以在教学中应把握好知识的深度与广度，切忌一步到位。同时在教学中应充分利用学生的已有知识，将教学要求把握在“最近发展区”之内。
四、实验研究
1．自制简易饱和食盐水电解装置。
⑴装置介绍
①取一芬达汽水瓶，根据注射器针筒的高度截去瓶口部分。
②在瓶底用铁钉烫两个小孔，以刚好插入铅笔芯和铁钉为宜，并用石蜡封住。
③取一硬纸板，并在上面钻两个孔，孔大小以固定注射器为宜，且与电极在同一垂线上。
④向汽水瓶中倒入饱和食盐水。用一注射器吸取少量无色酚酞和一定量饱和食盐水，插入铁电极；另一注射器直接吸取等量溶液，插入石墨电极。按图所示固定好。
⑤接上电源，观察现象。
⑥取出注射器，将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近装有黄绿色气体的注射器，观察现象；将另一支注射器中的气体推入洗涤剂中吹氢气泡。
⑵装置的优点
①现象明显，实验产物易于检验。
②材料易得，学生可亲自制作，亲身体验。
③装置耐用，无需尾气吸收装置，不腐蚀橡皮管。
⑶使用注意事项
①两电极应适当靠近，且保持两电极不松动，防止漏水。
②两电极以细长为好，以防止生成的气体堵塞注射器口部。
2．铜、铁在氯气中燃烧实验的改进。 集气瓶底部先盛放少许氯酸钾，取一段细铜丝， 把铜丝在笔套上绕成螺旋状，做成“U”型，穿过双孔橡胶塞，塞住集气瓶口。在双孔橡胶塞上，一孔插盛有浓盐酸的胶头滴管，另一孔插盛有蒸馏水的胶头滴 管。在露出橡皮塞口的铜丝两端接上导线。实验时，先挤下胶头滴管中的浓盐酸，它与氯酸钾接触立即反应，放出大量氯气。当看到氯气充满全瓶后,接通电源，加热铜丝，稍后，铜丝在氯气里剧烈燃烧，此时立即断开电源。稍后将另一胶头滴管中的水挤出，观察溶液的颜色。实验结束后，注入NaOH溶液进行尾气处理。
3．钠在氯气中燃烧实验改进。
如上图所示，在试管中预先加入少量高锰酸钾固体，用铁夹固定在铁架台上。塞入带球形管的胶塞，在球形管中预先放一薄层蘸有饱和食盐水的棉花团，再垫一层厚的石棉绒。推放注射器中的少量浓盐酸，片刻球形管中出现黄绿色气体，此时立即用镊子取滤纸吸干煤油的金属钠薄片1～2片投入球形管石棉绒上，盖上带沾有氢氧化钠溶液的棉花球的球形滴管吸收尾气。片刻可观察到金属钠在氯气里剧烈燃烧的实验现象。如果再向球形管投入一薄片金属钠, 仍可在氯气里燃烧, 方便重复观察实验现象。
4．氯气与氢气反应实验。（教师可在课外活动中进行补充，以下实验方法仅供参考）
取一支试管，注满稀盐酸（或稀硫酸），加入一段镁带，用量筒收集从试管中排出的水，以估算试管体积，
取一支盛满氯气的试管，加入适量稀盐酸（或稀硫酸）及镁带（注：产生的氢气量应小于试管体积的一半，因为该反应属游离基链式反应，氯气体积略多于氢气体积，反应易成功，气体中混有少量空气时也不会影响实验效果），待产生氢气的反应基本停止，用镁光灯照射试管，即可。
五、教学建议
在教学过程中，应该深入分析专题中各模块的设计意图和作用，把握好教学的广度和深度，符合学生的认知发展规律，注意必修教材与选修教材的关系。
新教材从资源利用的角度组织教学内容，教材面向全体学生，内容难度并不高，教学过程中的难点不多也不集中。教师如果继续按照原有教材的编制体系进行教学，无疑将大大增大学生的学习负担，同时可能会弱化很多学生的学习积极性。在教学过程中不应盲目扩大教学内容的范围，如果将分散在不同模块或章节中的教学内容集中在一起，势必会产生更多新的重点和难点。
（1）第一单元开篇介绍了海水中蕴含的大量资源，学生通过查找资料，了解了如何从海水中提取氯化钠及其用途，但在学习过程中，学生会发现从海水中制得的氯化钠并不能直接使用，在这样的认知冲突下，必然想探究清除粗盐如何变成精盐，但从教材的安排角度，粗盐的提纯的相关内容将出现在《实验化学》中，所以在本单元的教学中不宜展开。
（2）在探究氯水成分时，不宜把新制氯水和久置氯水中的成分及其中存在的微粒作为教学的重点，因为现阶段的学生还不具备讨论电解质电离问题的能力，而如果将溶液中存在的分子、离子呈现给学生，便会成为单纯的知识记忆，无法和已有的知识建立有机的联系。重点应该是初步了解“可逆反应”的概念，以及氯气与水反应的产物（尤其是次氯酸）的性质。
（3）在进行电解饱和食盐水的演示实验时，由于学生还不了解电解池的工作原理，如果要求学生掌握电极上发生的反应和书写电极反应式，这些都会超出学生的知识构建能力，在本单元中给学生创造一个进一步认识电解反应的机会，为以后在选修模块中的学习做好准备。教学重点应放在对实验现象的观察和分析上，请学生根据实验粗略地推断出电解反应的产物，通过特征颜色和其它反应识别氯气。在此也不应拓展电解的原理，不必详细分析产物是怎样产生的。
（4）在氯、溴和碘的教学过程中，将性质教学与从海水中提取这些元素的方法紧密结合在一起，使学生体会到化学在生产、生活中的重要作用。教师不宜将氯、溴、碘性质的递变规律在本单元进行归纳、总结，只需学生进行初步体验即可。
（5）氧化还原反应的教学在教材中是逐步设置的，基于学生的认知能力和知识结构，在本单元中只要求学生掌握氧化还原反应的本质，能够区分氧化还原反应和非氧化还原反应，确定简单的氧化还原反应的电子转移方向和数目，辨别氧化剂和还原剂、氧化性和还原性、氧化反应和还原反应即可，有关氧化还原反应的配平方法和计算不宜出现在本单元的教学中。不宜出现单线桥的表示方法，也不宜拓展复杂氧化还原反应配平和有关计算。
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