基于学生认知序教学“氯气的性质”

许智慧

（福建省莆田哲理中学，福建莆田 351100）

引 言

在高中化学教材中，“氯气的性质”知识点编排在“氧化还原反应”“离子反应”之前、“氯气的制法”之后[1]。在学习“氯气的性质”时，学生对氧化还原反应的认识还停留在概念层面，对氧化还原反应中化合价变化的特点及本质并不清楚；对电解质、非电解质的概念已有初步认识，但对电解质的电离及强弱、电解质在水中的存在情况一无所知。

一、传统教学存在的问题

在教学“氯气与水反应”一课时，基于传统教学模式，教师从元素守恒角度分析氯气与水反应的产物中有盐酸，但学生无法从化合价升降角度认识另一产物。在学习“新制氯水和久置氯水的成分”时，学生不了解电解质有强弱之分，更不清楚强弱电解质在溶液中的电离情况。在教学“氯气的实验室制法”时，由于学生不知道氯气的性质，教师使用饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢气体、尾气处理等成为教学的难点。基于以上问题，教师应当从学生的认知序出发，调整教材内容，优化教学过程，可以先教学“氧化还原反应”和“离子反应”，然后教学“氯气的性质”，最后教学“氯气的制法”。

二、“氯气的性质”教学过程

（一）课前准备

1.实验仪器及药品

铁架台（带铁夹）、锥形瓶、滴液漏斗、干燥管、橡胶塞若干、橡皮管、广口瓶、注射器（10毫升两支、20毫升两支、50毫升一支）、红色布条、表面皿、pH试纸、小试管、小烧杯、玻璃管一支、蒸馏水、硝酸银溶液、稀硝酸、84消毒液、矿泉水瓶、氯酸钾固体、浓盐酸、无水氯化钙。

2.氯气的制取及收集

第一，连接好装置；第二，锥形瓶中加入氯酸钾固体，塞好瓶塞；第三，滴液漏斗中加入浓盐酸，打开分液漏斗的活塞，将浓盐酸滴入氯酸钾固体中，生成的氯气经过无水氯化钙干燥，并收集到干燥的矿泉水瓶和广口瓶中。

（二）教学过程

环节一：新课引入

教师：通过上节课的学习，大家已经了解了氯气的物理性质。氯气是一种黄绿色的有毒气体，能够跟金属单质、非金属单质发生氧化还原反应。那么当氯气与水相遇时，两者会碰撞出怎样的火花呢？本节课让我们来探究氯气与水的作用。

环节二：新制氯水成分的探究

探究一：氯气能溶于水吗？

教师演示实验：用50毫升的注射器向盛有氯气的矿泉水瓶中注入蒸馏水，用透明胶布迅速将孔洞粘住。振荡后，可观察到塑料瓶变瘪，溶液呈黄绿色。塑料瓶变瘪，说明瓶内气压减小，这是由于氯气溶于水造成的。溶液呈现黄绿色，是因为溶液中溶有氯分子。

探究二：氯气与水的反应。

教师：若氯气不能与水反应，氯水中的成分是什么？若氯气能与水反应，反应的产物是什么？

学生根据所学知识，从元素守恒角度推断产物中有盐酸。

教师：如何检验溶液中的氢离子和氯离子？

通过讨论，学生得出以下方案。

氯离子的检验：往氯水中滴加硝酸银溶液，再加稀硝酸，若产生白色沉淀，且不溶于稀硝酸，则说明溶液中含有氯离子。

氢离子的检验：（1）把紫色石蕊试液滴入氯水中，若变红则证之；（2）往氯水中加入碳酸钠固体或活泼金属，如锌粒，产生气体；（3）将溶液滴到pH试纸上，试纸变红；（4）“蘸取”待测液，“点”到放置于表面皿的蓝色石蕊试纸上，若试纸变红亦证之。

学生实验方案一：用10毫升注射器从广口瓶中吸取氯气约5毫升，取下注射器；立即用另一个注射器将针头堵住，避免漏气。吸取氯气的注射器再吸入蒸馏水约2毫升，装上针头，振荡，配成氯水。紧接着，将注射器中的氯水推一半至小试管中，滴加硝酸银溶液，再加稀硝酸。若产生白色沉淀，且不溶于稀硝酸，则说明溶液中含有氯离子。

学生实验方案二：用镊子取pH试纸置于表面皿上，将注射器中的氯水推一滴至pH试纸上。当观察到液滴在pH试纸上扩散，中央变白，边缘扩散出一圈红色时，往红色圈上再滴一滴氯水。观察到红色消失，液滴周围又产生新的红色圈。经过分析，学生得出结论：pH试纸产生红色圈，说明氯水中含氢离子。

学生：“为什么实验会出现液滴中央泛白的现象？”

教师：“酸碱指示剂是一种有机色素。有机色素褪色称为漂白性。pH试纸变白，说明氯水中含有具有漂白性的物质。这种具有漂白性的物质是什么？

教师可以从氧化还原反应的角度引导学生分析：氯气与水反应生成的产物中除了HCl，还有新物质。

学生：具有漂白性的物质可能是氯分子，也可能是反应生成的新物质。

探究三：氯水中谁能漂白？

对比实验：两支20毫升的注射器中装好干燥的红色布条。一支吸入干燥的氯气；另一支先吸入干燥的氯气，再吸入少量的蒸馏水。一段时间后观察到，仅吸入干燥氯气的注射器中，红色布条不褪色；而吸入氯气和水的注射器中，红色布条颜色变浅，直至完全变白。

探究四：漂白性的物质究竟是什么？

投影展示：消毒液的使用说明和注意事项。

学生从中提取有用信息：消毒液的有效成分为NaClO。该成分能用于白色织物的消毒，会使织物局部漂白褪色……

演示实验：将紫色石蕊试液滴入盛有少量84消毒液的试管中，观察到溶液变蓝，但褪色不明显。

学生提出疑问：“那是消毒液漂白性不强吗？”教师往试管中再加入几滴稀硫酸，溶液迅速褪色。学生讨论得出：稀硫酸是初中时常用的试剂，其不具有漂白性，故而推测次氯酸钠与稀硫酸反应生成的产物使溶液迅速褪色。教师追问：“该反应为什么能发生？”

根据复分解反应的条件，学生得出结论：次氯酸是一种弱酸。教师再问：“次氯酸有多弱？比碳酸还弱吗？能否设计实验比较次氯酸与碳酸的酸性强弱？”通过实验，学生自主得出次氯酸的性质：弱酸性和漂白性。

通过资料展示，教师向学生讲授次氯酸的不稳定性、新制氯水的成分、久置氯水的成分、新制氯水的保存方法等知识。

环节三：学生自主总结本节课的收获

环节四：教师利用实验提出问题，帮助学生巩固“氯水的性质”知识点

演示实验：取试管，加入约2mLNaOH溶液，滴几滴酚酞试液，溶液变红；继续加入一定量的新制氯水，溶液红色褪去。

教师提问：“溶液褪色的原因是什么？如何通过实验证明？”

三、教学反思

在学习“氧化还原反应”后，学生对化合价的变化特点有所了解，能利用“氧化还原反应”的知识对“氯气与水的反应”的产物做初步的推断。教师利用生活中常用的84消毒液引出次氯酸的性质，使本部分次氯酸的教学具有趣味性。通过分析氯水变质的原因（次氯酸见光分解导致平衡朝正反应方向移动），学生初步接触化学平衡及其移动，为后续氯气中氯化氢气体的除杂、氯气的尾气处理等知识的学习奠定了基础。在研究氯水的成分时，教师使用带注射器的广口瓶盛装干燥的氯气，实现课堂上氯水的现配现用，兼具趣味性、时效性和绿色化。

结 语

基于学生的认知序，教师对教材资源整合调整为氧化还原反应→离子反应→氯气的性质→氯气的制备。这样的教学顺序有助于教师突破教学难点，使知识变得不再零散；有利于学生知识框架的建构和知识体系的建立。