实验室制HCl气体

教学设计

（一）、教学目标

知识目标：

掌握实验室制HCl的反应原理及配套装置的选择与安装。

理解实验设计的一般思路。

能力目标：

通过反应原理的选择、收集装置和尾气处理装置的设计，培养思维的逻辑性、严密性和发散性。

通过实验室制取HCl的实验设计，初步获得实验设计的能力。

情感目标：

通过多媒体课件的使用，体验信息技术与化学学科结合的美感。

通过组装和连接实验装置，体验化学实验中的美感及装置连接成功的愉悦感，感受合作合谐的重要

（二）、教学重点：HCl的实验室制法

教学难点：气体发生装置的搭接、尾气吸收装置的设计

（三）、教学方法：问题——探究——实践

（四）、教学媒体：多媒体电脑、投影仪

（五）、教学目标的完成过程

【教师】上节课我们学习了两种重要的化工原料：盐酸和烧碱。（展示盐酸样品）这是一瓶盐酸，请说出它的溶质是什么？

【学生】（集体回答）氯化氢。

【教师】对，氯化氢溶于水即得盐酸，那么如何来制取HCl气体呢？

（提示）可从HCl的组成及性质上入手考虑

【学生】（讨论后回答）

⑴ H₂＋ Cl₂HCl

光照

⑵ H₂＋ Cl₂HCl

⑶ BaCl₂（液）＋ H₂SO₄BaSO₄＋2HCl 等

（互相补充，趋于完整）

【教师】[讲解]能生成HCl的化学反应不止一个，那么在实验室中你会选择哪种方法？为什么？

【学生】（学生讨论后回答）大多选择 ⑶方案。

【教师】（指导）工业制法（批量生产）主要考虑的是经济效益、社会效益（关注的是：原料是否廉价易得、在自然界中含量高；副产品是否有利用价值；是否对环境有害等），而实验室制法则重点考虑反应是否简单，便于操作；反应速度是否适中，易于控制，得到气体的纯度是否较高。本节课我们就来当一次工程师，共同设计一下HCl的实验室制法。

【教师】（板书）实验室制氯化氢气体

【教师】（启发）谈到制法，首要的是确定它的反应原理，刚才大家对其反应原理做了初步的分析，认为用第三个反应好，但我们要的是气体，而此反应得到的是溶液，如何改正一下呢？

【教师】（板书）一、反应原理

【教师】（提示）从HCl气体的溶解性及BaCl₂的价格上来考虑。

【学生】（讨论、回答）考虑到便宜，将BaCl₂改成NaCl；

考虑到溶解性，用浓硫酸，NaCl用固态。

【教师】（板书）₂NaCl ＋ H₂SO₄（浓）Na₂SO₄＋₂HCl

【教师】有什么疑虑吗？

【学生甲】初中学过在溶液中这个复分解反应是不能进行到底的，现在改变了条件不知是否能行？

【教师】甲同学提出的疑虑特别有道理，我们再分析：浓盐酸有很强挥发性，若HCl逸出（在方程式上加↑）……

【学生】（豁然开朗）有气体逸出，反应就能进行到底。

【教师】（补充）若加热，气体逸出就更容易了。

【教师】（投影）NaCl ＋ H₂SO₄（浓）NaHSO₄＋HCl↑

2NaCl ＋ H₂SO₄（浓）Na₂SO₄＋ 2HCl↑

【教师】如果考虑浓H₂SO₄的利用率，怎样选择反应条件？

（启发）反应条件不同，产物不同。

【教师】（板书）二、发生装置

【教师】（讲解）选择什么样的反应装置，取决于反应物的状态和反应条件。回忆以前学到的两套典型的制气装置，分别适用于怎样状态的反应物和怎样的反应条件？

【教师】（待学生思考后）

展示课件1(实验室制取O₂、CO₂、H₂的反应物状态、反应条件及相应的装置)

【教师】根据实验室制HCl的反应原理，从反应物的状态和反应条件入手，讨论实验室制HCl应选择什么样的反应装置

【学生】 （讨论）汇总：基本讨论出实验室制HCl的反应装置，特别讨论到反应容器应可直接加热，药品添加应可控制且要方便。

【教师】好，同学们思考问题都有很强的逻辑性。

展示课件2(实验室制HCl的反应发生装置)

【教师】这是制HCl气体的发生装置，接下去我们该研究什么装置呢？

【教师】（引导）在开始收集气体之前，一般还应连接净化装置，也就是要除去杂质气体。除杂就要考虑杂质是什么（可依据反应原理考虑）？那么请思考，在制HCl的过程中可能有哪些杂质气体呢？

【学生】（讨论）结论：基本上是纯净的。

【教师】故我们就没必要进行净化处理，那么下一步我们就要研究如何收集HCl？

【教师】（板书）三、收集装置

【教师】收集气体时我们常用哪些方法？

【学生】（自由发言）

【教师】（投影）

1.排空气法

₂.排水法

【教师】请同学们据HCl的性质请设计它的收集装置

【学生】（讨论）

【教师】（据学生的思维过程，副板书）

展示课件3(动画：洗气瓶装置的不同用途：

a 长进短出，相当于向上排气法；

b 短进长出，相当于向下排气法；

c 瓶中装满水，短进长出，即排水法)

【教师】（板书）四、尾气处理装置

【教师】（引导）收集装置中双孔塞的出气孔逸出的气体一般不直接排放到空气中。如何来处理尾气呢？请同学们设计一下HCl的尾气处理。

【学生】（讨论）

【教师】（据学生的思维过程副板书）

【教师】（引导） 1、倒吸以后，水到哪儿了？然后又怎样？请思考可能有何结果？

2、为避免倒吸，我们该如何办呢？（比如通过改动某个环节或增加某个装置来实现）

【学生】（讨论）结论多是加一个安全瓶。

【教师】还有哪些装置可防止倒吸？请同学们分析我所展示的几套装置哪些可以，哪些不可以？

展示课件5(若干种装置：安全瓶，倒扣的漏斗，直导管，干燥管等)

【学生】（讨论回答）

【教师】（评价、讲解）同时展示课件(动画：倒扣的漏斗防倒吸的原理)

【教师】请同学们根据刚才的分析，利用你们桌面上的仪器，连接成一套完整的实验室制备HCl的装置。

【教师】（提示）我们在连接时为避免反复或遗漏，便于操作，应该按照怎样的顺序进行连接，才显得有序、条理清楚？（自下而上、自左而右）

【学生】（操作）（积极性高，很投入、很认真）

【教师】请一位学生操作课件6(利用提供的仪器在电脑上模拟操作)

【教师】今天通过制HCl气体的研究，大家对实验室制备气体又有了哪些新的认识？

【学生】（讨论）课代表小结：本节课我们共同完成了实验室制HCl的实验设计，通过本节课的学习，我们知道：研究气体的实验室制法，一般要根据气体的组成和性质，确定反应原理（即制取它的反应），由反应物状态和反应条件确定发生装置，再综合考虑净化、收集、尾气处理等装置。

【教师】展示课件7(小结：实验设计的一般思路及注意事项)

【教师】今天我们尝试了制HCl气体的实验设计，并且了解了制备气体的一般方法，感受到思考问题要注意思维的逻辑性、整体性和严密性，才有助于问题解决。

讨论

1、设计思路

本教学设计试图以实验室制HCl的反应原理及配套装置的选择与安装为载体，在达成知识目标的基础上，使学生能进一步理解实验设计的一般思路，从而提高其实验设计的能力，并通过反应原理、发生装置、收集装置等的选择，培养学生的批判性思维能力及环保意识等。

在知识的学习上，以实验室制HCl气体（发生净化收集尾气处理）的主线贯穿始终，以线带面，易于学生较好地理解实验设计的一般思路。在重难点的处理上，针对学生的认知基础和认知特点，对不同难度的知识点灵活采用了不同的处理方法，赋予不同的能力要求。如反应原理及发生装置、收集装置的教学上，主要通过设疑，让学生讨论分析、主动探究得出结论；而对于尾气的处理，则加强引导，采用给出几套装置，让学生分析、择优选择的方法进行处理，“最近发展区”的设置一方面降低难度，另一方面使学生尝试成功。

在能力培养及情感教育方面，主要借助于主体对象的主动投入。本教学设计设置了较多的发散性问题，这些问题多侧重于引导学生参与，启发学生思考，在有效培养学生科学态度和科学方法的同时，对学生思维的逻辑性、深刻性、敏捷性也有了一定的锻炼。教学中通过师—生互动、生—生互动、动手搭接、评价装置等，有效地提高了学生的思维能力、动手能力、分析能力，增强了团队精神和合作意识。教学中多媒体课件的使用，在增强直观性、提高课堂教学效率的同时，可使学生充分体验到现代信息技术与化学学科结合的美感，从而激发其学习的兴趣和乐趣。

2、教后体会

本节课借助于多媒体课件，从反应原理及发生装置的选取到收集装置的设计，再到尾气的处理，较好地完成了知识目标、能力目标、情感目标的教学，使整个课堂结构具有较强的完整性。对教师而言，整堂课目的明确，主线清晰，逻辑严密。“反应原理的确定”、“发生装置的选取”、“尾气处理”等一个个矛盾的激化与解决使整个课堂跌宕起伏，高潮迭起；对学生而言，这堂课较好地体现了学生的主体意识，问题的设计均遵循学生的“最近发展区”原理，以学生的发展为本，从而较好地激发了学生的兴趣与参与意识，达成教学目标。教学中体会到：若不借助于多媒体课件，本节课的教学内容会稍显过多，另外，本节课教学中对学生设置的发散性问题比较多，教师要对各种可能情况作周密考虑，适时引导。

教学中感觉不足的地方是：本节课的一个主要目的是训练学生的动手操作能力，但由于必要的分析推理，实际上课时学生动手时间只给了五分钟，时间不够充足，有一部分学生完成得还不够理想，学生的动手能力没有得到很好的训练。我认为要解决这个问题除了课堂再多给出一点时间外，更重要的是要在我们平常的化学教学中不断培养学生的实验素养，使所有的学生对常见仪器的特点有明确的认识并能熟练使用。