新教材高中化学活泼的金属单质__钠教学设计、新人教版必修第一册

新教材高中化学活泼的金属单质__钠教学设计、新人教版必修第一册
新教材高中化学活泼的金属单质__钠教学设计、新人教版必修第一册

活泼的金属单质—钠

核心素养目标

宏观辨识与微观探析:从宏观上建立金属钠是一种强还原性金属单质的基本概念,理解其表现出还原性的化学反应,从微观上明确金属钠的强还原性是其易失电子的重要表现。

科学探究与创新意识:通过完成金属钠的相关实验,初步体验有序地、全面地、敏锐地观察实验现象,并能准确地用语言描述,尝试对现象进行分析、归纳,了解科学探究的基本方法,培养初步的科学探究能力。

科学精神与社会责任:通过对于金属钠的性质的研究,理解科学认识来源于实践的科学精神,重视以定性、定量分析作为科学认识的一种方法。通过对钠着火的处理,理解掌握化学知识在公共危险性事故的处理中的重要作用。

教学重难点

掌握钠的物理和化学性质,重点理解钠与氧气、水的反应。

用品

硬质大试管、小烧杯、玻璃片、小刀、镊子、滤纸、钠等。

教学过程

【引入】在开始我们这节课的学习之前,同学们先来看一个演示实验。

【演示实验】“滴水点蜡”实验:事先在酒精灯的蜡芯处放置一小块金属钠,用胶头滴管向蜡芯处滴加水,可以观察到蜡烛被点燃了。(注意:事先放置的金属钠不要太大,避免发生爆炸;应该在临上课前放置。)

【引入】同学们可以观察到,在蜡烛芯上滴水,蜡烛就被点着了;这是因为在实验之前,老师在蜡芯处放置了一小块的金属钠。那么,为什么放置了金属钠,就能用水点着蜡烛呢?带着这样的疑问,我们来开始今天的学习。

【板书】钠的单质

【投影】钠的单质

【讲解】下面,我们先从理论上分析一下钠。首先从物质分类的角度来说,钠是一种金属单质;再根据同学们初中学习过的金属活动性,我们可以得出结论:钠是一种比较活泼的金属单质;最后根据氧化还原反应的理论,金属单质只有还原性,所以金属钠应该具有较强的还原性。

【设疑】同学们能不能从原子结构的角度分析一下,钠为什么具有较强的还原性?(钠原子

的最外层只有1个电子,容易失去,达到最外层8电子稳定结构)

【投影】钠原子的结构示意图

【过渡】我们从理论上分析了金属钠应该是一种具有较强还原性的金属单质,下面我们来具体研究一下金属钠的性质。

【演示实验】用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,观察钠的光泽和颜色,并注意新切开的钠的表面所发生的变化。

【学生活动】仔细观察上面的教师演示实验,复述一下教师的实验操作以及你所观察到的实验现象。

(操作:用镊子夹取一块保存在煤油中的金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,将金属钠放在玻璃片上,用小刀切开;现象:金属钠为固体,保存在煤油中,用小刀可以切开,表面有银白色金属光泽)

【讲解】通过上面的实验,同学们可以得到关于金属钠的一些物理性质:钠是银白色有金属光泽的固体,硬度较小。同时我们也观察到,金属钠是保存在煤油中的,为什么金属钠可以且需要保存在煤油中呢?这个问题我们将通过下面的学习来解决。

【板书】一、钠的物理性质:银白色有金属光泽的固体,硬度较小。

【投影】一、钠的物理性质:银白色有金属光泽的固体,硬度较小。

【过渡】现在我们在回来观察一下刚才切开的金属钠,同学们又观察到了什么现象呢?(金属钠光亮的表面变暗了)

【设疑】为什么切开的金属钠在放置的过程中表面会变暗呢?应该是与空气的某种成分发生了化学反应,具体是哪种物质呢?(氧气)

【讲解】新切开的金属钠光亮的表面很快变暗了,是因为钠与氧气发生了反应,在钠的表面形成了一薄层氧化物,这种氧化物是白色的氧化钠:4Na + O2 = 2Na2O

【板书】二、钠的化学性质:

1、与氧气的反应:4Na + O2 = 2Na2O

【投影】二、钠的化学性质:

1、与氧气的反应:4Na + O2 = 2Na2O

【设疑】根据上面的学习,同学们能不能回答金属钠为什么需要保存在煤油中呢?(钠与空气中的氧气快速反应,需要隔绝空气保存)金属钠又为什么可以用煤油保存呢?(钠不与煤油反应且钠的密度大于煤油,初中物理学习过煤油的密度大概是0.8g·cm-3,钠的密度应该大于0.8g·cm-3。)

【讲解】在实验室中通常把金属钠保存在煤油或者石蜡油(一种与煤油成分类似的石油提取物)中。

【过渡】上面的反应是金属钠在常温下与氧气的反应,如果加热,金属钠又会发生什么变化呢?

【演示实验】将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆大的钠,迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,观察现象。

【学生活动】观察上面的实验,同学们互相讨论看到的实验现象,找学生总结一下实验的具体现象是什么。(钠先熔化再燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体)

【讲解】由于液态钠表面张力的问题,熔化的钠呈现球形,类似初中物理中介绍的液态汞。上面燃烧得到的淡黄色固体是过氧化钠(Na2O2),反应为:2Na + O2 Na2O2

【板书】二、钠的化学性质:

1、与氧气的反应:4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 Na2O2

【投影】二、钠的化学性质:

1、与氧气的反应:4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 Na2O2

【讲解】钠是一种具有强还原性的金属单质,可以与很多非金属单质反应。

【投影】钠与氯气、单质硫反应的视频。

【过渡】钠除了与非金属单质反应以外,还可以与水反应。下面我们对钠与水的反应进行一下探究。

【板书】2、与水的反应:

【投影】2、与水的反应:

【学生活动】同学们互相讨论,从物质组成和氧化还原的角度分析预测一下,钠与水反应的产物应该是什么?并说明理由。(钠在反应中一定失电子转化为钠离子,由于水中氧元素呈现的-2价是其最低价,所以只能是+1价的氢得电子化合价降低,所以生成物应该有氢气。另外的生成物一定有钠元素和氧元素,因为氧化钠会与水反应,所以只能认为是氢氧化钠)【过渡】通过上面的分析,同学们认为钠与水反应的产物可能是氢气和氢氧化钠,我们再通过实验来验证一下上面的预测是否正确。

【分组实验】向水槽中加入一定量的水,滴加几滴酚酞,投入一块绿豆大的钠,待实验完后,观察实验现象。

【学生活动】同学间互相讨论,交流各自观察到的实验现象,填下面的表格:

【投影】

【讲解】总结上面的结论,我们可以再丰富一下钠的物理性质:银白色有金属光泽的固体,硬度较小,熔点低(97.8℃),密度小于水大于煤油(0.971g·cm-3)

【设疑】通过上述的讨论,我们再回忆一下本节课开始的实验,同学们能不能理解为什么在灯芯上加一块钠,加水就能点燃酒精灯呢?(钠与水反应放热,达到着火点使酒精燃烧)【设疑】同学们能不能解释一下,初中化学中的金属间的置换反应为什么不能用“K、Ca、Na”等金属呢?(这些金属过于活泼,加入水溶液中直接与水发生反应,不会置换金属)【投影】钠与硫酸铜、钠与氯化铁溶液反应的视频。

【练习】预测钠与浓盐酸反应的现象。(比钠与水反应更剧烈)

【投影】钠与浓盐酸反应的视频。

【练习】预测钠投入煤油和水的混合物中的现象。(钠在煤油和水的界面,有气泡产生,上下跳动,至钠消失)

【投影】钠与煤油和水的混合物反应的视频。

【设疑】金属钠失火应该用什么灭火呢?(沙土盖灭)

【投影】本节小结。

作业布置:

练习册第35页练习与实践

板书设计:

活泼的金属单质—钠

一、钠的性质

1.钠的物理性质

银白色金属,质软,有延展性,导电,导热,熔、沸点低,密度小

2.化学性质

(1)与氧气反应常温:4Na + O2 = 2Na2O (白色)

点燃:2Na +O2=== Na2O2(淡黄色)

(2)与氯气反应点燃:2Na+Cl2 === 2NaCl

(3)与水反应现象:“浮”、“熔”、“游”、“响”、“红”

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

二、钠的用途 1.制备钠的化合物

2.钠钾合金可做原子反应堆的导热剂

3.高压钠灯

4.还原贵重金属

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