书城教材教辅新课程师资培训教程-高一化学优秀课例
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第5章 钠

【教学目标】

一、知识目标

了解钠的物理性质

掌握钠的化学性质

了解钠的存在和用途

二、能力目标

透过事物的表面现象,分析其产生的内在原因,以提高自身观察能力和分析问题的能力。

三、情感目标

培养学生分析问题的能力和其科学方法,激发学生学好文化知识,报效祖国的神圣的责任感。

【教学建议】

一、教材分析

本节教材包括三部分,钠的物理性质、化学性质及钠的存在和主要用途。其中钠的化学性质是本节的重点,在钠的化学性质中重点讨论了钠与氧气及钠与水的反应。难点就是对实验现象的观察和分析。在钠的存在和用途中,首先介绍了自然界里元素存在的两种形态,游离态和化合态,然后结合钠的化学性质很活泼,引导学生得出在自然界中钠只能以化合态存在。教材对钠的用途只作简单介绍。

二、教法建议

(一)采用实验探究法,按照问题——实验——观察——分析——结论的程序进行教学。具体建议如下:1.尽可能地通过实验和观察得出结论。

2.创造条件采用边讲边做实验的教学方法。

3.最大限度地发挥学生的主体作用,让学生边实验、边观察、边分析,最后自己得出结论。

4.钠和氧气的反应可由[实验2-2]钠的表面在空气中的变化而引入。

(二)深入挖掘知识之间的联系,使新知识纳入学生已有的知识结构中形成新的优化的知识结构。

1.虽然碱金属单质在日常生活中并不常见,但它们的某些化合物却与我们的生活密不可分。

2.可让学生标出Na与H2O反应的电子转移的方向和数目,巩固氧化还原反应的知识。

3.应将Na的结构、性质、保存、存在、用途紧密联系起来,形成主线。充分体现结构决定性质、存在、用途以及保存方法取决于性质这一思想。

4.学习了钠与水的反应后,紧接着可让学生讨论“钠与硫酸铜溶液反应会有什么现象发生?生成什么物质?”再做钠与硫酸铜溶液反应的实验来验证。使学生对初中学习的金属活动性顺序有一个更深入、更全面、更科学的认识,从而使学生认识到任何规律都不是绝对的,而是有条件的这一辩证唯物主义的观点。使学生树立普遍性中存在特殊性的科学思想。

【教学设计示例】

(第一节)钠

重点:从钠的原子结构特征认识钠的化学性质难点:对实验现象的观察和分析

教学过程

一、导入新课

1.这是元素化合物的第一个主族元素的学习,应采取从结构到性质至用途的循序渐进的学习方法,为后面的主族元素的学习开好头。

2.介绍金属及其化合物的学习程序。

3.介绍第一节钠在全章内容中的重要性。

二、练写碱金属元素的名称、符号及原子结构示意图1.教师指导学生在书后的周期表中查出碱金属元素在周期表中的位置,并指导学生掌握碱金属的核电荷数递变的规律。

2.熟练的写出碱金属的名称、符号及核电荷数。

三、教师强调

重视知识的内在联系,以结构为基础,以性质为重点,以结构→性质→存在和用途为主线培养学生分析问题的能力。

四、钠的物理性质

演示课本第28页[实验2-1],请一位学生切割钠(以调动学生学习的积极性,加强动手操作能力)。并指导学生阅读钠的物理性质的课文(提高学生归纳总结的能力)。

五、钠的化学性质

1.与氧气的反应

提问:在空气中,新切的钠面上有什么变化?

演示:课文第29页[实验2-2]并补充钠在纯氧中燃烧的实验。

总结:根据观察到的现象及课文有关钠与氧气反应的内容,理解常温下“发暗”,“燃烧黄色火焰”,“淡黄色”固体等关键的现象的根本原因,以理解促进记忆,并写出相关的化学方程式。

4Na+O2空气不足2Na2O(不稳定)

2Na+O2点燃Na2O2(黄色火焰)

(2)与硫等非金属反应

提问:根据钠与氧气反应的现象和钠的最外层电子结构,推知钠与氯气、硫等反应,指出钠与硫粉研磨,会发生爆炸,写出相关的化学方程式。

2Na+S=Na2S(研磨易爆炸)

2Na+Cl2点燃2NaCl(剧烈燃烧)

(3)与水的反应

演示课本第29页[实验2-3]前,提醒学生注意观察钠在水中变化的情况。

演示[实验2-3],可利用多媒体投影,在一U形管中加入少量水后滴加1滴酚酞再加入一米粒大小的金属钠,投影于屏幕上,可使学生更清晰地观察到实验现象:“浮”(钠浮在水面上),“熔”(熔为小球),“游”(迅速游动),“红”(酚酞水溶液变红)。

演示2-4:,重点检验收集到的气体。引导学生观察产生有关现象的原因,培养学生从实验现象分析得出结论的能力。

讨论:

(1)钠的原子结构特点和水的组成,得到的结论是钠置换出水中的氢,生成氢气和氢氧化钠。

(2)让学生结合课文内容,解释钠浮在水面上的原因(钠的密度比水小),解释钠与水反应时,为什么熔成小球(反应放热,且钠的熔点低),解释钠熔成小球后为什么在水面上向各个方向迅速游动(反应生成的氢气对其产生了推动作用)。解释滴有酚酞的水为什么变红(反应生成了氢氧化钠使酚酞变红)。

(3)由此得出保存钠的方法:隔水、隔空气,而保存在煤油中(比煤油的密度大,且不溶于煤油)。

(六)通过掌握钠的物理和化学性质,说明钠的主要用途,以帮助学生改进死记硬背的学习方法,实现结构→性质→用途相互渗透。

总结、扩展

(一)总结

钠是主要的活泼金属元素,它亦为碱金属元素中最具代表性的元素,通过学习钠的结构和性质,使学生进一步建立物质的结构决定性质的观点。通过有关实验现象得出结论,培养了学生的观察与思维能力。

(二)扩展

随着科学技术的发展,钠可作为主要的工业原料,除课本介绍的用钠制高压钠灯、与金属钾制成金属原子反应堆的导热剂、制贵重金属外可补充制成钠的氢化物—氢化钠,并介绍它的结构特点及在现代工业和科技方面的用途。

布置作业

1.思考题

(1)钠能在硫酸铜溶液中置换出铜吗?

(2)钠与水反应后所得的溶液中溶质的质量分数为;如欲满足钠离子与水的个数之比为1:100,则生成的溶液中溶质的质量分数为。

(3)补充:

①下列离子方程式错误的是

A.钠投入CuSO4溶液:

2Na+Cu2+=2Na++Cu

B.CaCO3与盐酸反应:

CaCO3+2H+=Ca2+=Ca2++H2O+CO2C.硫酸与氢氧化钡反应:

SO2-4+Ba2+=BaSO4

D.溶液与少量溶液反应:

Ca2++HCO-3+OH-=H2O+CaCO3②欲使100克9.32%的NaOH溶液质量分数增加到20%,需往溶液中加入钠的质量是克。

③用钠冶炼钛的氯化物TiClx时,反应过程中当Ti的化合价降低二价时,就有24克的Ti单质生成,则x的值为。

【参考答案】

(1)不能。因为Na会与水溶液中的水反应,生成NaOH和H2,反应方程式为:CuSO4+2H2O+2Na=Na2SO4+Cu(OH)2+H2(2)ω(NaOH)=m(NaOH)mNa+m(H2O)ě-mH2×100%ω(NaOH)=mNaOHmNa+m(H2O)ě-m(H2O)反应×100%(3)补充:①AC②6.9克③3

板书设计

(第一节)钠

(一)钠的结构

原子结构示意图

最外层为1个电子,易失去电子形成+1价

Na-eNa+

(二)钠的物理性质(见课本第28页)

(三)钠的化学性质

1.与氧气反应:4Na+O2=2Na2O(常温下变暗)

2Na+O2点燃Na2O2(黄色火焰)淡黄色固体2.与硫等非金属反应:2Na+S=Na2S(研磨易爆炸)

2Na+Cl2点燃2NaCl(剧烈燃烧)

3.与H2O反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2(四)钠的储存、存在和用途

【典型例题】

例1有关钠的叙述正确的是

A.将4.6g金属钠投入95.4g蒸馏水中反应后,得8%的氢氧化钠溶液B.制取过氧化钠所用的空气必须经碱石灰处理,才使与钠反应C.钠和钠离子都属于碱金属元素,所以都具有强还原性D.钠跟酒精反应比水缓和,所以销毁残钠要用酒精处理分析:A中反应为:

2Na+H2O2NaOH+H2

由4.6g钠与水反应得NaOH 8.0g,同时释放氢气0.2g。反应后溶液质量是4.6g+95.4g-0.2g=99.8g,此时溶质的质量分数为:ω(NaOH)=8.0g99.8g×100%=8.016%即因释H2使NaOH的质量分数大于8%。A不正确。

B正确,若不用碱石灰(CaO和固体NaOH)制得的干燥剂)除去空气里的CO2和水蒸气,则生成的Na2O2与之反应,产生Na2CO3、NaOH杂质。

C不正确,金属钠易失电子转化为Na+而有强还原性,而Na+具稳定的电子层结构,不能再失电子,没有还原性。虽然Na+可得电子转化为钠,但甚难,所以Na+具有很弱的氧化性。

D正确,金属钠的残留物沾在器壁或一些分解的残粒遇水,有时会有燃炸现象,所以不能用水销毁残钠,酒精C2H5OH与钠反应不会引起燃炸,所以实验室处理残钠要用酒精销毁。反应为(以后要学到):2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2解答B、D

点拨:考虑物质性质和实际的关系,应注意多种因素的综合。

例2有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠,质量是0.584g,放入9.436g水中,当反应完毕时,在标准状况下生成氢气0.224L。此金属钠中有多少克钠在跟水反应前已被氧化?所得氢氧化钠溶液的质量分数是多少?

分析:这是一道有关混合物反应的计算题,涉及以下三个化学反应:2Na+H2O2NaOH+H2

Na2O+H2O2NaOH

4Na+O22Na2O

解答本题时还将涉及运用氧化还原反应和溶液质量分数等基本概念。

解这道题首先应从生成氢气量求出金属钠的质量,并算出金属钠跟水反应生成的氢氧化钠质量,然后用总质量减去钠的质量,求出氧化钠的质量,从氧化钠的质量可以算出被氧化的钠的质量从氧化钠跟水的反应,还可以算出由氧化钠生成的氢氧化钠质量,进而计算出生成氢氧化钠的总质量和所得氢氧化钠溶液的质量分数。

解答:设含钠为Wg,Wg钠生成的氢氧化钠为x1g,被氧化的钠的质量为yg。

2Na+H2O2NaOH+H2

2×23gW=2×40gx1=22.4L0.224LW=0.6g

x1=0.80g

4Na+O22Na2O

4×23gy=2×62g0.584g-0.46gy=0.092g

设0.124g(0.584g-0.46g)氧化钠生成氢氧化钠x2gNa2O+H2O2NaOH

62g0.124g=×40gx2

x2=0.16g

设生成氢氧化钠总质量为xg

x=x1+x2=0.80g+0.16g=0.96g氢氧化钠溶液的质量分数为:

0.96g0.584g+9.436g-0.020g×100%=9.6%