高中化学苏教版必修一专题2 从海水中获得的化学物质第二单元 钠、镁及其化合物教学设计及反思

第二单元　钠、镁及其化合物

2.2.1 金属钠的性质与应用

[教学目标]

（一）知识与技能目标

1、掌握金属钠的物理性质，理解钠的化学性质。2、了解钠的存在和用途。

3、了解钠的生产原理。4、获得实验的基本技能，学习实验研究的方法。

（二）过程与方法目标

1、经历实验探究的过程，进一步理解运用实验科学探究物质性质的意义和一般方法，提高科学探究能力。

2、在实验探究中，形成独立思考的能力，敢于质疑，增强团队精神。

3、运用观察、实验获取信息，并运用比较、归纳等方法对信息加工。

（三）情感态度与价值观目标

1、通过化学实验发展学习兴趣，体验科学探究的艰辛和喜悦。

2、树立尊重科学、依靠科学的思想，培养学生严谨求实的科学态度。

[教学重点] 通过实验认识钠的化学性质。

[教学难点] 对实验现象的观察与分析，探究学习。

[教学用品] 实验的仪器和药品：金属钠、酒精灯、镊子、滤纸、小刀、石棉网、铁架台、胶头滴管、火柴、酚酞、烧杯、洗气瓶、硫酸铜溶液。

[教学方法]实验法、问题探究法、讲解法

[教学过程]

[教师演示] 表演化学小魔术：滴水点灯。（课前在酒精灯灯芯里暗藏一小块金属钠，实验时用胶头滴管向灯芯内滴一滴水。）

[教师引导] 在刚才的魔术中，奇妙现象的产生就是金属钠的功劳。为什么能滴水点灯？在魔术中金属钠的作用是什么？钠具有什么性质？

[观察思考]

 [实验1]用镊子从煤油中取出钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切去钠一端的表层，观察表面的颜色和光泽；将其放置在空气中，观察表面颜色的变化。

 [教师活动] 引导学生根据现象，归纳出钠的性质

1、钠的物理性质：银白色、有金属光泽、质软的固体具有金属的通性：有延展性、易导电、导热

     2、钠的保存：密封保存在煤油中

     3、在空气中的变化：银白色光泽马上变暗（？）

[教师设疑] 为什么钠放在空气中会变暗呢？由银白色变暗肯定是有新的物质生成，是什           么物质呢？我们在前面已经学过了结构决定了性质，钠原子的核电荷数是11，请同学们画出钠的原子结构示意图。

[教师活动] 从金属的原子结构示意图，我们可以看出，金属钠原子最外电子层带有一个电子，在化学反应中容易失去最外电子层的一个电子，显活泼的金属性。金属钠能和许多非金属如氧气、氯气等反应。我们刚才把钠放在空气中，钠的表面变暗就是钠和氧气反应生成白色的氧化钠。

[观察思考]

   [实验2]将一小块金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热石棉网，观察现象火焰颜色以及产物的颜色、状态

[学生回答] 看到钠燃烧起来，火焰呈黄色，产物为淡黄色的粉末

[教师活动] 引导学生写出钠在常温时与空气中的氧气反应的方程式

4Na + O2 ==2Na2O（白色固体）

教师写出钠燃烧的方程式2Na + O2 ====Na2O2（淡黄色粉末）

           注意，钠与氧气的反应产物和反应温度有关系。

思考：是氧化钠比较稳定还是过氧化钠比较稳定？氧化钠能不能转化为过氧化钠？

[讨论] 在教师的引导下得出结论，过氧化钠比较稳定。氧化钠可以继续和氧气                 反应生成过氧化钠   2Na2O + O2 == 2Na2O2

[教师活动] 氧化钠是碱性氧化物，和水反应生成对应的碱，和酸性氧化物反应生成对应的          盐；而过氧化钠不是碱性氧化物，它是过氧化物，和水反应除了生成水，还生成氧气，和酸性氧化物反应除了生成盐，还生成氧气

           Na2O + H2O  == 2NaOH                   2Na2O + 2CO2 == 2Na2CO3

          2Na2O2 + 2H2O  == 4NaOH + O2↑           2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O2

          （过氧化钠常用于呼吸面具和潜水艇中作供氧剂）

（怎么验证这些产物呢，同学们可以课后思考一下）

[观察思考]

[实验3] 将一小块金属钠投入装有水并滴入酚酞试剂的小烧杯中，观察现象

[教师活动] 引导学生归纳现象：钠浮在水面上，四处游动，并熔化成为小球，最后消失，          发出哧哧的响声，溶液变成红色，可以用五个字概括：

         浮—钠的密度比水小（0.97g/cm3）

         熔—反应放热，且钠的熔点低（97.810C，沸点是882.90C）

         游—产生气体，由于气体在水面上的分布不均匀，推动钠四处游动（如果收集一试管的气体，靠近火焰会听到轻微的爆鸣声，说明产生的气体是氢气）

          响—氢气和空气混合，反应放出的热量使混合气体发生反应而产生爆鸣声

          红—有碱生成，遇到酚酞变红：2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑

[教师活动] 在实验室里金属钠是保存在煤油中的，请同学们想一想：

   （1）金属钠为什么可以保存在煤油中？        （2）金属钠为什么要保存在煤油中？

   （3）取用钠时，为什么要用镊子，不能用手？（4）取用钠时，多余的钠能不能放回煤油中？

[学生活动] 思考并讨论，得出结论：

           （1）因为钠不与煤油反应，且钠的密度比煤油大

           （2）因为，钠很容易和空气中的水、氧气发生反应，所以钠要密封保存，但不                能像溴一样用水密封，因为钠会和水反应，所以，钠要用不会和它反应的煤油密封保存

           （3）因为手上有汗液，会和钠反应

           （4）能。而且，一定要放回煤油中，因为钠放在空气中，会和水，氧气等剧烈                反应，不安全，所以用完，多余的钠一定要放会煤油中。（一般，在取用试剂时，多余的试剂是不能再放回试剂瓶的，因为会引入杂质）

[教师活动] 我国在西汉时期，就掌握了湿法炼铜技术，其原理就是用铁与硫酸铜反应置换出铜。活泼金属能够把不活泼金属从它们的盐溶液中置换出来。如果金属钠与硫酸铜溶液作用结果会如何呢？请你预测，并简要说明理由。

[观察思考] [实验4] 向一只盛有CuSO4的大烧杯中加入一小块金属钠，观察实验现象。

[讨论] 与钠和水的反应现象相同，另外，还看到有兰色絮状的沉淀产生

[教师活动] 归纳钠与硫酸铜反应的方程式：

       2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑     2NaOH + CuSO4 === Cu(OH)2↓ + Na2SO4

    钠加入盐的水溶液,首先和水反应,生成的氢氧化钠再和盐反应,所以,钠不能从盐          的水溶液中,把比它不活泼的金属置换出来,如果要用钠置换出其它的金属,得在熔融状态下才可以。例如：

                        TiCl4 + 4Na ======== Ti + 4NaCl

     同样的，不能用比钠活泼的金属从钠的盐溶液中把钠置换出来，因为生成的钠           会和水剧烈的反应，所以根本就的不到钠。现在用的比较多的方法是，电解熔融的氯化钠：

                                2NaCl === 2Na + Cl2↑

[教师活动] 元素在自然界中有两种存在形式：游离态（单质）和化合态（化合物），请同学们思考一下，钠在自然界中会以什么形态存在呢？

[学生活动] 思考并回答：以化合态存在，因为钠的化学性质非常活泼，很溶液和空气中的物质发生化学反应，生成一系列的化合物

[教师活动] 归纳钠的用途

         （1）制过氧化钠—和氧气反应

         （2）原子反应堆导热剂—钠、钾合金在常温下为液体，有很好的导热性

         （3）高压钠灯—黄光射程远，透雾能力强

（4）冶炼某些贵金属—钠有很强的还原性

教师总结：

作业：练习册

【板书设计】

金属钠的性质与应用

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 2Na2O2（淡黄）

2Na2O2 + 2H2O  == 4NaOH + O2↑           2Na2O2 + 2CO2 == 2Na2CO3 + O2

（2）与水反应        现象：“浮”、 “熔”、 “游”、 “响”、 “红”

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

(3) 与盐溶液反应：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑   2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓+ Na2SO4

（4）TiCl4 + 4Na ======== Ti + 4NaCl

二、钠的用途     

（1）制过氧化钠—和氧气反应

（2）原子反应堆导热剂—钠、钾合金在常温下为液体，有很好的导热性

（3）高压钠灯—黄光射程远，透雾能力强

（4）冶炼某些贵金属—钠有很强的还原性

三、金属钠的工业制法  

2NaCl(熔融)====2Na+Cl2↑