2.1.1-活泼的金属单质--钠教学设计(1)-人教版高中化学必修第一册-Word版

第二章第一节钠及其化合物第1课时活泼的金属单质—钠本课时是教材第二章第一节内容，是学生系统研究元素化合物的起始课。本课时的化学知识相对简单，有利于减轻学生在高中学习初期的不适应感，有利于复习、巩固和运用第一章所学的氧化还原反应、离子反应等知识，也能为以后卤素及物质结构和元素周期律的学习起承上启下的作用，在高中化学中占有重要位置。这些知识的学习，既可以为前面所学的实验和理论知识补充感性认识的材料，又可以让学生感受、体验、理解实验条件的控制以及探究实验的操作过程，初步认识化学科学的研究方法，培养学生的科学素养。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。掌握钠的物理和化学性质，重点理解钠与氧气、水的反应。学生复习初中金属活动性，上一章的氧化还原反应和离子反应的基本知识，预习本课内容；教师准备多媒体课件和实验试剂及用品。【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】“滴水点灯”实验：事先在酒精灯的灯芯处放置一小块金属钠，用胶头滴管向灯芯处滴加水，可以观察到酒精灯被点燃了。（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，不要提前太长时间；最好带护目镜进行实验）【引入】同学们可以观察到，在酒精灯的灯芯上滴水，酒精灯就被点着了；这是因为在实验之前，老师在酒精灯的灯芯处放置了一小块的金属钠。那么，为什么放置了金属钠，就能用水点着酒精灯呢？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+O2Na2O2【板书】二、钠的化学性质：1、与氧气的反应：4Na+O2=2Na2O2Na+O2Na2O2【投影】二、钠的化学性质：1、与氧气的反应：4Na+O2=2Na2O2Na+O2Na2O2【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：实验现象分析结论钠在水中的位置钠的形状变化钠的运动反应的声音溶液的颜色变化反应方程式离子方程式【投影】实验现象分析结论钠在水中的位置浮于水面上钠的密度小于水钠的形状变化熔成一个小球反应放热，钠的熔点低钠的运动四处游动生成气体反应的声音发出嘶嘶声反应放热，热的钠使水蒸发溶液的颜色变化溶液变为红色生成碱性物质反应方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑离子方程式2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑【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。