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其大致思路见下图所示:
钠的物理性质
(色,态,密度,熔、沸点,导电性、导热性)
水点燃酒精灯钠的化学性质
(演示实验)(钠与氧气反应,钠与其他非金属反应,钠与水反应)
探究实验
(生成气体的探究,嘶嘶爆炸声来源的探究)
二、教学设计
【教学目标】
▲知识与技能
1、通过本节课的学习使全体同学能说出钠的主要物理性质。
2、通过本节课的讲解使全体同学能认识到钠的强还原性,能描述钠与氧气、钠与水反应的实验现象,并会书写反应的化学方程式,能够用双线桥法标出其电子转移,能够用离子方程式表示钠与水的反应过程。
3、通过实验使全体同学能进一步熟悉和规范药品的取用、酒精灯的使用等基本实验操作。
▲过程与方法
1、通过学生自己动手实验,使全体同学学会科学、合理地运用观察方法,体会实验方法在化学研究中的重要作用。
2、
通过探究活动,让全体同学亲身参与实验的操作,体验解决问题的乐趣,发挥学生的主体作用。
3、通过学习,让学生学会应用观察、实验等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
4、通过实验探究让全体学生亲自体验科学研究的一般过程,了解科学研究的基本方法及进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。
▲情感态度价值观
1、通过实验及学生自己分析、讨论得出结论的过程,感受学习化学的乐趣,树立严谨求实的科学态度、科学方法和合作学习的意识。
2、通过动手实验体验化学学科的奥秘,激发学生的学习化学的兴趣。
【教学重点难点】
通过实验探究认识金属钠的性质是本节课的重点知识之一。
金属钠是最典型的活泼金属,学好它的性质对其它活泼金属的学习有着举一反三的作用,所以钠的性质也是本节课的教学重点之一,而本节课学习所涉及的一些方法如探究法、观察法、实验法、比较法、归纳法等是今后学习元素及其化合物知识的重要方法论基础,所以方法教育是本节课的又一教学重点,也是教学难点。
教学重点:
钠与水的反应,方法教育
教学难点:
对实验现象的观察和分析,方法教育
【教学方法】
本节课教学中可综合运用多种方法,如实验探究法、观察法、实验法、比较法、归纳法、讨论法等,以学生的探究和讨论为主,在整个教学过程中,教师始终扮演着“引导者”和“促进者”的角色。
【教学用具】
实验仪器用品:
烧杯、镊子、小刀、滤纸、蒸发皿、铁架台、火柴、酒精灯、滴管、玻璃片
实验试剂:
金属钠、蒸馏水、酚酞
教学用具:
多媒体幻灯片
【教学过程】
(情景创设)大家在初中的时候是用什么来点燃酒精灯?
可以用水来点燃酒精灯吗?
今天我们就用水来点燃酒精灯!
演示:
取出酒精灯,在其灯芯上放上一小块钠,再用滴管往小块钠上滴水,一会儿后酒精灯就燃起来了!
请同学们思考酒精灯为什么会燃起来?
对了,老师在滴下水之前已经在酒精灯灯芯上放了一小块钠,那么钠到底是什么样的物质呢?
钠又有些什么样的性质呢?
今天我们就一起来学习!
(板书)第二章
碱金属
第一节
钠(第一课时)
(板书)一、钠的性质
(学生探究)钠的原子结构示意图、讨论其化学性质。
(分析)初中时我们已经知道:
质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数,还知道钠是11号元素!
(板书)1.钠的原子结构示意图:
(学生探究)取一小块金属钠,用滤纸吸干其表面的煤油后,用小刀切去一端的外皮,这时可以看到钠的真面目。
观察钠表面的光泽和颜色。
一段时间之后,新切开的钠的表面在空气中会不会发生变化?
试描述之。
(板书)2.钠的物理性质:
银白色、有金属光泽的固体,热、电的良导体,质软,密度小,熔、沸点低。
(设问)刚才切开钠时看到银白色,但很快就失去光泽,为什么?
(引导学生从钠的原子结构示意图进行分析、探究,推导出钠的化学性质)
(分析)原来钠的最外层电子数为1,而这个最外层的1个电子非常容易失去,使得其具有很强的还原性,因此钠很容易与氧气等强氧化性物质发生反应,体现出其强还原性。
(板书)3.钠的化学性质
(板书)①与氧气反应
4Na+O2===2Na2O(判断其是否为氧化还原反应,氧化剂、还原剂分别是哪一种物质)
(学生实验探究)把这一小块钠放在蒸发皿上,加热,并罩上一个干燥的小烧杯,有什么现象?
试描述之。
(说明:
若用石棉网的话,只要实验中钠燃烧时未及时把酒精灯移开,学生就很难判断其黄光到底是钠燃烧的颜色还是酒精灯火焰的颜色!
且在石棉网上进行时学生看到的现象通常为生成黑色固体,故本实验采用的是蒸发皿。
)
现象:
钠先熔成小球,然后燃烧,发出黄光,在烧杯壁上有淡黄色的固体过氧化钠(Na2O2)出现(这里指的是反应的主要产物,由于空气中还有其他成分,因此可能还有一些同时发生的其他反应)过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源,潜水艇在紧急情况时也可用过氧化钠来供氧。
这说明,钠与氧气的反应条件不同,得到的产物也不同。
(板书)
2Na+O2
Na2O2
(判断其是否为氧化还原反应,氧化剂、还原剂分别是哪一种物质)
(探究)既然钠的还原性很强,那么钠除了能和前面所述的非金属单质O2反应外,还能和哪些非金属单质反应?
(板书)③钠与氯气反应:
2Na+Cl2
2NaCl
另外,钠还可以和硫单质反应,甚至发生爆炸,生成Na2S。
④钠与硫反应:
2Na+S===Na2S
(师)人们常用金属器皿来盛水,也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水,说明通常金属与热水是不反应的。
是不是所有的金属都不与水反应呢?
事实上在本课一开始老师就给大家演示了一个钠与水的反应!
那钠与水到底是怎么反应的,接下来我们就一起去探讨!
从课前的演示实验我们已经知道了钠与水的反应是非常剧烈的!
因此我们在实验中应该注意一点:
千万不能用手直接去取钠,这样做不仅不规范而且很危险。
(学生实验探究)在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠投入水中,迅速盖上玻璃片,你观察到什么现象?
为什么?
(现象及原因)
现象
原因分析
钠投入水里后浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成银白色小球,而水没有沸腾
钠与水反应是放热反应,钠熔点低于100℃
小钠球在水面上向各个方向迅速游动
生成气体推动小球,钠由于受力不匀而游动
有嘶嘶声,钠球不断地缩小直至消失
?
反应后的水溶液使酚酞指示剂变红
溶液显碱性(应是NaOH)
(总结)通过实验我们不难发现,该实验产生了气体,那么这个气体到底是什么呢?
下面我们就一同来探讨!
(探究)今天我们分为四小组探讨,要求第一二组用理论推导的方法来验证(提示:
用氧化还原反应的相关理论),另外两组用实验的方法验证(要求设计实验方案验证结论)。
(师)注意引导,同时总结同学们的讨论结果。
(分析)根据化合价升降分析产物,钠失电子显正价,那么得电子的必然是水中显正价的氢元素,水中的氧元素为-2价,不可能再得电子而降价了,所以反应生成这种气体只能是H2。
(分析)通过讨论,同学们得出方案,老师指导大家完成实验。
同学们经分析得到结论,该反应气体产物为H2。
(注意:
引导同学们得到多种实验方案,再权衡利弊得到最优方案)
(探究)通过实验,我们还发现钠与水反应时发出嘶嘶声,这到底是怎么回事呢?
请同学们分组讨论,回答问题。
(师)引导学生回答问题,总结。
(分析)嘶嘶声是爆炸是发出的,那爆炸又是怎样发生的呢?
如前所述,漂浮在水面上的钠,在与水反应产生氢气的同时,尽管没有燃烧,但裸露在空气中的那部分钠,无疑会有较多的Na2O和少量的Na2O2生成,并立即与水反应生成NaOH。
最初2Na+2H2O=2NaOH+H2↑+Q1
Na溶化后4Na+O2=2Na2O+Q2
(燃烧前)2Na2O+O2=2Na2O2(少量)+Q3
Na2O+H2O=2NaOH+Q4
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑+Q5
以上均为放热反应。
但是由于H2的燃点高达585℃,所以首先着火的不是H2,而是Na:
2Na+O2
Na2O2
在继Na着火之后,立刻就是H2被钠焰点燃,呈现Na、H2同时在空气中燃烧的情况。
2H2+O2(空)
2H2O
与此同时,Na燃烧生成较多的Na2O2与水反应生成O2:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
当反应生成的O2与H2在它的爆炸极限以内就形成爆炸性混合气体,在钠球附近产生嘶嘶的爆炸声。
(这是关键)
可见,钠与水反应的燃烧现象,不仅有钠在燃烧,也有氢气在燃烧,而且是钠球先着火再引燃氢气;
钠与水反应的爆炸现象,则主要是Na2O2与水反应生成的氧气与钠跟水反应产生的氢气混合后被点燃引起的。
我们注意到,这种燃烧和爆炸,总是受钠球上方空气中O2的量所制约的。
当钠球上方的空气被氢气赶走到极稀少时,这种燃烧将难于进行,爆炸更是无从发生。
由于我们是在烧杯内做钠与水反应的实验,因此,水面上方的空气被反应生成的氢气(或水蒸气)赶走的量总是很有限的,所以钠与水反应的燃烧和爆炸现象是必然的。
(讨论)如果创造一个无氧环境,让钠在惰性气体或其他还原性气体中只与水反应,这种燃烧与爆炸就无从发生了。
那请同学们讨论用实验的方法来验证(要求设计实验方案验证结论)
(师)注意引导,总结,并给出指导意见。
(附)参考实验方案:
(演示flash动画)
实验一:
取一只集气瓶,用排水法收集约三分之二体积的N2,余下的水留作跟钠反应。
在这种惰性气体环境中,钠只跟水反应。
(投入水中的金属钠哪怕大如蚕豆,也只见钠跟水激烈反应被熔化成钠球,在水面游动,从未发现有燃烧和爆炸的现象发生。
实验二:
在盛满水的U形管的左边管口投入一颗黄豆大小的金属钠,并迅速用橡皮塞紧塞管口。
(只见钠与水剧烈反应被熔化成钠球,产生的氢气把管内的水排入烧杯内。
实验非常安全,也从未发现有燃烧和爆炸的现象发生。
实验也表明了,仅仅靠Na跟水反应产生的热就足以使金属钠熔化。
(生)按照讨论得出的方案进行实验,分析得出结论。
(板书)②钠与水的反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(判断其是否为氧化还原反应,氧化剂、还原剂分别是哪一种物质,判断其是否为离子反应,试写出其离子反应方程式)
A.生成气体探究
B.嘶嘶爆炸声来源的探究
(设问)将一小块钠投入一装有煤油和水的混合物的烧杯中,会发生什么现象?
(分析)钠在煤油层里上下运动,且钠变得越来越小,直至钠消失!
(学生探究总结)
1.钠的化学性质怎样?
与初中所学金属活动顺序表相比怎样。
2.分析上面各反应中,钠元素化合价的变化,能否从原子结构方面来说明?
(归纳总结)
1.钠的化学性质非常活泼,与金属活动顺序表一致。
2.钠在上述反应中,化合价均由0价变为+1价,这是由于钠原子的最外层只有一个电子之故,因此,钠在化学反应中易失电子,具有还原性,是一种强还原剂。
(总结)通过对本课的学习你学习到了什么?
【课后思考】
1.钠元素在自然界中以什么形态存在?
为什么?
主要存在于哪些物质中?
钠又怎样制备呢?
2.钠能否与硫酸铜溶液发生置换反应,置换出硫酸铜中的铜?
【板书设计】
第二章
1.钠的原子结构示意图
2.钠的物理性质
银白色、有金属光泽的固体,热、电的良导体,质软、密度比水小、熔沸点低。
3.钠的化学性质
①钠和非金属单质的反应
a.4Na+O2===2Na2O
b.2Na+O2
c.2Na+Cl2
2NaCl
d.2Na+S===Na2S
②钠与水的反应
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
Na与水反应是放热反应,Na熔点低于100℃
生成氢气推动小球,钠由于受力不匀而游动
产生的氢气发生爆炸
A.生成气体的探究
4.你学到了:
【教学小结与反思】
利用实验现象引导学生发现问题,解决问题,有利于培养学生自主学习和自主思考的良好习惯,培养学生问题意识,开阔思路。
尽可能让学生自己参与实验探究。
直面学生实验中的问题,不仅能提高学生的实验操作技能,更重要的是让学生体验探究的过程,学习实验探究的方法。
附:
“钠”学生课堂过程性评价表
组别:
________时间:
_________
小组成员:
课堂表现
小组课堂举手与回答问题次数
评价等级
探究实验
中的表现
有安全意识,具有有效控制实验条件能力
具有良好的实验习惯,实验过程整洁,有序
实验中能及时发现问题,提出问题
实验中能有效收集实验信息与资料
对化学现象能做合理解释,初步揭示化学原理
小组协作性
课堂学习中有协作精神,有序进行
小组学
习中知识迁
移能力
课堂学习中能结合运用已有的知识,并对所学的新知识进行较好的迁移应用
小组学后
反思的评价
学后反思能揭示学习规律,能给予其他同学启示,提高同学的认知水平
(备注:
除举手次数外,其他项目的评价等级为5,4,3,2,1)
课后自我反思:
1.你能基本掌握钠的化学性质了吗?
2.你能较顺利地完成探究实验,并合理分析,解释化学实验现象了吗?
3.通过本节课的学习你能初步了解研究元素性质的方法了吗?
4.课后还需要老师给你提供哪些帮助吗?
5.你还有什么要说的?
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- 第一节 教学 设计
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