高中化學(xué)必修一 專題2.1.1 鈉及其氧化物

1、第二章 海水中的重要元素鈉和氯第一節(jié) 鈉及其化合物第1課時 鈉及其氧化物(1)了解鈉及其氧化物的主要性質(zhì)，正確書寫有關(guān)的化學(xué)方程式。(2)以鈉及其氧化物知識的學(xué)習(xí)為線索，初步形成金屬及其化合物的研究思路。(3)在研究鈉及其氧化物性質(zhì)的過程中，能依據(jù)研究目的設(shè)計探究方案，形成證據(jù)推理意識，培養(yǎng)求實、創(chuàng)新的良好品質(zhì)。(4)通過學(xué)習(xí)鈉及其氧化物在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，感受化學(xué)的魅力，發(fā)展社會參與意識。【內(nèi)容分析】學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過鈉的原子結(jié)構(gòu)，知道當(dāng)元素最外層電子小于4時，容易失去電子。同時結(jié)合金屬活動性順序表。以此作為銜接，讓學(xué)生對鈉的性質(zhì)進行猜測，然后通過實驗進行驗證；在學(xué)習(xí)鈉的氧化物時，可借助

2、第一章所學(xué)習(xí)的知識，讓學(xué)生運用物質(zhì)的分類及離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等反應(yīng)的分類，預(yù)測、分析并學(xué)習(xí)鈉的氧化物的性質(zhì)，有助于學(xué)生學(xué)會從分類的視角認(rèn)識豐富多彩的物質(zhì)及其變化。在研究時，鈉及其氧化物都是沿著物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途的順序展開，并有效地利用了實驗等手段。本節(jié)共安排了3個實驗、1個探究、1個視頻實驗，將鈉及其氧化物的學(xué)習(xí)融合在其中，給學(xué)生以大量的感性認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的分析,找出規(guī)律性的知識，并依據(jù)這些規(guī)律性知識，進一步對鈉及其氧化物的性質(zhì)作出推斷和預(yù)測。其中鈉與水的反應(yīng)，教材將其設(shè)計成探究活動，且探究的開放度較大，讓學(xué)生先嘗試從第一章所學(xué)習(xí)的氧化還原反應(yīng)的視角進行預(yù)測,之后引導(dǎo)學(xué)

3、生進行實驗探究，對獲取的信息進行分析、解釋。在這個過程中，觀察法、對比法、類比法、歸納法等各種科學(xué)方法交織運用。這類活動的目的是讓學(xué)生親歷預(yù)測-實驗-解釋-得出結(jié)論的過程。通過該過程，讓學(xué)生初步構(gòu)建金屬及其化合物的研究模型，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。【教學(xué)重點和難點】重點:鈉與水的反應(yīng)，金屬及其化合物的研究思路和方法的建構(gòu)。難點:鈉與水反應(yīng)的探究實驗?！窘虒W(xué)流程】【引言】浩瀚的大海美麗而富饒。海洋是一個巨大的化學(xué)資源寶庫，含有80多種元素，鈉和氯既是其中含量較高的元素，也是典型的金屬元素和典型的非金屬元素。鈉元素在自然界中都以化合物的形式存在，除NaCl外，常見的還有Na2CO3、Na2SO4

4、等。鈉的單質(zhì)可以通過化學(xué)反應(yīng)制得。那么，鈉和鈉的化合物都有哪些性質(zhì)呢?【設(shè)計意圖】海洋的開發(fā)是值得研究的“生產(chǎn)線”，以此入手，能更大地吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！救蝿?wù)一】微觀探析，原理探究【思考】初中的時候，我們已經(jīng)知道了鈉原子的結(jié)構(gòu)。請畫出其原子結(jié)構(gòu)示意圖。并結(jié)合已有知識，預(yù)測鈉的性質(zhì)，設(shè)計實驗證明。預(yù)測：從鈉的原子結(jié)構(gòu)來看，它的原子的最外電子層上只有1個電子，在化學(xué)反應(yīng)中該電子很容易失去。因此，鈉應(yīng)該具有很強的還原性?？梢院脱鯕獾妊趸瘎┓磻?yīng)。此外，結(jié)合金屬活動順序表，猜測鈉可以和酸反應(yīng)。 【設(shè)計意圖】初高中銜接，讓學(xué)生的知識自然過渡，能更大地發(fā)揮學(xué)生的能動性?！救蝿?wù)二】宏觀辨識，實驗探究【實驗2

5、-1】用鑷子取一小塊鈉，用濾紙吸干表面的煤油后，觀察鈉的光澤和顏色，用刀切去一端的外皮，再觀察鈉的光澤和顏色，并注意新切開的鈉的表面所發(fā)生的變化?，F(xiàn)象:取出的金屬鈉表面有- -灰黃色層，切開后的切口處露出銀白色光澤;切口在空氣中迅速變暗。常溫下：4Na+O2=2Na2O 銀白色變暗(灰白)【討論】根據(jù)上述現(xiàn)象，解析鈉保存在煤油中的原因。鈉在常溫下能與氧氣反應(yīng)。因此，在實驗室中，要把鈉保存在石蠟油或煤油中，以隔絕空氣。【思考】鈉與氧氣常溫下生成氧化鈉，在加熱條件下是否也是生成氧化鈉呢？【實驗2-2】將一個干燥的坩堝加熱，同時切取一塊綠豆大的鈉，迅速投到熱坩堝中。繼續(xù)加熱坩堝片刻，待鈉熔化后立即撤

6、掉酒精燈，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：熔成小球，劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體【設(shè)計意圖】讓學(xué)生初步經(jīng)歷預(yù)測-實驗-解釋-得出結(jié)論的過程。通過該過程，讓學(xué)生初步構(gòu)建金屬及其化合物的研究模型，為學(xué)生以后的元素化合物學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。【拓展】鈉除了能和氧氣反應(yīng)之外，也可以和氯氣等單質(zhì)反應(yīng)。此外，鈉也可以和酸反應(yīng)。（觀看鈉與鹽酸反應(yīng)的視頻）。寫出鈉和鹽酸反應(yīng)的離子方程式，用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。 【設(shè)計意圖】溫故知新，鞏固已學(xué)知識?！舅伎肌库c的還原性很強，能還原HCl中的H元素，它能夠還原H2O中的H元素嗎？如果能，請預(yù)測鈉與水反應(yīng)的生成物。 【探究實驗】在

7、燒杯中加入一些水，滴入幾滴酚酞溶液，然后把一塊綠豆大的鈉放入水中。 從鈉在水中的位置、鈉的形狀的變化、溶液顏色的變化等方面觀察和描述實驗現(xiàn)象。分析實驗現(xiàn)象，你能得出哪些結(jié)論?【結(jié)論】鈉的性質(zhì)非?；顫?，能與水發(fā)生劇烈反應(yīng);反應(yīng)時放出熱量;反應(yīng)后得到的溶液顯堿性。 2Na+2H2O=2NaOH+H2【設(shè)計意圖】讓學(xué)生通過較復(fù)雜的實驗再次經(jīng)歷預(yù)測-實驗-解釋-得出結(jié)論的過程。通過該過程，讓學(xué)生初步構(gòu)建金屬及其化合物的研究模型，為學(xué)生以后的元素化合物學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！舅伎肌库c保存在煤油或石蠟油中還有其他目的嗎？當(dāng)火災(zāi)現(xiàn)場存放有大量活潑金屬時，能用水滅火嗎？ 鈉保存在煤油或石蠟油中除了隔絕氧氣外，還可隔絕

8、空氣中的水分。火災(zāi)現(xiàn)場存放有大量活潑金屬時，不能用水滅火，應(yīng)該用干燥的沙土。【設(shè)計意圖】讓學(xué)生初步體會“性質(zhì)決定用途（保存）”?！驹u價一】寫出鈉和水反應(yīng)的離子方程式，用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物?！舅伎肌库c投入稀鹽酸中，反應(yīng)歷程是怎樣的？理由是？鈉先和酸反應(yīng)，再和水反應(yīng)。因為反應(yīng)實際是鈉與氫離子反應(yīng)，酸電離出的氫離子濃度更大?！驹u價二】 Na投入CuSO4溶液中，現(xiàn)象為浮、熔、游、響、藍色沉淀。請寫出化學(xué)方程式。 2Na+2H2O=2NaOH+H2 CuSO4+2NaOH=Na2SO4+Cu(OH)2鈉與鹽溶液反應(yīng)時，先與水反應(yīng)，不能置換鹽中的金屬。

9、【設(shè)計意圖】讓學(xué)生學(xué)會通過實驗現(xiàn)象進行推理論證，落實“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)?！驹u價三】1.下列關(guān)于金屬Na的敘述正確的是 A. 做“鈉與水的反應(yīng)”實驗時，切取綠豆大小的金屬鈉，用濾紙吸干其表面的煤油，放入燒杯中，滴入兩滴酚酞溶液，再加入少量水，然后觀察并記錄實驗現(xiàn)象 B. 鈉與滴有酚酞的冷水反應(yīng)的現(xiàn)象簡述為浮、熔、游、響、紅，離子方程式為： Na + 2H2ONa+2OH +H2 C. 將鈉投入到飽和NaCl溶液中，有氫氣放出，還有白色晶體析出 D. 取用金屬鈉時，剩余的鈉不能放回原瓶【小結(jié)】金屬的化學(xué)通性【設(shè)計意圖】歸納總結(jié)是學(xué)生必須掌握的學(xué)習(xí)手段?！救蝿?wù)三】分類對比，證據(jù)推理【思考與討

10、論】(1)根據(jù)前面做過的實驗，描述氧化鈉和過氧化鈉的顏色、狀態(tài)。(2)從物質(zhì)分類的角度來看，氧化鈉和過氧化鈉都屬于氧化物。故氧化鈉與氧化鈣性質(zhì)類似。請寫出氧化鈉與H2O、 CO2 、鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?！拘赂拍睢繅A性氧化物：與酸反應(yīng)生成一種鹽和水的氧化物。 特征：都是金屬氧化物。如：CaO、Na2O 等。 【學(xué)習(xí)方法】根據(jù)金屬通性和堿性氧化物的通性可知，遇到新物質(zhì)時能自覺地將其與頭腦中已有的分類體系相聯(lián)系，將新物質(zhì)并入已有的認(rèn)知體系中，可預(yù)測其性質(zhì)?！驹O(shè)計意圖】授之于魚不如授之于漁，對比法、類比法、歸納法等各種科學(xué)方法都是學(xué)生必須掌握的?！舅伎肌?Na2O2是否同Na2O一樣也能與水、C

11、O2、鹽酸反應(yīng)？產(chǎn)物是否相同？【實驗2-3】將12 mL水滴入盛有12 g過氧化鈉固體的試管中立即把帶火星的木條伸入試管中，檢驗生成的氣體。用手輕輕觸摸試管外壁，有什么感覺?用pH試紙檢驗溶液的酸堿性。 現(xiàn)象:滴入水后有大量氣泡產(chǎn)生，生成的氣體使帶火星的木條復(fù)燃（說明有O2生成）;試管外壁發(fā)熱; pH試紙變藍（說明有堿生成）。結(jié)論：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH +O2【設(shè)計意圖】讓學(xué)生通過較復(fù)雜的實驗再次經(jīng)歷預(yù)測-實驗-解釋-得出結(jié)論的過程。通過該過程，讓學(xué)生初步構(gòu)建金屬及其化合物的研究模型，為學(xué)生以后的元素化合物學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！就评怼?類比Na2O2與水的反應(yīng)，寫出其與CO2、

12、鹽酸的反應(yīng)方程式?！舅伎肌?Na2O2是不是堿性氧化物？不是，Na2O2是過氧化物?！居懻摗咳绾卫斫釴a2O、Na2O2性質(zhì)上的差異？在Na2O2中氧是-1價介于氧的兩種較穩(wěn)定化合價0和-2之間,因此Na2O2既可以在一定條件下獲得電子表現(xiàn)氧化性又可以在一定條件下表現(xiàn)還原性,還可以在一定條件下發(fā)生自身氧化還原反應(yīng),但主要以氧化性為主?！驹O(shè)計意圖】通過分類觀，讓學(xué)生掌握“問題異同”思考模型，落實“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)?！驹u價四】根據(jù)過氧化鈉的性質(zhì)，猜測其用途。過氧化鈉可在呼吸面具或潛水艇中作為氧氣的來源。（性質(zhì)決定用途）【評價五】1.氧氣還有哪些制備方法？用過氧化鈉制備氧氣有什么優(yōu)點？2.課

13、后查閱文獻，了解過氧化鈉的更多用途。 【學(xué)習(xí)方法】物質(zhì)性質(zhì)的探究方法：1）從物質(zhì)分類的角度思考物質(zhì)的通性；2）注意物質(zhì)的特性；3）從結(jié)構(gòu)推測性質(zhì)，性質(zhì)推測保存和用途；4）運用實驗證實推理?！驹O(shè)計意圖】構(gòu)建金屬及其化合物的研究模型，為學(xué)生以后的元素化合物學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！驹u價六】1.下列對于過氧化鈉的敘述正確的是（ ）A. 過氧化鈉能與水反應(yīng)，所以過氧化鈉可以作為很多氣體的干燥劑B. 過氧化鈉與水反應(yīng)時，過氧化鈉是氧化劑，水是還原劑。C. 過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)時，過氧化鈉既是氧化劑又是還原劑。D. 7.8g Na2O2與足量水反應(yīng)，生成氧氣3.2g【答案】C2.在潛水艇和消防員的呼吸面具中, N

14、a2O2所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。從氧化劑和還原劑的角度分析，在這個反應(yīng)中Na2O2的作用是_。某潛水艇_上有50人，如果每人每分鐘消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.80 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的密度為1.429g/L)，假設(shè)所需要的O2全部由Na2O2來提供，則該潛水艇一天所需要的Na2O2的質(zhì)量是_kg?！敬鸢浮考茸鲅趸瘎肿鲞€原劑 401.3 【設(shè)計意圖】檢測學(xué)生學(xué)習(xí)情況。一、實驗實驗2-1 切開金屬鈉之前，要先觀察鈉的表面，以便切后進行比較。切割金屬鈉要在玻璃片上進行。切口處可觀察到銀白色光澤，暴露在空氣中很快變暗，這是因為鈉迅速被空氣中的氧氣氧化而生成了氧化鈉。這一實驗不僅說明鈉具有金

15、屬光澤，還說明鈉質(zhì)軟。實驗改進：取兩支口徑不同而長短適當(dāng)?shù)脑嚬?，一支試管較小，可以緊密地放到另一只試管里而不留下較多空隙。先在口徑較大的試管里注人1 mL潔凈的煤油，取一小塊(黃豆大小)金屬鈉，切去表面已經(jīng)發(fā)生變化的部分，露出金屬光澤，放入盛有煤油的試管里。在試管底部緩緩加熱,等鈉熔化后，插入口徑較小的試管，把鈉擠壓在兩個試管之間，形成薄層，此時，鈉的顏色和光澤可以清楚地顯現(xiàn)出來。然后在兩支試管口間的縫隙涂上石蠟，以隔絕空氣。這樣可使鈉的金屬光澤在較長的時間內(nèi)不消失。 實驗2-2選擇干凈的坩堝，先對其進行加熱，之后放人切去表面氧化層的金屬鈉，待鈉開始燃燒后，立即撤掉酒精燈。此實驗也可在干凈的石

16、棉網(wǎng)上或蒸發(fā)皿里進行。在火焰上方罩一個干燥的小燒杯，則可觀察到燒杯壁上附著淡黃色固體。實驗時請注意安全，提醒學(xué)生不要近距離俯視坩堝。實驗2-3 由于反應(yīng)劇烈，故過氧化鈉的用量不宜過多。將帶火星的木條伸人到氧氣濃度較大的試管中部，可觀察到木條迅速復(fù)燃。建議：過氧化鈉的實驗還可以增添“吹氣生火”實驗-向包著過氧化鈉的脫脂棉吹氣。儀器可用三腳架和石棉網(wǎng)。二.探究探究鈉與水的反應(yīng)該探究可由學(xué)生完成，但在操作時，燒杯口應(yīng)該蓋一塑料片或者玻璃片，以防止反應(yīng)時鈉塊或液體飛濺而傷人。應(yīng)提示學(xué)生觀察反應(yīng)時鈉所處的位置、形態(tài)、運動、大小的變化，周圍水霧的產(chǎn)生和發(fā)出的聲音,以及滴有酚酞的溶液的顏色變化?？梢匝a充對氣

17、體生成物的收集和檢驗的實驗。三.思考與討論本活動的目的是運用類比的方法，讓學(xué)生通過類比氧化鈣，完成對氧化鈉的學(xué)習(xí)；進而由氧化鈉入手，引出對過氧化鈉的研究，讓學(xué)生關(guān)注氧化鈉與過氧化鈉性質(zhì)的差異。建議：類比學(xué)習(xí)中可添加氧化鈉與CO2、鹽酸的反應(yīng)。四、課后練習(xí)（教材P40）2.研究物質(zhì)時會涉及物質(zhì)的組成、分類、性質(zhì)和用途等方面。(1 )Na2O2屬于_ (填物質(zhì)的類別),檢驗其組成中所含陽離子的方法是_(2)將包有少量_色Na2O2固體的棉花放在石棉網(wǎng)上，用滴管向棉花上滴幾滴水，棉花立刻燃燒起來。由該實驗?zāi)隳艿贸龅慕Y(jié)論是_(3 )在潛水艇和消防員的呼吸面具中，Na2O2所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_從氧化劑和還原劑的角度分析，在這個反應(yīng)中Na2O2的作用是_某潛水艇上有50人，如果每人每分鐘消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況