2.1.1Na单质的性质 教学设计 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

教材名称 必修一 出版社 人民教育出版社 教学课题 Na单质的性质 章节课时 第二章一节一课时 指导思想与理论依据 教学设计以学生为中心，倡导探究实验教学和合作式学习，旨在培养学生的批判性思维和解决问题的能力。教学目标是让学生掌握必要的知识技能，同时发展他们的社会情感能力。教学方法将结合讲授、讨论和实验探究活动，以适应不同学习风格的学生。考虑到教学内容与学生的年龄特点和兴趣，将设计实验教学活动。我们还将关注学生的情感态度，鼓励他们对学习内容进行深入思考，并在教学过程中不断进行自我反思和调整。 教学内容分析 一、课标分析 1、内容要求 （1）结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解钠及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 （2）结合实例了解金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和和环境保护中的重要价值。 2、学业要求 （1）能依据物质类别和价态列举某种元素的典型代表物。 （2）能列举、描述、辨识典型物质的重要物理和化学性质及其实验现象。能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。 （3）能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象。 （4）能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质转化的路径。 （5）能根据物质的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 （6）能说明常见元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。能有意识的运用所学知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论。 二、教材分析 承上：在学习本节内容之前，学生依此学习了分类、离子反应与氧化还原等原理性知识，本节内容是前一章内容的具体应用。 启下：本节内容是学生第一次系统地以元素视角学习元素化合物知识，在本节学习过程中构建相关思路方法有助于帮助后续学习铁及其化合物的相关内容。 学情分析 一、已知点： （1）在初中学习阶段初步学习金属，对铁、铜等金属性质较为熟悉，了解金属活动性顺序表格。 （2）学生已经了解过氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠等化合物的部分性质与应用。 （3）学生学习掌握了物质分类、离子反应与氧化还原等原理性知识。 二、障碍点： （1）学生对于钠单质较为陌生，对于含有钠元素化合物知识掌握不全面且碎片化；对于相关性质的认识与学习只是停留在记忆层面。 （2）未能形成学习元素化合物知识的一般思路与方法。 三、发展点 （1）帮助学生建立钠及其化合物知识框架，使学生全面系统学习钠及其化合物知识。 （2）帮助学生深入理解物质结构、性质与应用之间关系。 （3）帮助学生建立学习元素化合物思路方法，建立研究物质性质一般思路与方法。 教学目标 (1)学生从宏观与微观两个角度，通过类比学习与实验探究学习，了解钠单质的共性与个性特征及其应用；建立“结构决定性质，性质决定用途”的观念。 (2)通过实验教学，培养学生观察、总结、分析推理以及实验动手操作能力；通过开展探究性实验教学，培养学生从价态与类别两个角度进行合理猜想、开展探究实验的科学探究能力。 (3)以钠及其化合物知识的学习为载体,帮助学生形成金属及其化合物的学习研究思路。 (4)通过了解钠及其氧化物在生产和生活中的应用,感受化学促进社会发展进步的重要作用,发展社会参与意识。 教学重点 1、钠与水的反应。 2、研究物质性质思路方法的建构。 教学难点 钠与水反应的探究实验 教学资源与教学用具 1、实验器材： 酒精灯、胶头滴管、镊子、滤纸、玻璃板、小刀、烧杯、 2、实验试剂： Na、蒸馏水、酚酞、 3、其他辅助教学用具： 教学课件 教学方法 教法：问题驱动法、探究实验法、讲授法 学法：合作学习法、探究学习法、 教学过程及内容 环节与时间分配 教师活动 学生活动 设计意图 学习效果评价 课堂引入：趣味实验——滴水点灯 （4min） 【演示实验】滴水生火 【教师】水能生火的秘密就与我们今天要学习的物质：Na有关，让我们通过今天的学习探究其中奥秘。 观察实验现象，认真听讲。 通过趣味实验引入激发学生兴趣，同时引入课堂主题。 环节1：初识钠 （8min） 【教师】认识一种物质时候，我们首先从最直观方法入手：首先观察物质外部性质 【板书】“观察物质外部特征”。 【演示实验】Na的取用 【教师】实验室Na储存于煤油中，取用的时候，必须使用镊子。取出的Na块放在滤纸上，用滤纸吸干附着的煤油；然后Na块放于玻璃片上，用小刀切下一小块Na，这时我们发现小刀切割的过程非常容易。多余的Na必须放回原试剂瓶中。 【提问】结合刚才的实验操作现象与给出的资料卡片，归纳Na具有哪些物理性质呢？ 记录Na的保存与取用注意事项。 【学生】Na单质是银白色有金属光泽固体，密度大于煤油小于水，质软，熔点低于100摄氏度（熔点较低） 1、通过教师开展演示实验，学生听讲让学生了解钠的储存方式与取用注意事项，培养学生实验室安全意识。 2、通过让学生观察归纳，学习钠的物理性质，培养学生观察、分析与总结归纳能力。 1、通过学生回答问题的答案评价学生是否初步掌握Na的物理性质； 2、课后习题（1）（2）（3） 环节2：再探钠（10min） 1、 【提问1】你认为钠有哪些化学性质。你是如何得到这样的结论的呢？ 【教师】所以我们可以通过物质类别简单预测物质的性质。 【板书】预测物质性质、类别、还原性 【教师】我们还可以结合Na原子的微观结构，从本质理解Na单质所具有的性质。 【板书】结构、性质 【教师】从Na原子结构示意图可以看出，Na原子最外层只有1个电子，非常容易失去1个电子形成稳定结构，因此Na具有强还原性。【板书】Na原子与Na+结构示意图、“强”还原性。 【教师】由于Na具有极强还原性，所以在自然界中没有游离态钠，Na元素均以化合态形式存在。 【板书】存在：化合态。 2、 【教师】基于物质类别与微观结构对Na性质分析预测后，需要进行进一步实验，通过实验现象来验证我们的猜想。 【板书】实验与观察。 【提问2】请同学们对比观察金属钠刚切开时与放置一段时间后有什么不同？ 【提问3】请同学们分析为什么会出现这样的现象呢？ 【板书】4Na+O2=2Na2O、得出结论。 【教师】该反应本质上是金属单质与非金属单质发生反应，请同学们类比，尝试书写Na与Cl2在加热条件下发生的化学反应。 3、 【提问4】Na与O2在加热条件下会发生相同的化学反应吗？请同学们按照刚才的思路进行分析。 【播放视频】钠与空气在加热条件下的反应。 【教师】进一步研究表面生成的淡黄色固体为Na2O2过氧化钠，请同学们尝试书写方程式，标出元素化合价，并画出电子转移双线桥。 【教师】这也是Na相较于常见金属具有的特异性质；同时对比观察我们可以发现，实验过程中实验条件对化学反应的影响。 【学生】钠具有还原性，因为钠属于金属。 画出Na原子结构示意图 【学生】Na块刚刚切开的时候表面可以观察到银白色的金属光泽，空气中放置一段时间后，表面变暗了。 【学生】因为Na会与空气中O2发生氧化还原反应，生成一层氧化物覆盖在表面。反应方程式为：4Na+O2=2Na2O 【书写方程式】 【学生】首先Na融化成小球，这是由于Na熔点较低；然后Na剧烈燃烧，产生黄色火焰，最后得到淡黄色固体。反应现象与产物都与室温下发生反应不同，所以Na与氧气在室温与加热条件下发生了不同的化学反应 【书写分析方程式】 1、通过学习Na的化学性质，帮助学生建立根据原子结构、类别通性等预测物质化学性质的思路。 2、通过学习Na与O2反应帮助学生初步建立与应用基于探究实验认识物质化学性质的方法思路。 3、通过学习钠与氧气在不同条件下发生化学反应，让学生直观体会钠的强还原性，体会Na通性与特异性质，了解反应条件会影响化学反应。 1、通过学生对Na与氧气化学反应方程式书写情况初步评价学生对于Na与氧气反应相关知识点掌握情况。 2、通过学生对于提问4回答情况评价学生是否能理解并运用开展探究实验的一般方法与步骤解决问题。 3、课后习题（3）（4） 环节4：探究钠与水反应（15min） 【教师】在刚才的学习中，我们了解了认识物质性质与开展探究实验的一般思路：接下来请同学们参考刚才的思路方法，尝试探究Na与水发生的化学反应。 选取学生代表汇报小组实验的现象与结论。 【教师】我们可以把反应现象总结为五个字：“浮、熔、游、响、红” 【板书】“浮、熔、游、响、红” 2Na+2H2O=2NaOH+ H2↑ 【教师】Na与水发生反应放出大量热，同时生成可燃气体；这就是开头实验滴水生火的原理。正是因为Na与水会发生反应消耗水，因此实验室中也将Na用作强力除水剂；这就体现了：物质性质决定物质的应用。 【板书】性质、应用 【提问】Na着火时可以用水扑灭吗？ 【教师】请大家用单线桥分析方程式，寻找该化学反应的实质。 【提问】请同学们预测，Na与酸反应现象如何呢？ 【板书】与酸反应：现象更加剧烈 【提问】请同学们预测，Na与CuSO4盐溶液会发生什么样的反应呢？ 选取学生代表汇报小组实验的现象与结论。 【教师】回顾电解质电离一章中，我们曾经了解过，阴阳离子在溶液中以水合离子形式存在，所以Na会首先接触到水分子，与+1价H发生氧化还原反应，得到的产物会与铜离子与硫酸根进一步反应。 【教师】Na与CuSO4盐溶液反应体现了Na相较于其他金属的特别性质。 【小组合作，探究实验】 【学生】Na块浮在水面上，证明Na密度确实小于水的密度；Na在水中四处游动，并发出“嘶嘶”的响声证明反应过程有气体的产生；Na块在反应过程中熔融变成光亮的小球，证明Na的熔点确实较低，并且反应放出大量热；向反应后溶液中滴入酚酞溶液发现溶液变红，证明反应有碱性物质产生。 反应方程式为： 2Na+2H2O=2NaOH+ H2↑ 【学生】由于Na会与水发生化学反应生成可燃气体，所以Na着火时不能用水扑灭。 【学生】反应实质为Na还原+1价H。 【学生】Na与酸反应相较于Na与水的反应更加剧烈，因为酸溶液中+1价H浓度更大。 【小组合作，探究实验】 【学生】没有观察到红色固体产生，说明Na不会与CuSO4发生置换反应；实验过程中观察到有蓝色絮状沉淀产生，证明有Cu(OH)2生成。 【学生】书写Na与CuSO4反应方程式： 2Na+2H2O+CuSO4= H2↑+Na2SO4+Cu(OH)2↓ 1、让学生应用开展探究实验的一般思路，探究学习钠与水的反应，掌握实验现象与方程式书写事实性知识的同时，巩固对于认识物质性质一般思路方法程序性知识的理解。 2、通过让学生自行动手实验培养巩固学生对Na的取用注意事项的掌握。 3、通过学习钠与水、钠与硫酸铜盐溶液反应，认识钠性质相较于一般金属的特殊性。加深学生对于钠强还原性的认识。 1、通过学生小组探究实验开展情况，评价学生对于开展探究实验方法掌握与应用程度。 2、通过实验过程中学生动手操作情况来评价学生对钠的取用注意事项的掌握情况。 3、通过学生对于“钠与水反应”中现象分析解释情况评价学生对于Na部分物理性质的掌握情况。 4、通过学生钠与水、钠与硫酸铜化学反应方程式书写情况评价学生对于相关知识点掌握情况。 5、课后习题（5）（6）（7） 总结回顾 （3min） 师生共同复习 1、认识物质性质的一般思路。 2、Na的物理性质。 3、Na具有金属通性与特异性。 及时复习回顾。 板书 其他 教学反思 作业 （1）下列有关钠的物理性质的叙述正确的是（） ①银白色金属 ②质软，可用小刀切割 ③熔点较低（低于100℃） ④密度比水的密度小 ⑤热和电的良导体 （2）下列关于钠叙述正确的是（） ①自然界中存在单质钠 ②实验室把钠保存在煤油或者石蜡油中 ③可用手直接接触钠单质 ④实验后剩余的钠粒不能放回原试剂瓶中 （3）（节选）某小组设计实验探究钠与氧气的反应,请完善下列实验方案并回答相关问题。 I.主要实验用品 (a)小钠块、水、酚酞试液、玻璃片、小刀、滤纸、镊子、酒精灯、火柴、坩埚、 、三脚架、 。 Ⅱ.实验设计与实施 (b)用镊子取一小块钠,用滤纸吸干表面的 。因钠很软,可用刀切去一端的外皮,观察钠具有 色的金属光泽。 (c)新切开的钠的表面很快变暗,这是因为钠与氧气发生反应,其表面生成了一薄层 色氧化钠。 (d)将一个干燥的坩埚加热,同时切取一块绿豆粒大的钠,迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻,钠受热后先 ，然后与氧气剧烈反应,发出 色火焰,生成一种淡黄色固体。 （4）等质量的两块钠，第一块在加热条件下与注量足量的氧气充分反应，第二块在常温下与足量氧气充分反应，下列说法正确的是（） A第一块钠失去电子多 B两块钠失去电子相同 C两块钠的反应产物颜色相同 D两块钠的反应产物质量相等 （5）将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中,可能出现的现象是 （ ） A.钠块只在煤油层中游动,并放出气体 B.钠块只在水层中游动,钠块熔化,水层变红 C.钠块在四氯化碳层和水层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红 D.钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红 （6）将Na投入下列物质中,不能同时产生气体和沉淀的是（ ） A. Ca(HCO3)2溶液 B. MgSO4溶液 C. BaCl2溶液 D. Fe(NO3)3溶液 (7)镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。某学生据此提出问题:钠能在二氧化碳中燃烧吗?请你与他一起探究这个问题。 (a)提出假设:钠能在二氧化碳中燃烧,生成物可能是Na2O、C、Na2CO3、CO。 (b)查阅资料:《无机化学》中写道:CO能与PdCl2溶液反应生成黑色固体钯:CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓+2HCl (c)实验探究: ①按如图所示连接好装置,并检查气密性。检查该装置气密性的操作方法是: 。 ②在各装置中加入合适的试剂，A装置中是 ，B装置中是 ，C是 ，取用钠要先用滤纸吸干钠块表面的煤油，再除去表面的氧化层,然后切取约黄豆大小放入硬质玻璃管: ③打开分液漏斗,让稀盐酸滴入平底烧瓶,通入CO2,待出现什么现象时开始点燃酒精灯? ④钠在加热时能剧烈燃烧，燃烧结束后,硬质玻璃管中有黑色、白色固体生成，C溶液产生黑色沉淀。据此,你得出的结论是 . ⑤白色固体是什么?请你设计一个实验方案继续探究: 。结论:白色固体是Na2O和Na2CO3的混合物。 ⑥根据以上探究，写出钠与CO2在加热时所有可能发生的化学方程式: . ⑦某同学认为该装置有一个缺陷，请你提出改进方案: . 学科网（北京）股份有限公司 $$