2.1.1 金属的化学性质——钠 教学设计 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

授课年级 授课班级 授课科目 教学课题 活泼的金属单质 ——钠（第1课时） 教学时长 40min 设计理念/思路 从钠与水反应事故的现实新闻入手，诊断学生对金属钠的认识基础，通过事实现象归纳钠可能具有的化学性质，为后续预测提供探究证据。 通过观察实物单质总结钠的物理性质；通过对钠的保存方式提出疑问，预测钠可被氧气氧化，观察实验现象总结钠的化学性质，理解钠的还原性。 观察钠与水反应实验，分析实验现象，补充钠的物理、化学性质，运用氧化还原知识分析反应产物，深入理解钠还原性与活泼性。 通过结构分析，关联钠的活泼性与还原性，形成“结构决定性质”的分析思路。 应用对钠还原性、活泼性的认识，预测、观察、分析钠与硫酸铜溶液反应实验，体会探究物质性质的一般思路与流程。 教学内容分析 教材名称：　　必修　第　1　册，第　2　章　1　节　32-35　页 出版社：　　　人民教育出版社（2017版）　　　　　　　　 内容分析： 钠是典型的金属元素，处于金属活动性顺序表靠前的位置，在学生已有的金属活动性认知基础上，系统的进行钠元素的性质探究，建构金属单质（特别是活泼金属单质）性质预测和探究的一般思路。 第二，基于学生对氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等化合物的生活常识和对钠元素的已有认知，建构钠的单质及化合物的转化关系。 第三，借助第一章物质分类及离子反应、氧化还原反应等知识，进行钠单质及化合物的分类、预测、分析学习，有助于学生形成从分类的认识物质及其变化的视角。 学情分析 已知点： 1、学生在初中阶段已学习氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等含钠化合物的物理性质、基本化学性质和用途，认识钠原子的结构，并能够用原子结构示意图进行表示。 2、学生初步接触了金属的研究方法，认识金属活动性顺序表，并能够应用金属活动性顺序进行简单的反应判断。 障碍点： 1、未形成系统完整的预测、探究、分析、总结的思路方法；预测性质的思路较为局限，不能充分的利用已知的物质分类、氧化还原知识，从价类二位角度进行元素性质学习。 教学目标 1、 基于研究物质性质的基本方法和基本程序，探究钠的性质，初步建立基于类别通性角度预测物质性质的思路方法 2、 通过钠氧化、钠燃烧、钠与水反应的实验，了解用食盐、观察法研究物质性质的方法，发展根据化学问题简单设计试验方案并完成实验、观察并客观记录物质及其变化的实验现象的能力 3、 在性质探究过程中，形成证据收集、证据推理的意识，培养证据分析和解决实际问题的能力，发展实学生证据推理和验探究素养 4、 通过对金属钠性质研究的一系列科学探究活动，增强安全意识、培养严谨求实的科学态度 5、 教学重点 钠的化学性质；钠（金属单质）性质的研究思路和方法建构 教学难点 钠与水反应的实验探究；金属性质预测的思路 教学资源 《人教版高中化学必修一》、《高中化学课标（2017版）、教学PPT 教学用具 希沃智慧黑板 教学方法 讲授法、实验观察法、讨论分析法 教学过程及内容 环节 情景设置 问题提出 教师活动 学生活动 设计意图 学生发展 课堂 引入 真实新闻：大量装有金属钠的铁桶进入珠江发生爆炸 阅读新闻，你对“钠”有哪些认识？又有什么疑问？ [新闻播放] 2001年7月，珠江惊现若干神秘“水雷”，从漂在水面上的一个铁桶内蹿出一股火苗．紧接着发出一声巨响。据悉．有船员曾经把盖子打开接触桶内物质后双手感到疼痛，于是他们又将桶推到江里。一遇到水，这个桶就爆炸了。 后经认定，铁桶内装的是金属钠．共有8个装满金属钠的铁皮桶漂浮在水面上．怎么处理变成了一个很大的难题。专家组紧急研究出方案。在四五个消防员和民警的帮助下，铁桶被捞上来了。消防员立刻将它放进早已准备好的塑料桶内，然后倒进了两桶煤油，危机总算过去了。 [板书整理学生疑问] 1、 为什么钠遇水着火爆炸 2、 为什么触摸后双手疼痛 3、 为什么倒入煤油 [课题引入] 带着对钠的初步认识和许多疑问，我们开始金属钠性质的探索 [阅读新闻] [自主提取与钠有关的信息，讨论归纳对“钠”的认识和疑问] [学生提出疑问] 从钠与水反应事故的现实新闻入手，诊断学生对金属钠的认识基础，通过事实现象归纳钠可能具有的化学性质，为后续预测提供探究证据 发展学生的证据收集能力与证据推理素养 钠的物理性质 1、观察实验室煤油中保存的钠块 2、观察钠块切开过程 通过观察钠块和切开的过程，你对钠的物理性质有什么认识？ [展示药品] 煤油中保存的钠块 [演示实验1] 镊子取出一小块金属钠，滤纸吸干煤油后小刀切开，观察断面颜色、光泽；暴漏切面一段时间后继续观察，观察完毕将钠放回试剂瓶 [提问] 从刚才的观察中，你认识到钠的哪些物理性质和化学性质？ [总结] 物理性质：钠是银白色固体金属、质地软、有延展性、可导电、导热。 化学性质：钠可以与氧气发生反应。 [观察药品] [观察实验] [填写学案] [回答] 物理性质：钠是银白色固体金属、质地软 化学性质：钠保存在煤油中，在空气中很快被氧化由银白色变为灰白色 通过观察实物单质总结钠的物理性质； 发展证据推理的素养，系统认识钠的物理性质 钠与氧气反应 1、钠的保存 2、钠的氧化 1、钠的保存方式体现了钠可能具有怎样的化学性质？ 2、钠加热条件与氧气反应的现象与产物 [启发] 为什么钠要保存在煤油中？ [讲解] 钠保存在煤油中是为了隔绝钠块与氧气。 钠常温暴露在空气中会很快与氧气反应，被氧化为灰白色的氧化钠。 [板书钠与氧气常温反应方程] [追问] 如果将钠块加热与氧气反应会发生什么情况呢？ [播放反应视频] [给出过氧化钠化学式与性状] [请学生自主书写钠加热状态下与氧气反应方程] [板书方程] [总结] 钠极易被氧化，常温下与氧气反应生成白色的氧化纳，加热条件下与氧气反应生成淡黄色的过氧化钠 [学生回答] 为了不让钠与氧气接触 [书写方程] [书写方程] 通过对钠的保存方式提出疑问，预测钠可被氧气氧化，观察实验现象总结钠的化学性质，理解钠的还原性。 发展学生证据推理与模型认识的核心素养。 钠与水的反应 1、钠与水反应实验 2、钠与盐酸溶液反应 1、为什么不能把钠块放在水中保存？ 2、观察钠与水的反应，你对钠的性质有哪些认识？ 3、钠与水反应的产物是什么？与的预测依据是什么？ 4、分析过量的钠与盐酸反应情况 [启发提问] 我们将钠块放在煤油保存是因为煤油可以隔绝空气。那么，水也可以隔绝空气，而且比煤油更加便宜易得，可以把钠块放在水中保存吗？为什么？ [追问] 钠块不可以放在水中保存。那么，钠与水会发生什么反应？生成哪些产物？有什么现象？又为什么会爆炸呢？带着这些问题，请同学们认真观察钠与水反应的实验。 [演示实验2] 取出钠块，吸干煤油，投入滴有酚酞的水中。 [提问] 请描述你看到的实验现象 [对学生答案进行补充归纳] 钠块的位置：浮在水面上 钠块的状态：熔成银白色小球 钠块的运动：钠块在水面上四处游动， 反应的声音：发出“嘶”的声响 溶液的现象：溶液变为红色 分别用一个字来描述，钠与水反应的实验现象可概括为：“浮、熔、游、响、红” [追问] 为什么钠块与水反应会有“浮熔游响红”的现象？透过这些现象你对钠的性质又有哪些新的认识？ （请学生尝试分析实验现象并填写学案） [细化提问] “浮”说明了钠的什么性质？ “熔”说明了钠的什么性质？ “游”和“响”说明了钠的什么性质？ “红”说明了钠的什么性质？ [总结] （补充钠的物理性质）通过对实验的观察，我们认识到钠是密度小于水、熔点偏低的金属 [追问] 钠块与水发生反应，生成了碱性物质——氢氧化钠，与一种气体。请从元素守恒和氧化还原两个角度综合考虑，推断反应的气体产物。 [讲解] 从元素守恒的角度看，气体产物只有可能是氢气或氧气；从氧化还原的角度考虑，反应中钠的化合价升高，发生氧化反应，还需要一个元素化合价降低发生氧化反应，由此判断气体产物只能是氢气 [追问] 如何验证气体产物时氢气呢？ [请学生自主书写反应方程] [板书钠与水反应方程] [启发] 钠与水和酸反应的实质都是将溶液中的氢离子置换出来生成氢气，那么当钠同时遇到酸与水，优先与哪个发生反应呢？ [板书钠与盐酸反应方程] [讲解] 反应的实质是置换氢离子，酸能够电离的氢离子远多于水，因此优先与酸发生反应。 [思考题] （过量的钠与的稀盐酸反应最终的产物呈酸性还是碱性） [启发追问] （PPT播放引入材料的三个问题） 认识了钠物理性质与化学性质之后，你能解释课堂开始提出的那三个问题吗？ （为什么钠遇水着火爆炸？为什么触摸后双手疼痛？为什么倒入煤油？） [学生回答] 不可以用水来保存钠块，因为钠块遇到水会发生反应，爆炸着火（受到引入新闻的启发） [观察实验，记录实验现象] [学生回答] （描述实验现象，并用一个字概括） [分析现象、填写学案] [学生回答] 钠的密度比水小 钠的熔点低，且反应放热 钠与水反应有气体生成 钠与水反应有碱生成 [思考预测] [学生回答] 试管收集气体靠近酒精灯听爆鸣声/点燃观察火焰颜色 [书写方程] [思考回答] 过量的钠将酸反应完全之后与水反应，最终产物呈碱性 [学生回答] 钠会与水反应生成大量的氢气且放出热量，氢气在铁筒内燃烧易爆炸；钠与船员手上沾有的水反应放热，以你感到双手疼痛；倒入煤油可以隔绝钠块与水，防止继续反应，发生爆炸。 观察钠与水反应实验，分析实验现象，补充钠的物理、化学性质。 通过钠的探究过程，感受探究物质的流程，形成探究物质性质的一般思路和方法 运用氧化还原知识分析反应产物，深入理解钠还原性与活泼性。 认识钠与水反应的本质，关联钠与酸反应的本质 诊断学生对钠与水、钠与酸反应本质的理解 培养学生实验观察与证据分析的能力 引导学生从氧化还原角度认识钠的活泼性 培养学生从离子角度分析反应实质的能力 钠与硫酸铜溶液反应 1、钠与硫酸铜溶液反应实验 2、钠与氯化钠溶液反应 1、从结构上如何解释钠的活泼性 2、钠可以置换硫酸铜溶液中的铜吗 3、钠为什么不能将铜从硫酸铜溶液中置换出来 [启发] 通过钠化学性质的学习，我们知道钠常温下就可以与氧气反应，投入水中很快就会与水发生剧烈的反应，钠的化学性质非常活泼。 那么，钠的性质为什么这么活泼？ [提示] 结构决定性质，性质反映结构 [板书钠原子结构示意图] 钠原子的最外层只有一个电子，很容易失去，发生氧化反应（具有还原性），因此钠的化学性质非常活泼，在金属活动性顺序表中排在较前的位置。 [PPT播放金属活动性顺序表] [提问] 钠是一种活泼的金属，还原性很强，能把水中的氢原子置换出来。活泼的金属能把不活泼的金属从它的可溶性盐溶液中置换出来，那么钠能从硫酸铜溶液中置换出铜吗？ [演示实验3] 钠投入硫酸铜溶液中 [提问] 你观察到哪些反应现象？ [追问] 蓝色的沉淀可能是什么？放出的气体可能是什么？ [追问] 为什么会生成氢氧化铜的沉淀而不是将铜单质置换出来呢？ [讲解] 因为钠的性质过于活泼，因此投入硫酸铜溶液中会优先和溶液中的水反应，而不是发生置换反应。同理，更活泼的金属钾、钙也是如此。 [思考题] 钠与氯化钠溶液会发生反应吗？ [回答] 能，钠块消失，有红色的铜生成/不能 [回答] 有气体生成，没有生成红色的铜单质，而是生成了蓝色的沉淀 [回答] 沉淀可能是氢氧化铜，气体是氢气 [回答] 钠先与水发生反应生成氢氧化钠，放出氢气；氢氧化钠再与硫酸铜发生反应生成蓝色沉淀？ [回答] 钠与氯化钠不会发生反应，但会与氯化钠溶液中的水发生反应，生成氢氧化钠和氢气。 关联钠的氧化性与活泼性，形成“结构决定性质”的分析视角 应用探究物质性质的思路方法进行钠与硫酸铜反应过程的探究； 巩固加深对钠活泼性的理解 发展学生宏观辨识与微观探析的核心素养； 发展“结构决定性质”的分析视角 建构探究物质性质的思路与方法； 培养学生应用性质知识解决复杂问题的能力 课堂 总结 [讲解] 通过对钠单质的观察和实验，我们认识了 一、 钠的物理性质：常温下钠是银白色、质地软、有延展性、可导电、导热，密度小于水、熔点偏低的固体金属，需要在煤油中保存。 二、钠的化学性质:常温/加热状态下均可与氧气发生反应，且产物不同；能够与酸发生反应置换出氢气；能够与水发生反应置换出氢气；与盐溶液反应时不发生置换反应而是先与溶液中的水反应。 课堂总结 板 书 作业 一、总结钠单质的物理性质与化学性质 二、总结本节课探究钠与水反应、钠与硫酸铜溶液反应的思路与过程 三、选择题： 1）、金属钠分别在过量的O2和Cl2中燃烧，产生的现象相同点是(　　) A．都产生白烟　　　　　　　　B．都产生黄色火焰 C．都发光发热 D．都生成白色固体 2）、下列实验操作中，溶液里无固体析出的是(　　) A．MgCl2溶液中加入Na的小颗粒 B．Ca(OH)2饱和溶液中加入Na的小颗粒 C．KNO3稀溶液中加入Na的小颗粒 D．水中加入Na的小颗粒 3）、金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中，正确的是(　　) A．钠是银白色金属，熔点低，硬度大 B．钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠 C．在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发出黄色火焰 D．金属钠着火可以用泡沫灭火器或用干燥的沙土灭火 教学 反思 1、课堂氛围较好，学生积极高，课堂实验效果显著，但对课堂节奏的把握能力、及时把控学生状态调整难度与问题开放度的能力有待加强。 2、留给学生完整表达的空间较小，不能充分暴露学生的认识障碍，对于具体学生学情的分析可以做的更加详细。 3、课后作业的层次分级不够全面。 学科网（北京）股份有限公司 $$