第一节 钠及其化合物 第1课时（教学设计）化学人教版2019必修第一册

第一节 钠及其化合物 第1课时 活泼的金属单质钠 一、知识目标 1.了解钠的主要性质，正确书写有关的化学方程式。 2. 能说出钠的主要物理性质，知道它的保存方法和如何扑灭钠引起的火灾。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从钠的原子结构（最外层只有 1 个电子，易失去）微观角度理解钠化学性质活泼的原因，从宏观上观察钠与氧气、水等反应的现象，分析其性质。 2.证据推理与模型认知：通过对钠与氧气、水等反应现象的分析推理，建立研究物质性质的一般程序模型（性质预测、设计方案、实验探究、得出结论）。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究钠的物理性质和化学性质，培养学生的实验操作能力和创新思维，体会实验探究在化学研究中的重要性。 一、教学重点 钠与水、氧气的反应现象及原理。 二、教学难点 通过实验现象推理钠的化学性质，理解 “活泼性” 的含义。 钠是高中化学中系统学习的第一种金属元素，其性质和学习方法对后续其他金属元素的学习具有重要的示范和引领作用，在高中化学知识体系中占据着关键地位。 教材首先从钠的原子结构入手，引导学生从微观角度理解钠的化学活泼性，进而探讨钠在自然界中的存在形式。接着，通过一系列实验探究，如钠的物理性质探究、钠与氧气在不同条件下的反应、钠与水的反应等，让学生直观地感受钠的性质，并培养学生的实验操作能力和观察分析能力。最后，教材还引导学生基于物质类别研究钠的其他反应，如钠与酸、盐溶液的反应，帮助学生构建完整的知识体系。这种编排方式符合学生的认知规律，有助于学生逐步深入理解钠的性质。 在知识储备方面，学生在初中已经对一些常见金属如铁、铜等有了初步的认识，了解了金属的一些基本性质和简单的化学反应，但对于金属的性质和反应规律还缺乏系统的认识。在思维能力方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对直观、生动的实验现象比较感兴趣，但在分析实验现象、推理化学性质以及从微观角度理解化学本质等方面还存在一定的困难。 在学习方法上，学生习惯了初中以记忆为主的学习方式，对于高中化学需要的自主探究、逻辑推理等学习方法还不太适应。此外，学生在氧化还原反应等理论知识的理解和应用上还不够熟练，这可能会对钠的化学性质的学习造成一定的障碍。因此，在教学过程中，教师应充分利用实验的直观性，引导学生观察、分析实验现象，逐步培养学生的思维能力和学习方法。同时，要注重知识的衔接和过渡，帮助学生建立起新旧知识之间的联系，降低学习难度，激发学生的学习兴趣。 教学环节一 新课导入 【播放视频】（播放关于钠的化学性质展示的视频，如钠与水、氧气反应的现象等） 大家有没有见过“会着火的金属”呢？其实，有一种“脾气火爆”的金属——钠，它就会出现这样特殊的情况。钠到底有着怎样的化学性质，接下来，让我们通过一段视频，一起去初步了解一下这个“脾气火爆”的钠。 【提出驱动问题】 视频看完了，大家来说说，从视频里你们观察到“脾气火爆”的钠有什么化学性质呢？ 【学生思考】学生们尽可能说一下看到的钠的性质。 【设计意图】 1.激发学生兴趣：播放钠的相关视频，直观地展示钠的特殊反应现象，进一步激发学生的兴趣和探索欲望，让学生积极主动地参与到课堂讨论中来。 2.联系生活实际：将化学知识与生活中的火灾场景相联系，让学生明白化学知识在实际生活中的重要应用，使抽象的化学知识变得具体可感，增强学生对化学学科的认同感和学习动力。 3.引发思考，导入新课：通过一系列问题的提出，引导学生思考钠的化学性质，自然地过渡到本节课关于钠的教学内容，让学生带着问题去学习，明确学习目标，提高学习的针对性和主动性。 教学环节二 钠的存在与物理性质 任务1：请同学们讨论并思考：从结构的角度分析钠脾气火爆的原因。 【问题】从原子结构的角度分析，为什么钠的化学性质非常活泼？钠元素在自然界中以怎样的形式存在呢？ 【学生思考】 1.钠的原子结构示意图为， 其最外层只有个电子，在化学反应中很容易失去这个电子，因此钠的化学性质非常活 泼，表现出很强的还原性。 2.钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，如、、等，没有单质。 【总结讲解】 1、 钠的存在与物理性质 1.钠的存在 ⑴钠的原子结构 在化学反应中很容易失去1个电子。因此，钠的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性。 ⑵钠元素的自然界中的存在形式 钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，如、、等，没有单质 工业上常用电解熔融氯化钠的方法制取钠，化学方程式为。 任务2：请同学们回忆视频的描述，并实验探究钠的‘真面目’（物理性质探究） 【引入】我们已经知道了钠在自然界中的存在形式，那么钠具有哪些物理性质呢？下面我们通过实验来探究钠的“真面目”。 【问题】请同学们回忆视频的描述，并通过实验探究钠的物理性质，包括颜色、状态、密度、硬度、熔点、沸点、导电导热性等。 【实验活动】 【学生任务】分组进行实验，每组领取一小块钠（保存在煤油中），完成以下操作并记录现象： 1.用镊子取出钠块，放在滤纸上吸干煤油，观察颜色和状态。 2.用小刀在玻璃片上切钠，感受硬度，观察切面变化。 【学生思考】 1.钠是银白色固体，有金属光泽。 2.钠的硬度较软，可用刀切开。 3.新切开的钠的表面很快变暗，说明钠在空气中容易被氧化。 【播放视频】对比参考 【总结讲解】 一、钠的存在与物理性质 2.钠的物理性质 颜色 状态 银白色固体 有金属光泽 密度 比煤油大ρ=0.97g/cm3 比水小 硬度 较软（可用刀切开 熔点 沸点 97.8°C 882.9°C 较低 导电 导热性  良好 (金属的通性) 【设计意图】通过实验和讨论，培养学生的观察能力、分析能力和团队合作精神，帮助学生深入钠的存在及物理性质。 典例精讲 【例1】下列关于钠的存在的说法正确的是(　　) A. 钠在自然界中主要以单质形式存在 B. 钠元素只存在于海水中 C. 钠元素在自然界中都以化合物的形式存在 D. 钠能在空气中稳定存在 【答案】C 【解析】钠的化学性质非常活泼，在自然界中不能以单质形式存在，A选项错误；钠元素在自然界中广泛存在，不仅仅存在于海水中，B选项错误；钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，C选项正确；钠能与空气中的氧气、水等发生反应，不能在空气中稳定存在，D选项错误。 【例2】下列关于钠的物理性质的描述错误的是(　　) A. 钠是银白色金属 B. 钠的密度比水小 C. 钠的硬度较大，不易切割 D. 钠的熔点较低 【答案】C 【解析】钠是银白色金属，A选项正确；钠的密度比水小，能浮在水面上，B选项正确；钠的硬度较软，可用刀切开，C选项错误；钠的熔点较低，与水反应时会熔化成小球，D选项正确。 教学环节三 钠的化学性质 任务1：请同学们进行实验并分析新切开的钠在空气中“切面为什么很快变暗？” 【引入】通过前面的实验我们知道，新切开的钠的表面很快变暗，这是为什么呢？下面我们来探究钠与氧气的反应。 【问题】请同学们进行实验并分析新切开的钠在空气中“切面为什么很快变暗？”钠与氧气在加热条件下又会发生怎样的变化？ 【学生任务】 1.观察新切开的钠在空气中的变化，并写出化学方程式。 【学生思考】 新切开的钠在空气中很快变暗，是因为钠与氧气发生反应生成了，化学方程式为。 【总结讲解】 二、钠的化学性质 1.钠与氧气发生反应 ①常温下在空气中很快变暗，这是因为钠与氧气发生反应生成Na2O。 任务2：请同学们回忆视频的描述，并实验探究钠和氧气加热下发生怎样的变化？ 【实验活动】 【教师演示】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，并写出化学方程式。 【播放视频】对比参考 【学生观察思考】钠受热后先熔化，然后与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体，化学方程式为。 【总结讲解】 2、 钠的化学性质 1.钠与氧气发生反应 ②钠和氧气加热下反应生成了淡黄色固体Na2O2 实验现象：钠受热后先熔化，然后与氧气剧烈反应，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。 任务3：请同学们一起探讨钠与氧气发生反应为什么加热时更剧烈？反应条件不同产物不同说明什么？ 【讲解】评价、强调：钠与氧气反应，常温下生成氧化钠，加热时生成过氧化钠，说明反应条件不同，产物也不同。在氧化还原反应中，钠失去电子，化合价升高，被氧化，作还原剂，具有还原性；氧气得到电子，化合价降低，被还原。 【引入】除了氧气，钠还能与其他非金属单质发生反应吗？下面我们来探讨钠与氯气、硫等非金属单质的反应。 【问题】请同学们根据氧化还原反应的原理，写出钠与氯气、硫反应的化学方程式，并分析反应中电子的转移情况。 【学生思考】 1.钠与氯气反应的化学方程式为，在反应中，钠失去，化合价升高，被氧化，作还原剂；氯气得到，化合价降低，被还原。 2.钠与硫反应的化学方程式为，在反应中，钠失去，化合价升高，被氧化，作还原剂；硫得到，化合价降低，被还原。 【总结讲解】 二、钠的化学性质 2.钠与非金属单质的反应 钠具有很强的还原性，能与许多非金属单质直接化合。在这些反应中，钠都失去电子，表现出还原性。 典例精讲 【例1】下列关于钠的叙述中，不正确的是（ ） A、钠燃烧时生成氧化钠 B、钠燃烧时发出黄色的火焰 C、钠有很强的还原性 D、钠原子的最外层上只有1个电子 【学生回答】A 任务4：请同学们回忆视频的描述，并预测钠与水反应的产物，写出化学方程式 【引入】我们知道，金属活动性顺序表中排在氢前面的金属能与酸反应置换出氢气，那么钠能与水反应吗？如果能反应，会生成什么物质呢？下面我们来探究钠与水的反应。 【问题】请同学们回忆视频的描述，从物质组成及氧化还原反应的角度，预测钠与水反应的生成物，并写出化学方程式。然后通过实验探究钠与水反应的现象，并验证产物。 【学生任务】 1.预测钠与水反应的生成物： 从物质组成角度，金属 + 酸 → 盐 + 氢气，钠与水反应可能生成氢氧化钠和氢气； 从氧化还原反应角度，钠的化合价升高，失去电子，水中氢的化合价降低，得到电子； 从质量守恒定律角度，反应物元素有、、，生成物元素也应该有、、，所以预测的反应产物为和，化学方程式为。 任务5：请同学们回忆视频的描述，并实验探究钠与水反应的现象，并验证产物。 【实验活动】 【学生任务】分组进行实验，每组将绿豆大小的钠块放入盛水的烧杯中，观察现象，并从钠在水中的位置、钠的形状的变化、溶液颜色的变化等方面进行描述和分析。 【播放视频】对比参考 【学生思考】 1.实验现象：浮——钠浮在水面上，说明钠的密度小于水；熔——钠融化成小球，说明反应放热，钠的熔点低；游——钠在水面游动，说明有气体（）产生；响——发出嘶嘶的响声，说明有气体（）产生且反应剧烈；红——溶液变红，说明有碱（）生成。 2.钠与水反应的化学方程式为，离子方程式为。 【总结讲解】 二、钠的化学性质 3.钠与水的反应 ⑴实验现象及结论 实验现象 分析及结论 浮——钠浮在水面上 小于水的密度，0.97g/cm3 熔——融化成小球 反应放热 ，熔点低，97.8℃ 游——在水面游动 有气体（H2）产生 响——发出嘶嘶的响声 有气体（H2）产生且剧烈 红——溶液变红 有碱生成，NaOH ⑵反应方程式 2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2 ↑ ⑵钠的保存方法 在实验室中，要把钠保存在煤油或石蜡油中以隔绝空气。钠着火时不能用水灭火，要用干燥的沙土灭火。 典例精讲 【例2】向一小烧杯中加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠，可能观察到的现象是（ ） 【学生回答】A 任务6：请同学们小组讨论基于物质类别研究物质性质,钠还可以发生什么反应？ 【引入】我们已经知道了钠与水的反应，那么钠与酸、盐溶液反应又会有什么现象呢？下面我们来探讨钠与酸、盐溶液的反应。 【问题】请同学们小组讨论，基于物质类别研究物质性质，钠还可以发生什么反应？预测钠与酸、盐溶液反应的结果，并通过实验进行验证。 【学生思考】 钠与酸反应比与水反应剧烈，实质是。将金属钠放入适量稀盐酸中，钠会迅速与酸反应，产生大量气泡。如果钠过量，钠把酸反应完之后，再与水反应。 【总结讲解】 二、钠的化学性质 4.钠与酸的反应 ⑴实验现象及结论 将金属钠放入适量稀盐酸中，观察现象：钠会迅速与酸剧烈反应，产生大量气泡。 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑ 钠钠与酸反应比与水反应剧烈。 实质：2Na+2H+=2Na++H2↑ 如果钠过量，钠把酸反应完之后，再与水反应。 再与水反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 任务7：小组讨论金属钠与硫酸铜溶液反应结果如何呢？ 【问题】请同学们小组讨论，活泼金属能把不活泼金属从其盐溶液中转换出来，预测钠与硫酸铜溶液反应的结果。 【实验活动】 【学生任务】分组进行实验，每组将绿豆大小的钠块放入盛硫酸铜溶液的烧杯中，观察现象。 【播放视频】对比参考 【学生思考】 钠与盐溶液反应时，先与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠再与盐溶液中的溶质发生反应。例如，钠与硫酸铜溶液反应，化学方程式为，，总反应方程式为。 【讲解】钠与酸反应时，先与酸中的氢离子反应；钠与盐溶液反应时，先与水反应。在分析钠与酸、盐溶液反应的现象和产物时，要综合考虑钠的性质和反应的先后顺序。 【总结讲解】 二、钠的化学性质 5.钠与盐溶液的反应 总反应方程式为。 典例精讲 【例3】将适量金属钠投入下列溶液中，有气体放出，但无沉淀生成的是(　　) 注意对比分析钠与水反应和钠与酸、碱、盐溶液反应现象的相似和差异。 A.盐酸 B．饱和氢氧化钠溶液 C．FeCl3溶液 D．CuSO4溶液 【学生回答】A 任务8：小组讨论金属钠长期放置在空气中最终会转为什么物质？ 【引入】我们知道钠的化学性质非常活泼，那么金属钠长期放置在空气中最终会转为什么物质呢？下面我们来探讨钠在空气中的变化。 【问题】请同学们小组讨论，分析金属钠长期放置在空气中的变化过程，并写出相关的化学方程式。 【学生思考】 Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3 第一节 钠及其化合物 第1课时 活泼的金属单质钠 一、钠的存在及物理性质 1.钠的存在 原子结构：易失电子，强还原性 自然界存在：化合物形式 2.钠的物理性质 颜色状态：银白色固体，有光泽 密度：ρ（煤油）＜ρ（钠）＜ρ（水） 硬度：较软 熔点：较低 导电导热性：良好 二、钠的化学性质 1.与氧气反应 常温：4Na + O₂ = 2Na₂O 加热：2Na + O₂ Na₂O₂ 2.与非金属单质反应 与Cl₂：2Na + Cl₂ 2NaCl 与S：2Na + S Na₂S 3.与水反应 现象：浮、熔、游、响、红 方程式：2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ 4.与酸反应 实质：2Na + 2H⁺ = 2Na⁺ + H₂↑ 反应比与水剧烈 5.与盐溶液反应 如与CuSO₄溶液： 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ 2NaOH + CuSO₄ = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂↓ 1.下列有关钠的存在形式、保存及取用方法的描述正确的是(　　) A．钠在自然界中主要以化合态的形式存在，少量以游离态的形式存在 B．钠需要密封保存在煤油或石蜡油中 C．实验室中可直接用药匙取用钠 D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中 【答案】B 【解析】A. 钠的化学性质非常活泼，在自然界中只能以化合态的形式存在，不存在游离态的钠，A选项错误；B. 钠能与空气中的氧气和水反应，且钠的密度比煤油和石蜡油大，所以钠需要密封保存在煤油或石蜡油中以隔绝空气，B选项正确；C. 实验室中取用钠要用镊子夹取，不能直接用药匙取用，因为钠质地较软，用药匙不易操作，且钠有腐蚀性，C选项错误；D. 实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中，以防止钠与空气中的物质反应而发生危险，D选项错误。 2.某同学为验证钠与水的反应：将绿豆大小的金属钠投入足量且含酚酞的水中，下列现象描述错误的是 A．钠沉入水中 B．钠熔成小球 C．发出嘶嘶的响声 D．溶液变成红色 【答案】A 【解析】A. 钠的密度比水小，所以钠投入水中会浮在水面上，而不是沉入水中，A选项描述错误；B. 钠与水反应放出大量的热，使钠的温度达到熔点，钠会熔化成小球，B选项描述正确；C. 钠与水反应剧烈，生成氢气，氢气逸出会发出嘶嘶的响声，C选项描述正确；D. 钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠是碱，能使酚酞溶液变红，D选项描述正确。 3．下列关于钠的说法中正确的是 A．用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，放置在洁净的表面皿或玻璃片上 B．金属钠可与CuSO₄溶液发生置换反应生成Na₂SO₄和Cu C．绿豆大小的钠投入水中，钠浮在水面上，说明钠的密度大于水的密度 D．钠银白色切口在空气中变暗，有人认为氧气不足生成氧化钠，若氧气过量生成过氧化钠 【答案】A 【解析】A. 取用钠时，用镊子夹取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油，放置在洁净的表面皿或玻璃片上进行后续实验操作，A选项正确；B. 金属钠投入CuSO₄溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，不会发生置换反应生成铜，B选项错误；C. 钠浮在水面上，说明钠的密度比水小，而不是大于水的密度，C选项错误；D. 钠银白色切口在空气中变暗是因为钠与空气中的氧气在常温下反应生成氧化钠，无论氧气是否过量，常温下钠与氧气反应的产物都是氧化钠，加热时钠与氧气反应才生成过氧化钠，D选项错误。 4．用流程图示的方法可以清楚反映物质之间的转化关系。如：Na→ →NaOH→NaCl，则在常温下，上述转化关系内的物质是 A．Na₂CO₃ B．Na₂O C．Na₂S D．Na₂O₂ 【答案】B 【解析】钠在常温下与氧气反应生成氧化钠（Na₂O），氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠。A. 钠不能直接转化为碳酸钠，A选项错误；B. 常温下钠与氧气反应生成Na₂O，符合转化关系，B选项正确；C. 钠与硫反应生成硫化钠需要一定条件，且不符合该转化流程，C选项错误；D. 钠与氧气在加热条件下才生成Na₂O₂，不是常温下的产物，D选项错误。 在本次教学中，通过实验探究、问题驱动等方式引导学生学习钠的相关知识，取得了一定的教学效果。实验环节极大地激发了学生的学习兴趣，让他们更直观地观察到钠的性质。但在教学过程中也存在一些不足之处。例如，部分学生在分析实验现象和推导化学性质时存在困难，这反映出在引导学生思考和培养逻辑推理能力方面还有待加强。在今后的教学中，应更加注重对学生思维的启发，增加互动环节，及时解答学生的疑问。同时，要进一步优化实验教学，确保每个学生都能清晰地观察到实验现象，提高教学质量。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$