3.2.1金属钠及其化合物——“钠”么活泼 课件-2025-2026学年高一上学期化学苏教版必修第一册

该高中化学课件围绕钠的性质和制备展开，从锂电池安全问题导入，通过任务驱动分析钠电池提出原因、推测工作原理、探究推广局限及优势，结合实验探究与理论分析构建学习支架。 其亮点在于通过钠的保存、与氧气和水反应等实验探究培养科学探究与实践能力，结合原子结构分析和类比推理发展科学思维，对比钠锂价格与地壳含量渗透科学态度与责任。学生在实验与讨论中提升探究能力，教师可借真实情境增强教学实效。

“钠”么活泼 第1课时 钠的性质和制备 见面几节课，我们学习了一钟具有代表性的非金属单质，氯气，这节课我们一起来学习一种具有代表性的金属单质：钠，在上课之前呢，我们来一起看一个小视频。（板书） 1 2 锂电池 钠电池 锂电池安全问题频发 ·从视频中我们可以知道，电池已经成为我们生活中不可或缺的用品，锂电池作为使用最多的电池具有寿命长，质量轻等优点，但存在成本高，低温性能差以及一系列安全问题，为了解决这些问题，科学家就联想到了用钠电池来替代我们的锂电池 请从原子结构角度分析，科学家为什么从Li电池联想到研究Na电池？ 01 【任务一】分析 Na电池被提出的原因 Li和Na： 相同的最外层电子数， 相似的化学性质 钠 那么请同学们从原子结构的角度分析，科学家为什么能从li电池联想到研究钠电池呢，（学生上黑板展示并回答）老师总结板书，我们的li和钠具有相同的最外层电子数，因此他可能具有相似的化学性质，都容易失去一个电子，显示还原性，接下来我们一起来推测一下钠电池的工作原理。 4 【任务二】推测 Na电池的工作原理 Li-空气电池是以 Li 、O2 为原料的电池，在有机体系中，产物为 Li2O 或 Li2O2(过氧化锂) 。 有机电解质 放电 多孔碳催化剂 资料卡 预测产物： Na2O 、Na2O2 Li 负极 空气 类比Li电池工作原理，预测Na电池发生化学反应的产物是什么？ 02 正极 钠 接下来请同学们根据锂电池的工作原理，想一想钠电池发生化学反应的产物应该是什么。（学生回答）那我们接下来就通过实验一起来探究一下，大家的猜测是否正确。 5 【实验探究1】 观察钠的保存环境——煤油 液封，隔绝空气 可能钠极易和O2等反应 钠 0.97g·cm-3 煤油 0.80g·cm-3 【任务二】推测 Na电池的工作原理 思考1：钠为什么保存在煤油中？ 钠和煤油不反应且密度比水小 钠 请同学们拿出装有钠的试剂瓶，仔细观察，想一想：为什么要保存在煤油中？（学生回答）液封，隔绝空气 为什么要隔绝空气？请联系二者的密度进行思考（学生回答） 6 【实验探究2】常温条件下，Na和O2反应 实验步骤： 1.用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面煤油。 2.钠放在玻璃片上，镊子夹住钠，用小刀切去一端的表层，感受钠的硬度。 放置在空气中，仔细观察钠切面的光泽和颜色及其变化。 3.将钠全部放回试剂瓶中。 4.观察并记录现象，试解释产生现象的原因。 实验现象 实验结论 表面银白色变暗 4Na＋O2=== 2 (白色) 【任务二】推测 Na电池的工作原理 Na2O 质软 钠 下面我们一起来探究一下在常温条件下，钠与氧气的反应，请同学们用镊子取出一小块儿钠，用滤纸吸干表面煤油，将钠放在玻璃片上，用小刀切去一段表层，感受钠的硬度，并观察钠切面的光泽和颜色及其变化，然后将钠全部放回试剂瓶中，观察并记录现象，尝试解释现象产生的原因（学生回答）老师总结这种白色的物质经验证就是氧化钠（学生展示写化学反应方程式）老师板书 7 （淡黄色） 化学方程式： 2Na + O2 == Na2O2 熔化成光亮小球 剧烈燃烧，发出黄色火焰 淡黄色固体 【演示实验1】加热条件下，Na和O2反应 点燃 结合Na和O2反应产物分析，对物质转化能得出什么结论？ 反应条件不同，产物不同 03 钠 过渡：我们初中学习过铁在空气中和氧气反应生成红色的氧化铁，在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁，那么如果我们改变钠与氧气的反应条件，产物是否会发生变化呢？我们一起来观察老师的演示实验（学生回答现象）经验证这种淡黄色固体就是过氧化钠，哪位同学能尝试写出他的化学反应方程式（学生展示），教师板书，请同学们结合钠与氧气反应的产物分析，同样都是钠与氧气反应，为什么产物不同，因此我们钠电池的反应原理是不是就是利用钠与空气的反应生成白色的氧化钠或淡黄色的过氧化钠 【任务三】探究 Na电池推广的局限性 放电 多孔碳 放电时：2Na + O2 Na2O2 透射电子显微镜图 石墨烯 “在实际的电池应用中，因为材料吸水会遇到一系列问题，会增加规模化成本，并指出钠周围的环境要保持无水状态。” 钠 虽然钠电池在应用上是可行的，但在实际推广过程中仍面临一些阻碍中会因为材料吸水而导致一系列问题甚至安全隐患，因此我们要使钠周围保持无水状态，这又是什么原因呢？（学生回答）那我们接下来就一起探究一下钠与水的反应。 9 【实验探究3】钠和水是否发生反应？ 实验步骤： 1.做好防护措施。 2.向烧杯中加入水至烧杯的约1/3处， 滴入2-3滴酚酞。 3.用镊子取出试剂瓶中一小块钠切成绿豆大小，放于滤纸上，吸干表面煤油。投入水中，盖上玻璃片。 4. 观察并记录现象，试解释产生现象的原因。 【任务四】探究 Na电池推广的局限性 钠 请同学们注意实验安全，操作步骤，观察并将实验现象记录在学案上，小组讨论解释产生现象的原因 10 实验现象 实验结论 密度小于水 反应放热，温度超过钠的熔点 产生气体推动小球迅速移动 有气体产生且反应剧烈 有碱性物质生成 钠浮在水面上 钠熔成一个小球 钠四处游动 发出嘶嘶的响声 溶液变红色 【任务三】探究 Na电池推广的局限性 钠 这种碱性物质我们从元素守恒的角度可以得知他应该是氢氧化钠，但是产生的这种气体又是什么呢？我们一起来讨论一下。 11 猜想与假设 制定计划 进行实验 氧化还原角度 可能是H2 可燃性 性质出发 现 象 结 论 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 反应本质：钠置换水电离出的少量H＋生成H2 检验Na和水反应产生的气体 烧杯内壁有水雾 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 钠 请同学们从氧化还原的角度分析，这种气体会是什么？（学生回答），那我们学习过，如何去检验氢气，（利用氢气的可燃性），那我们现在是否就可以写出钠与水反应的化学反应方程式？（学生展示），除了置换出氢气，钠是不是也可以置换出活泼性比他差的金属，因此我们的钠还有一个重要的作用ppt下一页 12 4Na + TiCl4 Ti + 4NaCl 700~800℃ 钛合金人造骨 钠的其他应用 钠的应用——金属冶炼 700~800℃条件下，钠与熔融的TiCl4反应 钠 钠可以用作金属的冶炼，例如我们在700-800摄氏度的条件下钠可以置换出四氯化钛中的钛 13 【任务四】思考Na电池的优势 “英国皇家化学学会： 钠电池未来可能取代锂电池。” 金属 价格/吨 钠 1万元 锂 74万元 充电 2Na + O2 Na2O2 放电 放电 放电 放电 多孔碳 钠 对于钠电池，英国皇家化学学会说，钠电池未来可能取代锂电池，学习完钠电池的局限性，它又具有哪些优势呢？为什么价格便宜？学生：来源广 14 Na Li 地壳中金属元素含量 钠元素含量是锂元素含量的1千多倍 地壳 芒硝（Na2SO4 · 10H2O） 智利硝石（NaNO3） 海水 NaCl总储量4亿亿吨 在自然界中钠的存在 化合态 【任务四】思考Na电池的优势 钠 钠的来源非常的广泛，在地壳中，钠元素含量是锂元素的一千多倍，同时，钠还有一个巨大的来源：海水，在海水中，氯化钠的储量有四亿亿吨，多么庞大的数字，但我们能否直接利用这些钠来制备钠电池，学生回答不能，因为钠电池使用的是单质钠，自然界中钠主要以化合态的形式存在，那我们工业上如何制备钠单质请同学们自主阅读课本69页，找到问题的答案。 15 04 钠的冶炼 工业电解熔融氯化钠 2NaCl 2Na+Cl2↑ 通电 【任务四】思考Na电池的优势 钠 学生回答，教师总结，我们工业上主要采取电解熔融氯化钠的方式制备金属钠。 16 【身边的钠电池】 雅迪“极钠1号” 储能电池 钠 其实，如今我们的钠电池已经开始逐渐走进我们的生活，比如我们雅迪电动车已经开使适用于极钠一号电池，在广西，我们国首个大容量钠离子电池储能站已经投入使用。 17 【拓展视野】 固态 电解质 空气电极 　 高容量、高效率的全固态钠-空气电池 (《自然-通讯》2024,4) 钠电极 科技创新无止境：钠电池步入下一代！ 钠 实际上，在钠电池的实际使用过程中，通常采用空气作为原料。 但水和二氧化碳也与钠发生反应，产物会阻碍钠与氧气进一步反应。2024年4月我们韩国科学家团队利用某种固体电解质可使钠金属电极免受空气影响的同时并促进碳酸盐分解，从而提高能源效率，并将研究成果发表在nature-communications杂志上，引起了国际社会的广泛关注。 请同学们课后思考，向钠-氧气电池中通入空气发生哪些反应？并查阅资料，了解改进后的全固态钠-空气电池有怎样的优势？在使用时又有哪些注意事项？ 感谢观看 EV录屏5.2.0软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $