2.1.1 钠及其化合物 教学设计-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学教学设计聚焦“活泼的金属单质——钠”核心知识点，以海水资源与化学史导入，串联前序物质分类、离子反应等概念，为后续钠的化合物及氯元素学习提供“结构-性质-用途”研究范式，搭建知识支架。 此资料以实验探究为主线，通过钠的切割、燃烧及与水反应等实验，结合问题链驱动分析“浮熔游响红”现象，落实化学观念中“结构决定性质”，培养科学思维的证据推理能力，强化科学探究与实践。帮助学生建立元素化合物学习方法，教师教学逻辑清晰，有效提升课堂效率与核心素养落实。

第二章《海水中的重要元素—钠和氯》 第一节 钠及其化合物 第一课时 活泼的金属单质 —— 钠 本节课对应《普通高中化学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》必修课程主题 2 “常见的无机物及其应用”的内容要求与学业要求： 1. 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠单质的主要性质，了解钠在生产、生活中的应用； 2. 能从物质类别、元素价态的角度，预测钠的化学性质与变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象； 3. 能运用离子反应、氧化还原反应等概念对钠的反应进行分类和分析说明，能用化学方程式、离子方程式正确表示钠的主要化学变化； 4. 结合钠的性质与用途，认识“结构决定性质、性质决定用途” 的观念，感受化学对生产生活的价值。 本节课是人教版必修第一册第二章第一节《钠及其化合物》的第 1 课时，是高中阶段系统学习金属元素化合物的起始课。 教材以海水资源与钠的发现史为引入，从钠的原子结构切入，通过实验 2-1（切割钠）、实验 2-2（钠的燃烧）、钠与水反应实验，依次展开钠的物理性质、与非金属单质反应、与水反应、与酸及盐溶液反应等核心内容。它既是对第一章物质分类、离子反应、氧化还原反应等概念的落地应用，也为后续钠的化合物、氯及其化合物的学习提供“结构 - 性质 - 用途”的研究范式，在元素化合物知识体系中起到奠基与承上启下的作用。 1. 知识基础：学生已掌握物质分类、离子反应、氧化还原反应的基本概念，初中阶段学习过金属通性，具备基础的实验观察与描述能力。 2. 认知难点：学生容易用金属通性简单类推钠的性质，易产生 “钠能从盐溶液中置换出金属单质” 的错误认知；对实验现象的描述较为碎片化，从宏观现象推导微观本质的能力有待提升。 3. 学习特点：对化学实验兴趣浓厚，适合通过“实验 + 问题链”的方式引导深度思考，逐步建立元素化合物的学习方法。 1. 知识与技能 （1）能准确描述钠的物理性质，掌握钠的保存方法与取用规范； （2）掌握钠与氧气（常温、加热条件）、与水、与酸的反应原理，能规范书写化学方程式与离子方程式； （3）能解释钠与盐溶液反应的本质，说出钠的主要用途，了解钠在空气中的变质过程。 2. 过程与方法 （1）通过切割钠、钠燃烧、钠与水反应等实验，提升实验观察、现象描述与证据推理能力； （2）体会 “宏观现象 — 微观本质 — 符号表达” 的化学三重表征学习方法。 3. 情感态度与价值观 （1）通过钠的用途学习，感受化学与生产生活的紧密联系； （2）通过实验操作规范与安全分析，树立严谨的实验安全意识与科学态度。 1. 教学重点 钠与氧气的反应、钠与水的反应。 2. 教学难点 钠与水反应的现象分析与微观本质；钠与盐溶液反应的反应规律。 实验探究法、问题驱动法、对比归纳法、宏观 - 微观结合法 试剂：金属钠、蒸馏水、酚酞溶液、硫酸铜溶液、煤油 仪器：镊子、小刀、滤纸、烧杯、培养皿、坩埚、三脚架、泥三角、酒精灯、火柴 环节 1：新课导入 【情境引入】展示海水晒盐、海盐提纯的图片，介绍海水中钠元素的储量；讲述化学家戴维电解熔融氯化钠发现金属钠的化学史。 【驱动问题】氯化钠中钠元素以化合态存在，工业上如何得到金属钠？钠作为一种金属单质，具有怎样的特殊性质？ 【过渡】今天我们就通过实验，系统探究活泼的金属单质 —— 钠的性质。 【设计意图】从海水资源与化学史切入，贴合教材导入逻辑，激发学生学习兴趣，引出本节课主题。 环节 2：任务一 钠的原子结构与物理性质 【教师活动】 【演示实验】用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面煤油，用小刀切割一端外皮，引导学生观察切面的颜色、光泽与硬度。 展示钠的原子结构示意图，提问：从原子结构看，钠在化学反应中容易得电子还是失电子？表现出什么性质？ 补充钠的密度、熔点数据，讲解钠的保存方法与取用规则。 【学生活动】 观察实验，总结钠的外观、硬度特点； 从原子结构推导：钠原子最外层 1 个电子，化学反应中易失去，表现出强还原性；记录钠的物理性质：银白色有金属光泽的固体，质软，密度比煤油大、比水小，熔点低，导电导热性良好。 教师强调：钠必须保存在煤油或石蜡油中，隔绝空气和水；取用后剩余的钠必须放回原试剂瓶，严禁随意丢弃。 【设计意图】通过直观实验建立感性认知，从原子结构角度解释性质，落实 “结构决定性质” 的化学观念。 环节 3：任务二 钠与非金属单质的反应 【教师活动】引导观察刚切开的银白色切面，在空气中放置片刻后迅速变暗，讲解常温下钠与氧气的反应。 【演示实验 2-2】将绿豆大小的钠投入加热的坩埚中，继续加热，引导学生有序观察现象。 对比提问：同样是钠和氧气反应，为什么产物不一样？说明了什么规律？ 【学生活动】 记录常温现象：切面迅速变暗，生成白色固体；书写方程式：4Na + O2 = 2Na2O 记录加热现象：钠先熔化成闪亮小球，剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体；书写方程式：2Na + O2 = Na2O2 总结规律：反应物相同，反应条件不同，产物不同；过氧化钠稳定性强于氧化钠。 拓展补充：钠不仅能与氧气反应，还能与氯气、硫等非金属反应，体现强还原性：与氯气点燃生成氯化钠，与硫研磨发生爆炸生成硫化钠。 【设计意图】通过对比实验强化 “条件影响产物” 的认知，培养学生规范描述实验现象的能力。 环节 4：任务三 钠与水的反应 【教师活动】 演示实验：向盛有蒸馏水的烧杯中滴加几滴酚酞溶液，投入绿豆大小的钠块，引导学生仔细观察。 引导学生用 “浮、熔、游、响、红” 五个字概括实验现象，并逐一提问每个现象对应的性质。 从氧化还原角度分析反应本质，书写化学方程式与离子方程式。 安全追问：钠起火能否用水灭火？应该如何处理？ 【学生活动】 观察并记录实验现象，小组讨论每个现象对应的性质； 推导产物：生成碱性物质 NaOH 和气体 H2； 书写化学方程式：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 离子方程式：2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2↑ 明确安全结论：钠与水反应生成可燃性氢气且放热，不能用水灭火，必须用干燥沙土覆盖。 【教师总结】钠与水反应的实质是钠与水电离出的 H+反应，钠作还原剂，水作氧化剂。 【设计意图】通过经典实验落实核心知识点，用现象 - 性质 - 本质的递进式分析，培养证据推理能力，渗透实验安全教育。 环节 5：任务四 钠与酸、盐溶液的反应 1. 钠与酸的反应 【教师提问】钠与稀盐酸反应，和与水反应相比哪个更剧烈？为什么？ 【学生推导】酸中 H+ 浓度更大，反应更剧烈；钠先与酸反应，酸耗尽后再与水反应（先酸后水）。 离子方程式：2Na + 2H+ = 2Na+ + H2↑ 2. 钠与硫酸铜溶液的反应 认知冲突：根据金属活动性顺序，钠排在铜前面，能不能置换出硫酸铜中的铜单质？ 【演示实验】将钠投入硫酸铜稀溶液中，观察现象。 【学生观察】剧烈反应，产生气泡，同时生成蓝色絮状沉淀，没有红色固体析出。 本质分析：钠先与水反应生成 NaOH，NaOH 再与 CuSO4 发生复分解反应（先水后盐）。 分步方程式： ① 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ ② 2NaOH + CuSO4 = Na2SO4 + Cu (OH)2↓ 总反应：2Na + 2H2O + CuSO4 = Na2SO4 + Cu (OH)2↓ + H2↑ 【拓展补充】钠只有在熔融无水状态下，才能置换出不活泼金属，如工业上用钠冶炼金属钛： TiCl4 + 4Na = 4NaCl + Ti 【拓展思考】金属钠长期放置在空气中，最终产物是什么？ 引导学生梳理变化过程：Na → Na2O → NaOH → Na2CO3·10H2O → Na2CO3 【设计意图】通过认知冲突打破思维定势，深化对钠强还原性的理解，纠正金属置换反应的惯性误区。 环节 6：课堂小结 课堂小结：梳理知识主线 —— 原子结构（易失电子）→ 强还原性 → 与非金属、水、酸、盐的反应 → 决定用途。 钠的用途：① 制作高压钠灯，黄光透雾能力强；② 高温下冶炼稀有金属；③ 钠钾合金用作原子反应堆的导热剂。 活泼的金属单质——钠 一、原子结构：最外层1个电子 → 强还原性 二、物理性质：银白、质软、密度小、熔点低 保存：煤油/石蜡油中 三、化学性质 1. 与O2反应 常温：4Na + O2 = 2Na2O（白色） 加热：2Na + O2 = Na2O2（淡黄色） 结论：条件不同，产物不同 2. 与H2O反应：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 现象：浮、熔、游、响、红 3. 与酸反应：先酸后水 4. 与盐溶液：先水后盐，不能置换金属 四、用途：高压钠灯、冶炼金属、导热剂 本节课以海水资源与化学史导入，以实验探究为主线，教学逻辑清晰，贴合教材知识顺序，学生参与感强，较好落实了核心知识点与“宏观辨识与微观探析”素养。通过认知冲突设计，有效纠正了学生对金属置换反应的惯性误区。 可优化之处：一是可将钠与水的演示实验改为分组实验，提升学生动手操作能力；二是钠的变质系列转化可设置为课后探究，避免课堂信息过载；三是可增加分层习题，适配不同水平学生的巩固需求。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $