2.1 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

课题： 《钠及其化合物》第一课时教学案 授课人：××× 授课时间：××月××日 课 标 要 求 【内容分析】钠元素是高中阶段系统研究的第一个金属元素，本节内容位于人教版必修第一册第二章《海水中的重要元素——钠和氯》第一节。钠在自然界中全部以化合态存在，其单质和化合物在生产、生活中应用广泛。本课时以“活泼的金属单质——钠”为核心，按照“物理性质—化学性质—用途”的顺序展开，通过实验探究钠与氧气、水的反应，帮助学生建立“结构—性质—用途”相统一的认识模型。通过本课时学习，学生既巩固了第一章氧化还原反应、离子反应等理论知识，又为后续学习其他金属及其化合物奠定了方法基础。 【教材分析】教材将钠的化合物安排在第二章第一节，以实验和探究活动为主线，编排了钠与氧气、钠与水的多个实验。新课标要求“结合真实情境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”。本课时承接物质的分类、离子反应与氧化还原反应等内容，从物质类别和元素价态两个视角预测并验证钠的性质，让学生亲历“预测—实验—解释—结论”的科学探究过程，发展“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等核心素养。 【学情分析】学生在初中已了解铁、铝等金属的物理性质及金属活动性顺序，在第一章又学习了氧化还原反应和离子反应，初步建立了从物质类别和化合价角度分析物质化学性质的方法。学生具备一定的实验操作技能和现象观察能力，但对钠的性质了解甚少，对生活中不常见的金属钠充满好奇，具有强烈的动手实验意愿。教学中应引导学生动手完成实验、细致观察现象、准确描述并解释现象，从宏观现象深入到微观本质，培养学生科学探究精神和归纳总结能力。 教 学 目 标 【德育特色】 1、结合我国钠离子电池等新能源领域的科研成就，厚植家国情怀，树立科技报国理想。 2、依托分组探究实验落实多元育才，锤炼严谨求实的科学品格，促进全面发展。 【知识技能】 1.通过实验探究，认识钠的物理性质（颜色、状态、硬度、密度、导电导热性等）与保存方法。 2.掌握钠与氧气在常温和加热条件下的反应，能准确书写化学方程式，理解条件不同产物不同。 3.通过钠与水反应的实验探究，能规范描述“浮、熔、游、响、红”等现象并作出解释，会书写化学方程式和离子方程式。 4.了解钠与盐溶液的反应规律，初步认识钠是一种强还原剂，完善钠的价态—类别认识模型。 【核心素养】 1.宏观辨识与微观探析：宏观感知钠的性质与反应现象，微观理解钠失电子的还原性本质。 2.证据推理与模型认知：依据实验现象推理产物，建立金属性质研究的一般模型。 3.实验探究与创新意识：经历“预测—实验—解释—结论”的完整探究过程，敢于提出改进方案。 4.科学态度与社会责任：了解钠在生产生活中的应用与安全常识，形成规范使用化学品的意识。 【教学重点】钠与氧气、水的反应；钠的保存方法。 【教学难点】钠与水反应现象的观察、描述与解释。 教 学 过 程 教 学 内 容 及 活 动 设计意图及时长 【情境导入】（播放短片《海洋中的盐》并展示“海水中元素含量”图） 浩瀚的大海美丽而富饶，是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素。钠和氯既是其中含量较高的元素，也是典型的金属元素和非金属元素。钠元素在自然界中全部以化合物的形式存在，如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等，钠的单质可以通过化学反应制得。 【提出问题】工业上冶炼出的金属钠为什么要存放在煤油中？它具有怎样的性质？本节课我们一起揭开金属钠的“面纱”。 一、钠的物理性质 【演示实验2-1】取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，放在玻璃片上，用小刀切下绿豆大小的一块，观察断面。 【学生活动】分组观察并记录：①钠存放在广口瓶中，并用煤油液封；②新切开的断面呈银白色，具有金属光泽；③钠能用小刀轻轻切开，质地较软；④切口在空气中放置一会儿，表面逐渐变暗。 图1 钠保存在煤油中 【归纳】钠是银白色金属（表面因被氧化而发暗），有金属光泽，硬度小（质软，可用小刀切割），密度比煤油大、比水小，熔点低，是热和电的良导体。 【思考与讨论】结合钠的物理性质与上述装置，思考：①为什么钠要保存在煤油中？②为什么钠表面必须完全浸没在煤油液面以下？③实验室取用钠后，多余的钠能否随意丢弃？ 【小结】钠极易与空气中的氧气和水反应，且密度比煤油大，故少量的钠保存在煤油中既隔绝了空气和水，又能沉在煤油底部。 二、钠与氧气的反应 【问题引导】金属元素原子的最外层电子数较少，容易失去最外层电子，单质往往表现出还原性。请从钠原子结构（最外层1个电子）预测：钠与氧气反应的产物中钠元素应显什么价态？ 【实验2-2】观察切开后的钠在空气中的变化：新切面银白色→逐渐变暗（被氧化生成白色的氧化钠）。 4Na＋O2===2Na2O 【演示实验2-3】将钠放在坩埚（或石棉网）上加热：钠先熔化成闪亮小球，随后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色的过氧化钠。 2Na＋O2Na2O2 图2 钠与氧气反应的条件与产物 【归纳对比】反应条件不同，产物不同：常温下生成白色的氧化钠，加热（点燃）时生成淡黄色的过氧化钠。氧化钠是碱性氧化物，与水化合生成氢氧化钠；过氧化钠不属于碱性氧化物，其性质将在下节课专门学习。 【问题延伸】暴露在空气中的钠，最终会经历怎样的变化？（钠→表面变暗→与水汽潮解形成溶液→吸收二氧化碳并风化，最终变成白色粉末状碳酸钠。） 三、钠与水的反应 【情境设疑】据报道，某地曾发生金属钠引起的火灾，消防员不用水而用沙土覆盖灭火。请大胆预测：钠遇到水会发生什么？ 【实验2-4】向烧杯中加水，滴入几滴酚酞溶液，将绿豆大小的钠投入水中，观察现象。 【学生汇报】现象：“浮”——钠浮在水面上；“熔”——熔成闪亮的小球；“游”——小球在水面上四处游动；“响”——发出“嘶嘶”的响声；“红”——反应后溶液变红。（五字口诀记忆） 图3 钠与水的反应 【推理与解释】①“浮”：说明钠的密度比水小；②“熔”：说明钠的熔点低且反应放热；③“游”：说明反应产生了气体，推动小球游动；④“响”：气体逸出与反应剧烈进行；⑤“红”：说明反应生成了碱性物质（氢氧化钠）。 【验证产物】用燃着的木条检验收集到的气体，气体燃烧并发出轻微的爆鸣声，证明是氢气。 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 【离子方程式】 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ 【微观分析】该反应是氧化还原反应：钠元素化合价由0价升高到＋1价，被氧化，钠是还原剂；水中氢元素化合价由＋1价降低到0价，被还原，水是氧化剂。 【迁移应用】写出钠与盐酸反应的化学方程式并分析现象： 2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ （钠与酸溶液的反应比与水反应更剧烈，因为盐酸中氢离子浓度比水中大。） 四、钠与盐溶液的反应 【问题探究】若将钠投入硫酸铜溶液中，能否置换出铜？请先预测，再实验验证。 【实验2-5】将一小块钠投入盛有少量硫酸铜溶液的烧杯中，观察现象。 【现象】钠浮在液面上，熔成小球四处游动，发出“嘶嘶”声，有气泡放出，反应结束后生成蓝色絮状沉淀。 图4 钠与硫酸铜溶液的反应 【分析】钠十分活泼，先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 【总方程式】 2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 【离子方程式】 2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑ 【规律小结】活泼金属（如钾、钙、钠）投入盐溶液中，先与水反应生成强碱和氢气，生成的碱再与盐发生复分解反应，一般不能从盐溶液中置换出金属。 【当堂检测】 1、下列有关钠的叙述不正确的是（ ） A．钠在自然界中主要以化合态存在 B．钠的硬度小，可以用小刀切割 C．钠着火时可以用水扑灭 D．钠保存在煤油中可以隔绝空气和水 【答案】C 【解析】钠与水剧烈反应并放出氢气，钠着火时用水灭火会加剧火势，应用干燥的沙土覆盖灭火，C项符合题意；A、B、D均为钠的正确性质与保存方法。 2、将一小块金属钠投入滴有酚酞溶液的水中，下列现象与结论对应错误的是（ ） A．钠浮在水面——钠的密度比水小 B．钠熔成小球——钠的熔点低，反应放热 C．小球四处游动——反应生成了气体 D．溶液变红——钠具有碱性 【答案】D 【解析】溶液变红说明反应生成了碱性物质（氢氧化钠），是生成物显碱性，而不是钠具有碱性，D项对应错误；A、B、C的“现象—结论”对应均正确。 3、写出下列反应的化学方程式，指出其中的氧化剂与还原剂。 （1）钠在常温下与氧气反应： 4Na＋O2===2Na2O （2）钠在加热条件下与氧气反应： 2Na＋O2Na2O2 （3）钠与水反应： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 【答案与解析】（1）中氧化剂是氧气，还原剂是钠；（2）中氧化剂是氧气，还原剂是钠；（3）中氧化剂是水，还原剂是钠。三个反应中钠元素的化合价均由0价升高到＋1价，钠都被氧化，都表现出强还原性。（3）中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1（反应中，2个钠原子共失去2个电子，2个水分子中有2个氢原子化合价从＋1价降低到0价生成1个氢分子，共得到2个电子，得失电子守恒，故作氧化剂的水与作还原剂的钠的物质的量之比为2∶2＝1∶1）。 【课堂小结】 本节课从物质类别和元素价态两个视角，通过实验探究认识了金属钠的性质：物理性质上，钠是质软、密度小、熔点低的银白色金属；化学性质上，钠是一种强还原剂，常温下与氧气反应生成氧化钠，点燃时生成过氧化钠，与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，与盐溶液反应时先与水反应。性质决定存在——自然界中的钠只能以化合态存在；性质决定用途，也决定保存方法。 创设海洋资源情境，从真实资源出发引出钠元素，激发探究欲望。（3分钟） 通过演示实验与学生观察，归纳钠的物理性质，理解保存方法的科学依据。（7分钟） 从原子结构预测产物，实验验证条件不同产物不同，落实“结构决定性质”。（6分钟） 经历“预测—实验—解释—结论”的完整探究，用五字口诀规范描述现象，突破教学难点。（10分钟） 先预测后验证，纠正“钠能置换出铜”的错误认识，形成活泼金属与盐溶液反应的规律。（8分钟） 当堂检测反馈学习效果，题后附答案与解析，及时矫正。（7分钟） 梳理知识主线，构建“结构—性质—存在—用途”认识模型。（4分钟） 板 书 设 计 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 第一节 钠及其化合物 活泼的金属单质——钠 一、钠的物理性质：银白色、质软（硬度小）、密度比水小、熔点低、热和电的良导体；保存在煤油中 二、钠与氧气的反应 1、常温： 4Na＋O2===2Na2O 2、点燃： 2Na＋O2Na2O2 三、钠与水的反应 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 离子方程式： 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ 现象：浮、熔、游、响、红 四、钠与盐溶液的反应（先与水反应） 2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 五、结论：钠是强还原剂，自然界中只能以化合态存在 教师寄语：“钠”些看似枯燥的反复推演与实验，都是在为未来的突破悄悄埋下伏笔。 教学反思：1.本节课以海洋资源情境和系列分组实验为主线，学生参与度高，“浮、熔、游、响、红”五字口诀帮助学生快速记忆并规范描述现象，突破了教学难点。2.实验探究环节中学生先预测后验证，纠正了“钠能从硫酸铜溶液中置换出铜”的先入为主认识，体现了证据推理素养的培养，但部分小组在描述现象时仍不够严谨，后续需加强规范表达的训练。3.钠与盐溶液反应的规律抽象性较强，个别学生对“先与水反应”的实质理解不深，拟在下节课通过补充练习和对比实验进一步巩固。4.时间分配上，当堂检测略紧，可精简第3题的设问，留给学生更充分的订正时间。 学科网（北京）股份有限公司 $