金属钠的性质与应用.docx
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金属钠的性质与应用
第三届全国高等院校化学专业师范生教学素质大赛
教学设计
姓名
顾佳萍
学号
08090146
课题
金属钠的性质与应用
金属钠的性质与应用
设计课时：
1课时授课类型：
新授课
08090146顾佳萍
一、教学设计思路分析
教材分析：
本节课选自苏教版化学必修一专题二第二单元。
通过本专题第一单元的学习，同学们已经知道从海水中得到的氯、溴、碘都是典型的非金属单质；而在此基础上，安排学生学习从海水中得到的金属钠和金属镁，通过实验探究钠和镁单质及其化合物的性质，从而使学生既了解典型的非金属单质，又了解典型的金属单质。
钠作为最基础的碱金属，学好金属钠，有利于以后金属元素及元素周期表ⅠA族的学习。
在学习本节课时，充分利用第一专题所学的简单的原子结构的知识：
钠原子最外层只有一个电子，这个电子极易失去，因而其具有强还原性；使学生充分认识到“结构决定性质”。
分组实验的加入，更利于学生对元素化合物的理解，及充分识记元素化合物的性质和反应现象。
学情分析：
对于高一的学生，在学习本节课之前，他们已经学过了氯溴碘等典型的非金属元素，所以他们对于元素化合物的学习方法——“实验探究”，已经有了一定的掌握，实验动手能力和科学素养都有了一定的提高。
在实验方面，更应该注重学生科学探究能力的培养，避免学生实验后但又学不到知识的现象的发生。
教学方法：
<一>问题链
“问题链”，是教师为了实现一定的教学目标，根据学生的已有知识或经验，针对学生学习过程中将要产生或可能产生的困惑，将教材知识转换成为层次鲜明、具有系统性的一连串的教学问题；是一组有中心、有序列、相对独立而又相互关联的问题。
对于元素钠的学习，我认为最重要是的性质的识记。
本节课，多方使用问题，构成一组问题链，引入、对比、探究、迁移等，逐步深入，使学生牢记钠的性质。
[激发兴趣引入新课]
1、同学们相信水能生火吗？
2、（“滴水生火实验”）为什么实验中用水能点燃酒精灯？
[实验探究学习新知]
3、钠与水的反应
钠与水反应的现象有哪些？
实验中钠怎么会变小？
反应过程中的钠是什么形状？
钠怎么会从不规则形状变成小球呢？
钠与水反应生成物有哪些？
如何检验其生成物？
（实验的最后）用简单的话总结钠与水反应的现象？
4、钠与氧气反应
钠直接暴露在空气中和钠在空气中加热，产物分别是什么？
如何检验？
试比较两产物（氧化钠和过氧化钠）的性质？
5、写出实验二、三的方程式，并判断是否为氧化还原反应；若是，用双线桥法标明电子得失
6、从钠的原子结构示意图分析钠如此活泼的原因？
7、观察金属钠
金属钠有哪些物理性质？
钠有这些物理性质的原因？
[学以致用解决问题]
8、钠为什么要保存在煤油里？
具有什么性质的物质可以保存钠？
9、为什么不能用手直接取金属钠？
[联系生活了解应用]
10、自然界能有钠单质存在么？
戴维是用什么方法得到金属钠的？
现代工业制法是如何制取金属钠的？
为什么是电解氯化钠，而不是其他的钠的化合物？
为什么是电解熔融氯化钠，而不是氯化钠水溶液？
11、金属钠在实际生活中有哪些运用呢？
【设计意图】
“同学们你们相信水能生火么？
”“为什么刚才的实验中用水点着了火呢？
”这两个是引入性问题，在激发起学生学习兴趣的同时，将钠的性质先展现在学生的面前。
接下来，直接由实验先学钠与水的反应：
“钠与水反应的现象？
”是让学生从试验中寻找规律；而接下来三个问题“钠怎么会变小？
反应过程中的钠是什么形状的？
钠怎么会从不规则形状变成小球呢？
”都是在引导学生形成“熔”这一概念；“钠与水反应生成物有哪些？
如何检验？
”是希望学生形成探究意识。
由“钠与水”过渡到“钠与氧气”，而“钠与氧气”的反应需要掌握在不同条件下生成产物不同，加热时为过氧化钠，直接暴露在空气中为氧化钠；氧化钠与过氧化钠的区别是一个需要把握的重点。
接下来分析钠的原子结构示意图，由此进一步说明钠的化学性质活泼。
观察金属钠的保存，结合钠与水、氧气的反应，总结金属钠的物理性质；让学生自己总结金属钠的物理性质，比起教师要求的死记硬背，印象更深刻；钠具有相关物理性质的原因，可以作为扩展知识让学生做一定的了解，适当增加学生的知识面，对于将来相关化学知识的学习有一定帮助。
“钠为什么要保存在煤油里？
为什么不能用手直接取金属钠？
”可以说是实验中的注意事项。
在实验时，我们仅是一味的强调是不够的，要让学生知道本质、其中的厉害关系，才是适当之法；这也是对学生对于钠的化学性质学习的实际演练。
学生既已知道钠的性质十分活泼，“自然界有钠单质存在么？
”是从理论到生活的一个过渡；从化学史的角度学习“如何得到单质钠”，并了解钠的应用。
<二>从“sodium”到分组实验
“sodium”是钠的英文，从sodium中分析分组实验的需要注意的事项，让学生从“钠”的名字来体会做“钠的分组实验”的乐趣。
sodium=summary+observe+do+interest+u+me
钠=归纳+观察+做+兴趣+你+我
就如同我们做的分组实验一样：
小组实验，首先重要的是合作（你和我）；而兴趣是做一切事情的前提；实验，不亲手去做，又如何称得上是“实验”；只有认真观察实验中每一个现象，记录、分析，才能归纳总结出最后的结论。
教学素材：
钠的发现
在19世纪初，伏特（VoltaA.G.1745—1827，意）发明了电池后，各国化学家纷纷利用电池分解水。
英国化学家戴维（DavyH.1778—1829）坚持不懈地从事于利用电池分解各种物质的实验研究。
他几经尝试，电解熔融的苛性钾，在阴极上出现了具有金属光泽的、类似水银的小珠，一些小珠立即燃烧并发生爆炸，形成光亮的火焰，另一些小珠不燃烧，只是表面变暗，覆盖着一层白膜。
他把这种小小的金属颗粒投入水中，即起火焰，在水面急速奔跃，发出“刺刺”的声音。
就这样，戴维在1807年10月6日发现了金属钾，几天之后，他又从电解熔融苛性钠中获得了金属钠。
教学特色：
本教学设计的最大特色是“sodium”这一分组实验的方法；在实验教学中，紧扣“sodium”方法内容。
钠与水、氧气反应这两个实验可以说是本节课的重点；对于这两个实验，从现象的观察、分析到产物的验证，都以学生自己思考为主、教师引导为辅。
“问题链”的加入，为本节课提供了完整连贯的教学思路；各种类型问题链相串联，构成了一堂知识与趣味结合的化学课。
教学思路：
二、教学设计方案
教学目标：
《普通高中化学课程标准》对于本课的要求：
根据生产生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠等金属及其重要化合物的主要性质。
【知识与技能】：
1、观察金属钠的外观，能总结并熟记金属钠的物理性质；
2、通过书写金属钠的原子结构示意图和探究实验，理解并掌握金属钠的化学性质；
3、了解金属钠的保存方法，知道其在日常生活中的主要应用。
【过程与方法】：
1、通过观察教师的演示实验，培养实验现象的观察能力和问题分析的解决能力；
2、通过学生自己动手实验、探究实验现象，加强动手能力和逻辑思维能力；
3、通过本节课的学习，进一步掌握学习元素化合物的有关方法。
【情感态度与价值观】：
1、通过分组实验，培养小组分工及合作能力，以此增进学生彼此间的情感交流，体验不同分工所带来的不同乐趣；
2、通过“问题—假设—实验—结论”的探究过程，培养积极思考、认真实验的科学态度。
教学重点：
钠的化学性质
教学难点：
实验现象的观察、分析及理解
教学器材：
多媒体设备；
实验药品：
金属钠、蒸馏水、酚酞溶液、
实验仪器：
滤纸、小刀、石棉网、酒精灯、火柴、铁架台、小烧杯、漏斗、试管
教学过程：
教师活动
学生活动
设计意图
新课引入
同学们，你们相信“水能点火”么？
演示实验一
【滴水点灯】教师演示：
将滴管中的水滴到暗藏在酒精灯灯芯处的钠，即“滴水生火”的小魔术。
注意事项：
金属钠不宜大
大家疑惑猜测中
不可思议，觉得神奇
通过有趣的实验，进入浓厚的化学氛围，激发学生对于金属钠的学习兴趣，使学生带着疑问学习新知。
提问：
俗语说：
“水火不相容”，为什么刚才的实验中却用水点着了火呢？
告诉学生那是我们今天要学的金属钠的功劳；
鼓励学生预习的好，并要求学生试着回答主要是利用了金属钠的哪个性质。
（1）学生回答“不知道”；
（2）学生回答“知道”。
对于学生不同回答给予不同反应，让学生觉得课堂的真实性。
板书：
金属钠的性质与应用
新知学习
刚刚的趣味实验就是运用了钠与水这个反应原理：
在酒精灯芯处藏有一小粒金属钠，当水滴在金属钠上时两者即反应，产生大量的热，酒精灯点燃。
那么同学们就来试一下钠与水的反应吧！
实验三：
钠与水反应
分组实验：
向盛有水的小烧杯中投入小块金属钠，观察现象并记录。
从趣味实验的原理讲解，直接引入“钠与水”的反应的学习。
刚刚大家都很用心的在实验，那同学们能不能说一下钠与水反应的现象呢？
对，大家观察的十分仔细，那有没有想过，钠怎么会变小？
同学们再仔细观察，反应过程中的钠是什么形状的？
钠怎么会从不规则形状变成小球呢？
钠的熔点仅为97.81℃。
钠在水中表现出极其高的化学活性,与水反应时放出的热足以使它熔化。
熔化的金属钠有很大的表面张力,这就是钠在反应过程中是球形的原因。
生：
钠粒与水接触后立刻发生化学反应，发出响声。
钠粒变成银色小球在水面上漂浮，向某一方向随机滚动，直至最后消失。
生：
钠与水反应，消耗了钠，使钠的体积变小。
生：
球形。
生：
钠与水反应剧烈，有大量的热放出，钠被熔化了。
总结实验现象，为归纳结论做准备。
通过问题一步步引入，让学生形成“熔”的观念。
其生成物有哪些？
如何检验其生成物？
生：
生成物有氢气和氢氧化钠。
氢氧化钠：
检验其碱性（酸碱指示剂、pH试纸）
氢气：
收集反应时产生的气体，靠近火焰有尖锐爆鸣声。
复习已学知识，掌握常见物质的检验方法。
那么现在用酚酞来检验氢氧化钠，收集一试管气体来检验氢气吧！
验证实验：
现在向小烧杯中反应后的液体滴加几滴酚酞，溶液颜色变红。
将漏斗倒扣在正在反应的烧杯上，试管倒扣在漏斗支管口，用向下排空气法收集气体，靠近火焰有尖锐爆鸣声。
用学生提出的方法验证猜想，有利于学生建立“通过实验验证假设”的思想。
通过验证，我们可以确定产物是氢氧化钠和氢气了。
现在，我们来用简单的话概括钠与水反应的现象吧？
生：
“浮”在水面；“熔”化成小球；在水面不停“游”动；发出嗞呲的“响”声；加入酚酞变“红”。
增加“钠与水反应”的实验现象，加强记忆。
过渡
“浮、融、游、响、红”5个字是对“钠与水反应”的最好的总结。
大多数物质都可以与氧气进行反应，我们“趁热打铁”来看一下钠的另一个化学性质——与氧气的反应。
用简练的语言记住钠与水反应的现象。
实验二：
钠与氧气反应
教师巡视并解答疑问
分组实验
1、钠直接暴露在空气中：
取金属钠，用小刀切割，观察并记录切割面的变化；
2、钠在加热条件下和氧气反应：
取一小块金属钠放在石棉网上加热，观察并记录现象。
钠与氧气的反应，两种条件下生成物分别是什么？
两者在性质上有何区别？
引导学生看书上资料卡——过氧化钠，并完成下表：
生：
直接暴露在空气中——氧化钠；在空气中加热——过氧化钠
通过两种物质的对比，加深学生对氧化钠和过氧化钠的记忆。
物质
Na2O
Na2O2
颜色和形态
O的化合价
与H2O的反应
与CO2的反应
是否为碱性氧化物
在讲到碱性氧化物时，教师PPT打出：
能跟酸起反应，生成一种盐和水的氧化物叫碱性氧化物（且生成物只能有盐和水,不可以有任何其它物质生成）。
请同学们尝试着写一写氧化钠和过氧化钠分别于盐酸反应的方程式。
从两个反应的生成物可判断是否为碱性氧化物。
并同时说明：
碱金属的氧化物不一定就是碱性氧化物
回忆并熟记
书写方程式
新知联系旧知
如何检验两者呢？
氧化钠：
加水溶解后，加酚酞。
过氧化钠：
加水溶解后，验证生成的气体。
请同学们设计实验验证。
验证实验：
氧化钠：
刮下少许白色物质，加水溶解，滴加酚酞，溶液变红。
过氧化钠：
将淡黄色粉末适量加入到装有少量水的试管中，生成的气体能使带火星的火柴复燃。
用学生提出的方法验证猜想，有利于学生建立“通过实验验证假设”的思想。
阶段性小结
既然做了实验，那同学们写一下实验二、三的化学方程式吧！
并判断是否为氧化还原反应；若是，用双线桥法表明电子得失
大家先一起来回忆下，什么是氧化还原反应？
请学生书写方程式。
齐答：
在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
生：
（三名学生）上黑板书写，并用双线桥法标明电子得失。
巩固刚学过的知识，加深对氧化还原概念的理解。
板书：
化学性质：
（1）与水反应
（2）与氧气反应
通过实验二、三，大家注意到没，钠的性质十分活泼；那我们从钠的结构来看一下，为什么钠会如此活泼呢？
要求学生查阅书后元素周期表，找出钠的原子序数，并请同学上黑板画出钠的原子结构示意图。
解释：
钠原子最外层只有一个电子，极易失去，所以钠的化学性质十分活泼。
翻书查阅；
画出钠的原子结构示意图
“结构决定性质”，由钠的结构入手，初步说明钠的活泼性，对上面两个实验做一个总结。
板书：
一、钠的原子结构示意图：
过渡
通过学习，我们知道钠的化学性质十分活泼，那么，钠又有哪些物理性质呢？
实验一：
观察金属钠
分组实验：
观察保存在煤油中的金属钠
培养学生的观察能力。
观察实验一并结合实验二、三，同学们，你们能简单的归纳出钠的哪几点物理性质呢？
物理性质：
银白色金属、质软、密度比水小、熔沸点较小
通过以上三个实验，归纳总结钠的物理性质，培养学生相应能力。
教师给出数据，用具体数据进一步证明：
钠的密度：
0.971g/cm3
钠的熔点：
97.8℃
钠的沸点：
883℃
水的密度：
1.0g/cm3
煤油的密度：
0.8g/cm3
数据是最好的证明。
板书：
二、钠的性质：
物理性质：
银白色金属、质软、密度比水小、熔沸点较小
大家尝试思考下：
为什么钠会有这些物理性质？
教师简要回答，可以课后让学生自己去查资料扩展。
原因：
原子半径大（186pm），而价电子只有一个，所形成的金属键相对较弱。
学生各抒己见
作为一个相应的扩展自学内容，由学生自行了解。
问题解决
不知道同学们注意没，钠并没有保存在水里，而是保存在煤油里，这是为什么呢？
具有什么性质的物质可以保存钠呢？
是的，像石蜡密度为0.88-0.915g/cm3，其也可以用来保存金属钠，不过由于其是固体，钠的取用不是很方便，因此我们还是用煤油来保存金属钠。
生：
钠与水反应，所以不能保存在水中；钠与煤油难溶，密度比煤油大，会沉于煤油底部，与空气隔绝。
生：
密度比钠小、不与钠反应的物质。
前面实验时，钠的取用都是用镊子的，为什么不能用手直接取金属钠？
生：
钠跟水在常温下发生强烈的反应，且此反应是放热反应，会放出大量的热。
一般情况下手上总会有点汗之类的水分，发生反应就有可能会灼伤手。
同时生成的氢氧化钠是一种强碱，具有强腐蚀性，会伤害手。
用已学知识解释实验注意事项，要学生知道：
实验注意事项不是死记硬背，而是理解记忆。
生产应用
同学们，通过学习，我们已经知道钠是十分活泼的金属了，那么，自然界有钠单质存在么？
生：
没有。
由性质推断出制备方法，便于学生记忆制备。
那如何得到单质钠呢？
我们先来了解下，戴维是如何发现金属钠的。
（化学史，见前面教学素材）
从中我们知道，戴维是用什么方法得到金属钠的？
生：
电解了熔融的苛性钠。
与化学史相结合，通过了解史实，学习钠的制备。
电解熔融钠化合物的方法，我们现在工业上仍在使用，只不过工业上电解的是熔融的氯化钠。
为什么是电解氯化钠，而不是其他的钠的化合物？
为什么是电解熔融氯化钠，而不是氯化钠水溶液？
对的，电解氯化钠水溶液得到的是氯气和氢气。
具体原理我们将在选修中学到。
生：
氯化钠来源广，且价格便宜。
生：
可能电解氯化钠水溶液就得不到金属钠。
现在，大家和老师一起写一下钠工业制法的方程式。
板书：
三、钠的工业制法
既然钠的来源我们知道了，思考下：
金属钠在实际生活中有哪些运用呢？
性质决定运用
钠有强还原性，可以从一些金属的氯化物中置换出金属单质。
（引导学生看书上置换钛的方程式）
除此之外，还有哪些金属可以被钠置换呢？
在这些置换过程中，钠具有什么作用？
对的，除此之外，钠还可以从熔融氯化钾中置换出钾。
（钾沸点低易挥发，高温下为气体）
生：
钠可以从锆、铌、钽的氯化物中置换出金属单质。
生：
还原剂。
除了置换金属外，钠还有哪些性质在我们实际生活中有应用呢？
可以边放图片引导
学生积极讨论
金属钠的应用
制备钠的化合物
高压钠灯
除书上提到的用途外，在铸造业，钠用作铝-硅合金变质剂,使合金晶体内的硅成为细小的纤维结构,提高合金强度和塑性。
在化学工业中，钠用于制备靛蓝染料、磷酸三甲苯酯、脂肪醇、硼氢化钠、叠氮化钠、甲醇钠、乙醇钠、过氧化钠、氢化钠和氨基钠等化工产品。
在造纸、制药、农药、印染工业钠均有广泛用途。
拓展学生知识面
板书：
四、钠的用途
（1）置换稀有贵金属
（2）制钠的化合物
（3）高压钠灯常用于道路和广场的照明
（4）钠和钾的合金可用于快中子反应堆作热交换剂
小结作业
通过今天的学习，相信大家对钠的性质已经十分了解，那就用课后作业来检验下自己。
课后作业
一、写出10个你已经学过的与钠（包括钠的化合物）有关的化学反应方程式，并判断其是否为氧化还原反应。
二、画一张概念图把今天课上所学知识串联起来。
板书设计：
钠的性质与应用
一、钠的原子结构示意图
二、钠的性质
物理性质：
银白色金属、质软、密度比水小、熔沸点较小
化学性质：
（1）与水反应
（2）与氧气反应
三、钠的工业制法
四、钠的用途
（1）置换稀有贵金属
（2）制钠的化合物
（3）钠和钾的合金可用于快中子反应堆作热交换剂
（4）高压钠灯常用于道路和广场的照明
参考文献：
[1]王后雄.“问题链”的类型及教学功能———以化学教学为例.教育科学研究2010,5
[2]赵玉玲.“问题链”教学法的探索与实践.教育与教学.2012年第5-6期
[3]周莉.初中化学“钠与水反应实验课”探究式教学的设计.黔西南民族师范高等专科学校学报.2007年6月第2期
[4]李振荣.“金属钠与水反应”实验现象的分析.辽宁师专学报.2004年3月.第6卷
[5]师晓光.金属钠市场分析.无机盐工业.2006年6月第6期第38卷
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