高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第二单元 钠镁及其化合物教案7 苏教版必修1.docx
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高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠镁及其化合物教案7苏教版必修1
2019-2020年高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠、镁及其化合物教案（7）苏教版必修1
教学过程
●活动1：
创设情景，引入课题
●
［新闻资料］我们说生活之中有化学。
如果大家平常多关注新闻，可以看到许多与化学有关的问题。
阅读下面一段新闻，思考你从中发现或想到什么化学问题？
网上信息摘录：
若干神秘“水雷”惊现珠江。
2002年7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共飘着七个白色的来历不明的金属桶。
突然，从飘在水面上的一个金属桶内冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起，这个铁桶接着又连续爆炸了多次，爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多未燃尽的白烟飘进旁边的公司内，这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还突然着火。
据悉，其中另有一铁桶被过往船只发现，并将其打捞上船，打算清洗后使用，但当船员把盖子打开后，桶内冒起浓浓白烟，一接触桶内物质，双手立即感到剧烈地疼痛，于是他们又将其推入江里，一遇水，这个桶就又爆炸了。
所幸该船只迅速逃离，伤亡不大。
珠江水面上尚有五个一触即发的“水雷”漂浮着，消防队员、民警及广州化工集团的化学品专家赶来凑在一起，紧张地调查爆炸物的性质及研究“水雷”的处置对策。
city.icchina/news/getInfo.asp?
id=17681
［问题讨论］：
1。
引起爆炸的物质是什么？
2。
为什么会发生爆炸（金属桶为什么会成为水雷）？
3。
如何防止爆炸（另五个没有爆炸的金属桶如何处理）？
4。
事故的启示是什么？
生1：
引起爆炸的物质可能是钠，因信息中“窜起亮黄色火苗”是钠元素的特征焰色反应。
发生爆炸是因为钠与水发生了反应。
生2：
发生爆炸应该是钠与水反应生成了大量的气体，气体膨胀就产生了爆炸。
生3：
也有可能钠是爆炸物。
生4：
也有可能钠与水反应的生成产物是爆炸物。
……
师：
非常好，同学们提出很多的想法。
钠是怎么样的物质？
它能与水反应吗？
若反应又生成什么呢？
让我们通过实验来说明吧。
●活动2：
实验演示，科学探究
●
［实验］（投影）取出一块钠，用滤纸吸干表面的煤油，再用小刀切成一小块钠，投入盛有滴入几滴酚酞试液的水的玻璃皿中。
师：
实验中我们到了什么现象？
又得到什么结论？
生5：
实验现象是金属钠浮在水面，熔成闪亮的小球，向各个方向迅速游动，同时发生嘶嘶的响声，溶液变为红色。
结论有：
说明钠的密度小，反应放热且钠的熔点低，反应有气体生成，生成的产物呈碱性。
生6：
生成的气体可能是H2，碱性物质可能是NaOH。
师：
同学们的观察很仔细，所得结论也比较合理。
请大家写出此反应的方程式。
……
教师在实验探究的基础上又回到问题解决上，进一步提出问题：
模拟实验证明了钠与水能发生剧烈反应，但为什么模拟实验中钠与水没有发生爆炸，而新闻中却发生了爆炸？
生7：
我觉得发生爆炸的原因应该是钠与水反应生成大量的氢气，氢气在反应中燃烧从而发生爆炸。
［知识拓展］爆炸原因分析：
由于金属钠的化学性质非常活泼，与自然界的很多物质到会发生反应，尤其是当它遇到水的时候，会释放出氢气，氢气的着火点相当低，大量的金属钠在水里迅速的化学反应就会产生剧烈的爆炸，所以必须用煤油在储存罐里做隔离层。
在珠江水面上发生爆炸的桶装金属钠就是因为在铁皮桶里起隔离作用的煤油泄漏，引起金属钠与空气和水接触造成的。
●活动3：
联系实际，提出解决问题的方案
●
师：
现在运用所学的知识来试着讨论解决第3个问题：
3.如何防止爆炸（另五个没有爆炸的金属桶如何处理）？
生8：
用炸药炸掉。
生9：
用灭火器处理。
生10：
把它们捞上来，再把桶浸在煤油中。
师：
有三位同学提出了不同的方法，请大家以4人为一小组，讨论一下他们的方法哪个更合理？
或者提出自己的合理方案。
……
归纳：
实际做法：
消防队员找来一个竹制的箩筐，在上面固定好缆绳，用来打捞铁桶。
又找来一个较大的白色塑料桶，准备将打捞上来的铁桶放在里面，再用煤油浸泡，因为金属钠在煤油里是不会燃烧的。
●活动4：
兴趣延续，自主提出学习内容
●
针对这一新闻，大家还想知道什么？
生：
我想知道钠还有什么化学性质。
生：
我想知道钠的结构和用途是什么？
生：
我想知道哪些金属与钠的性质类似？
生：
我想知道钠的物理性质和钠怎样保存？
生：
我还想知道钠是怎样制备出来的？
生：
我想知道新闻中的“水雷”从哪里来的？
生：
我想知道新闻中一桶钠爆炸的威力有多大？
……
（老师与学生一起就以上的知识点进行共同学习，下面以教学片断的形式对教材设计的重要部分进行展示）
【金属钠的化学性质】
［过渡］钠能与自然界的很多物质到会发生反应，那么钠还有其他的哪些性质？
［交流与讨论］从钠的物质类别猜测钠的化学性质？
1．与非金属单质反应（O2、Cl2等）
2．与水反应
3．与酸反应（金属活动性顺序）
4．与盐反应（金属活动性顺序）
一、钠的化学性质
1、钠与水反应
2、钠与非金属反应
［实验2］（投影）展示一块钠，用滤纸吸干表面的煤油，切开。
用玻璃管插入钠块，观察颜色。
［师］实验现象说明钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠。
［师］钠在常温下能与氧气反应生成氧化钠，在加热时能否反应呢？
［实验3］把一小块钠放在石棉网上加热。
［师］钠在加热时与氧气反应生成淡黄色的物质，它是过氧化钠，反应式为：
2Na+O2=Na2O2
过氧化钠中钠的化合价是＋1价，氧的化合价是－1价。
［过渡］钠还能与其它非金属单质发生反应，如氯气、硫等。
［实验4］将2块钠放在一团棉花中，放入一个盛氯气的集气瓶，观察现象。
［师］钠与氯气剧烈反应燃烧，生成白烟，最后得到白色的固体，这种固体是NaCl。
3、钠与酸反应
［过渡］由金属活动性顺序可知钠排在H元素的前面，钠可与酸反应。
我们通过钠与盐酸反应的实验来证明。
［实验5］（投影）在玻璃皿中放入适量稀盐酸，再放入一小块钠。
［问］反应的现象与钠与水反应是否相同？
用方程式表示这一化学反应。
［学生］反应方程式：
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
4、钠与盐反应
［过渡］由金属活动性顺序可知钠是排在比较前面的金属，理论上钠可以从盐溶液中置换出排在它后面的金属。
把钠放入硫酸铜溶液中，若有铜生成，可看到有红色的固体析出。
［实验6］（投影）在玻璃皿中放入适量硫酸铜溶液，再放入一小块钠。
［实验现象］：
除具有金属钠和水反应的现象以外，还有蓝色絮状沉淀生成，有时有黑色沉淀产生。
2Na＋2H2O＋CuSO4＝Cu（OH）2↓＋Na2SO4＋H2↑ Cu（OH）2＝CuO＋H2O
［思考］钠与硫酸铜溶液反应没有红色的铜生成，而是生成氢氧化铜，说明了什么？
［结论］钠先与水反应，再与硫酸铜反应。
所以钠不能从盐溶液中置换出不活泼的金属。
［思考］如果钠与盐要发生置换反应，应该在什么条件下？
［学生］无水条件下。
［师］在熔融状态下钠可从钛、锆、铌、钽等金属的氯化物中置换出金属单质。
如：
TiCl4+4Na=4NaCl+Ti
［过渡］通过前面的叙述，我们了解了钠的性质：
一种非常活泼的金属。
我们分析分析钠元素化合价的变化情况，指出钠在反应中所起的作用。
［结论］：
钠都作还原剂，失去一个电子，从0价变为＋1价。
【钠的制备】
［拓展视野］金属钠是在1807年利用电解氢氧化钠制得的，约在1891年应用于工业生产。
1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。
目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。
电解氯化钠制金属钠通常在电解槽（图）里进行。
电解时氯化钠需要熔融，氯化钠的熔点为801℃，在技术上有困难。
用熔融温度约为580℃的40％氯化钠和60％氯化钙的低共熔物（即两种或两种以上物质形成的熔点最低的混合物），降低了电解时所需的温度，从而也减低了钠的蒸气压。
电解时，氯气在阳极放出，当电流通过熔盐时，金属钠和金属钙同时被还原出来，浮在阴极上方的熔盐上面，从管道溢出。
把熔融的金属混合物冷却到105～110℃，金属钙成晶体析出，经过滤就可以把金属钠跟金属钙分离。
【钠的用途】
钠钾合金、高压钠灯。
（播放录像）
【“水雷”来源】 这些水中的水雷是从哪里来的？
［信息摘录］这些金属钠到底来自哪里？
到现在都是个神秘的问号。
广州海事局的欧仲健局长透露，金属钠的外包装上有“上海浙联运输公司”以及“上海至广州”的标志，估计货物是从上海运来的，但广州地区并没有厂家使用金属钠，因此，他估计这些货物是到广州转运的。
广州海事局的人也估计，这些钠本来是存放在仓库内的，但由于连日的暴雨，将它们冲进了珠江；或者是由一艘私人小船运输，在经过广州时遇到大风翻沉。
最可怕的是第二种情况，因为这意味着在沉没的船只内还可能有没有浮上来的金属钠，这对珠江的航行安全是一个巨大的威胁。
【金属钠的贮存运输】
［信息摘录］广州市消防局防火处宣传科的刘先生在接受记者电话采访时说：
据专家介绍，金属钠是国家有关部门认定的一类危险品，它的储存和运输都有特别的要求。
消防机关对于这种危险品的管理是非常严格的，只有拥有符合消防条件的储存场所和持有消防培训证的专业人员，并且获得消防部门颁发的“危险品储存证”的专业公司才能储存。
而对于金属钠的运输，必须由持有“危险品押运员证”的专业人员押运，并且每次都要到消防部门登记，办理运输证。
【爆炸威力】
［信息摘录］“水雷”威力巨大，一个相当8至9个煤气罐。
珠江水面上来历不明的金属桶，每一个桶里都装有98千克的纯金属钠。
北京化工大学的杨文胜教授说，从理论上讲，每一个这样的金属桶发生爆炸的威力，比8到9个煤气罐同时爆炸的威力还要大。
所以将这些装满钠的金属桶喻为“水雷”也不算过分。
如果碰巧有一艘船在发生爆炸的金属桶附近，危险是可想而知的。
师：
很好，大家想知道关于钠的很多内容，下面我们就按照结构、性质、用途、制取、保存的次序来学习钠，另外大家也非常关心这次事故中一些细节问题，说明有些同学具有良好的化学敏感性，能从化学角度去关注新闻，我们结合新闻报道的情况给大家一个答复。
……
［小结］：
同学们，一个新闻报道中隐藏着如此丰富的化学知识，只要我们具有敏锐的眼光，化学的头脑，我们一定还可以发现更多的生活中的化学。
通过本节课的学习，我们主要学习了钠的化学性质、物理性质、钠的结构。
重点是钠的化学性质。
另外从本节课的学习中我们体会到学习元素化合物的二个方法：
1、物质类别推断物质的性质
2、物质结构决定性质，性质决定用途、保存、制备
板书设计
§1 金属钠的性质与应用
一、钠的化学性质
⏹1、与水反应
⏹
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
⏹2、与非金属单质反应
⏹
4Na+O2=2Na2O 2Na+O2==Na2O2
2Na+Cl2=2NaCl
⏹3、与酸反应
⏹
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
⏹4、与盐反应
⏹
TiCl4+4Na==4NaCl+Ti
二、钠的物理性质
三、钠的原子结构
作业设计
【问题研讨】
1．如果实验室中不慎发生金属钠失火，应该采取什么方法灭火？
2．把钠投入稀盐酸中，钠是先与氢离子反应还是先与水反应？
如何通过设计实验验证你的想法？
教学反思
本节教学的设计体现了新课程的理念，实现了“从生活走向化学，从化学走向社会”的教学目标，反思本节课的教学过程，有以下四个特点：
（1）课题的引入具有趋动性。
课题的提出是每一节课非常重要的环节，本节课通过一篇新闻报道“金属钠水雷惊现珠江”来引入，贴近生活、贴近实际，从一开始就激发起学生学习的兴趣，并由此引发学生“你想了解钠的哪些知识”的探究欲望。
好的课题引入可以起到“一石激起千层浪”的作用，让学生提高学习的积极性，充分体验学习的价值。
（2）充分展现学生的思维过程。
在组织学生实验时，通过让学生讨论钠与水反应的实验操作过程和注意事项，引导学生抓住实验目的，研究实验原理。
对每个实验的操作都力求让学生知道怎么做，为什么这样做，不这么做会怎么样。
通过分组讨论师生交流，把以往的机械操作变为活的思维过程。
变照方抓药为主动探究。
（3）注重对学生学习方法的指导。
对于新高一的学生，掌握学习元素化合物知识的方法，是这节课的重要教学目的之一。
通过实验的指导、问题的归纳、思路的整理分析，引导学生初步的总结出学习元素化合物的一般思路，即以结构为核心、以性质为重点，为以后学习其它元素化合物做好准备。
（4）突出问题的研究过程。
在整个教学过程中，引导学生从老师提供的资料中自己提炼研究的课题，自己发现问题、提出假设，自己设计实验，讨论实验的操作，进行验证得出结论。
从学生的思维出发去组织教学。
特别注重展现学生的思维过程，从分析实验现象、不同角度推断反应产物，培养学生发散思维的能力。
在整个教学过程中是重过程而不仅仅是重结论，知识的获得是在展现学生思维的过程中水到渠成的。
从对学生的调查中反映出这节课是成功的。
学生感觉课堂气氛活跃；获得了从学法到知识的全方位收获；感到参与的乐趣。
从反馈中也不难看出：
学生注重的是获取知识的过程，而不仅仅是将结论直接灌输给他们；希望老师的讲解能够使他们充满了继续研究和探究的欲望。
【参考资料】
《炸起珠江千层浪:
金属钠"水雷"来源谜团待解》，爱喜网，
city.icchina/news/getInfo.asp?
id=17681
《钠的制法原理》，
2019-2020年高中化学专题2 原子结构与元素的性质专题检测苏教版选修3
一、选择题（本题包括12个小题，每题4分，共48分，每小题有1～2个选项符合题意）
1.下列说法正确的是（ ）
A.s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是走∞字形
B.主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道
C.主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四条轨道
D.角量子数l决定了原子轨道（电子云）的形状
解析：
核外电子的运动并无固定轨道，A错误；当n=1时l=0,m=0只有1s原子轨道，B错误；n=3时，l只能取0，1，2，故没有3f,C错误。
答案：
D
2.13CNMR（核磁共振）、15NNMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWuithrich等人为此获得xx年诺贝尔化学奖。
下面有关13C、15N的叙述正确的是（ ）
A.13C与15N有相同的中子数
B.13C电子排布式为1s22s22p3
C.15N与14N互为同位素
D.15N的电子排布式为1s22s22p4
解析：
A选项中两种原子的中子数为7和8；B选项中电子数为6，中子数为7，所以电子排布式为1s22s22p2;C项符合同位素的概念；D项中电子排布式为1s22s22p3。
答案：
C
3.下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应又能与烧碱溶液反应，都产生H2的是（ ）
A.核内无中子的原子
B.价电子构型为3s23p1
C.最外层电子数等于倒数第三层上的电子数的原子
D.N层上无电子，最外层上的电子数等于电子层数的原子
解析：
据B、D的信息知元素均是Al，符合题意，A为氢不合题意，C为镁，与碱不反应。
答案：
BD
4.按照第一电离能由大到小的顺序排列错误的是（ ）
A.Be、Mg、Ca
B.Be、B、C、N
C.He、Ne、Ar
D.Li、Na、K
解析：
同周期中，从左到右第一电离能由小到大，同主族中从上到下，第一电离能由大到小，故A、C、D正确，B不正确。
答案：
B
5.M、N两种元素的原子，当它们每个原子获得两个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时，放出的能量M大于N，由此可知（ ）
A.M的氧化性弱于N
B.M的氧化性强于N
C.N2-的还原性弱于M2-
D.N2-的还原性强于M2-
解析：
非金属性越强，就越容易得电子，形成的阴离子就越稳定，放出的能量就越多。
M放出的能量大于N放出的能量，说明M比N的非金属性强，则M的氧化性比N的氧化性强，M2-的还原性比N2-的还原性弱。
答案：
BD
6.A、B、C、D、E五种元素按原子序数递增（原子序数为5个连续的自然数）的顺序排列，
下列说法正确的是（ ）
A.E元素的最高化合价为+7时，D元素的负化合价可为-2
B.A（OH）n为强碱时，B（OH）m也一定为强碱
C.HnDOm为强酸时，E的非金属性一定很强
D.Hn为强酸时，E的单质可能有强还原性
解析：
E元素的最高价化合价为+7时，D元素的最高化合价必为+6，则D元素的负化合价可为-2。
A（OH）n为强碱时，B（OH）m可能为强碱，也可能为中强碱，还可能为弱碱。
HnDOm为强酸，即D元素的非金属性很强，原子序数比D大1的E可能为非金属性比D强的非金属元素，也可能为稀有气体元素，元素C与元素E的关系可这样假设：
C是16S，E是18Ar；C是17Cl，E是19K。
答案：
AD
19世纪中叶，门捷列夫总结出如下表所示的元素化学性质变化情况
据此回答下面四个小题：
7.门捷列夫的突出贡献是（ ）
A.提出原子学说
B.提出分子学说
C.发现元素周期律
D.发现能量守恒定律
答案：
C
8.该图表变化表明（ ）
A.事物的性质总是在不断地发生变化
B.元素周期表中最右上角的氦元素是得电子能力最强的元素
C.ⅠA族元素的失电子能力肯定比同周期ⅡA族元素的失电子能力强
D.物质发生量变到一定程度必然引起质变
答案：
CD
9.按照表中元素的位置，认真观察从ⅢA族的硼到ⅦA族的砹连接的一条折线，我们能从分界线附近找到（ ）
A.耐高温材料
B.新型农药材料
C.半导体材料
D.新型催化剂材料
答案：
C
10.据报道，美国科学家制得一种新原子，它属于一种新元素116号元素（元素符号暂用X代替），关于它的推测正确的是（ ）
A.这种原子的中子数为167
B.它位于元素周期表中第6周期
C.这种元素一定是金属元素
D.这种元素的原子易与氢化合
答案：
AC
11.长期以来一直认为氟的含氧酸不存在，自1971年美国科学家用F2通过细冰末获得了次氟酸以来，对HFO的研究才引起重视，下列对HFO中各元素化合价的叙述正确的是（ ）
A.氢+1价 氟+1价 氧-2价
B.氢+1价 氟-1价 氧0价
C.氢-1价 氟+3价 氧-2价
D.氢-1价 氟-1价 氧+2价
解析：
氟、氧两种元素在元素周期表中位于同一周期，氟位于氧的右边，所以氟元素的非金属性比氧强，又因HFO电子式为H∶，根据共用电子对偏向吸引电子能力强的，因此在HFO分子中氟显-1价，氢显+1价，氧显0价。
答案：
B
12.下列元素一定是主族元素的是（ ）
A.原子核外N电子层上只有一个电子的元素
B.原子核外M层电子数为偶数的元素
C.原子核外M层电子数为奇数的元素
D.原子核外N层电子数为2的元素
解析：
原子核外N电子层上只有一个电子的元素可能是主族元素如K，也可能不是主族元素如Cu和Cr，所以A错；原子核外M层电子为偶数，则M层电子数可能为2、4、6、8，可能为0族元素，不一定是主族元素，所以B错；而原子核外M层电子数为奇数，说明该元素原子的M层即为最外层，其电子数可能为1、3、5、7，最外层电子数等于主族序数，所以C正确；原子核外N层电子数为2的元素可能是主族元素如Ca，也可能不是主族元素如Zn，所以D错。
答案：
C
二、填空题（每空1分，共23分）
13.用符号“>”“<”或“=”连接下列各项关系。
（1）第一电离能：
Na__________Mg,Mg__________Ca。
（2）电负性：
O__________F，F__________Cl。
（3）能量高低：
ns__________（n+1）s,ns__________np。
（4）主族序数__________价电子数__________元素最高正化合价。
答案：
（1）< >
（2）< >
（3）< <
（4）= =
14.按要求完成下列各题。
（1）单核10电子的粒子符号（至少写三种）____________________。
（2）双核10电子的粒子符号（至少写两种）____________________。
（3）三核10电子的粒子的结构式（写一种）__________。
（4）四核10电子的粒子的电子式（写一种）__________。
（5）五核10电子的粒子的结构式（写一种）__________。
答案：
（1）Ne、Na+、F-（或Ne、Mg2+、O2-） 1s22s22p6
（2）HF、OH-
（3）H—O—H
（4）
（5）
15.下表是元素周期表的一部分。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
D
F
H
3
B
C
E
G
根据A～G元素在周期表中的位置，用化学式填写空白。
（1）单质中氧化性最强的是__________，还原性最强的是__________，化学性质最不活泼的是__________。
（2）最高价氧化物对应水化物的酸性最强的酸是__________，最稳定的氢化物是__________。
（3）按碱性逐渐减弱、酸性逐渐增强的顺序，将B、C、E、G四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式排列成序是__________。
（4）D、E、F三种元素按原子半径由大到小的顺序排列为__________。
（5）A的氧化物常温下呈__________态，它和B的单质反应后所得溶液的pH__________7。
答案：
（1）F2 Na Ne
（2）HClO4 HF
（3）NaOH、Al（OH）3、H3PO4、HClO4
（4）E>D>F
（5）液 >
三、简答题（共5分）
16.有A、B、C、D四种短周期元素。
已知一个B原子核的原子受到α粒子的轰击得到一个A原子的原子核和一个C原子的原子核，又知C、D元素同主族，且能发生下面两个反应，如下图。
A、B的化合物+B、C的化合物物B单质+A、C的化合物
A、D的化合物+D、C的化合物物D单质+A、C的化合物
请完成下列问题：
（1）比较B、C原子半径大小；画出D离子的结构示意图。
（2）分别写出上述两个反应方程式。
解析：
此题给出的条件较多，也较隐晦，同学们要善于从中找出突破口。
α粒子即氦核，这句话其实是告诉我们B与A和C在原子序数上的关系，即A与C的原子序数的和等于B的原子序数加上2。
从给出的两个反应中我们看出，这两个反应都是氧化还原反应中的归中反应。
B、D都为具有可变价态的非金属元素，再结合C与D同族，两个反应物的物质的量之比为2∶1等条件，不难判断，在短周期中这样的例子是2H2S+SO23S+2H2O。
这样，A为氢，C为氧，D为硫就可定下来了。
结合前面原子序数的关系，可判断出B为氮。
那么第一个反应就是NH3与NxOy生成N2和H2O的反应。
至于是哪一种氮的氧化物，根据电子得失守恒则可计算出是N2O3。
答案：
（1）B>C
（2）2NH3+N2O3====2N2+3H2O 2H2S+SO2====3S+2H2O
四、计算题（每题12分，共24分）
17.有A、B、C三种元素，已知A、B同主族，B、C同周期，A的氢化物分子式为H2A，其中含氢1
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