金属钠的性质与应用

专题2 第二单元 钠、镁及其化合物
课时1 金属钠的性质与应用
【设计思路】
整合由氯化钠制取氯气、溴和碘的制取线索，引出本节课的研究主题――钠，学生通过“观察与思考”中的实验现象，逐一分析并总结出有关钠的物理性质和化学性质，在介绍钠的用途的基础上，简单介绍钠的氧化物的主要化学性质。
【教材分析】
课程标准要求“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铁、铝等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用”。
初中化学中介绍的金属主要是铝、铁和铜，金属的性质以物理性质为主，化学性质只提及铁与氧气的反应，同时介绍了金属活动性顺序，使学生初步了解金属与酸或盐溶液反应的规律。本节“金属钠的性质与应用”是在初中介绍的金属和金属材料的基础上，进一步加深和提高。
通过本专题第一单元的学习，学生已经了解到从海水中可以获得氯、溴、碘单质，氯、溴、碘都是活泼的非金属。在此基础上，本单元安排学生学习从海水中得到的金属钠的物理性质和化学性质，使学生了解了典型的非金属元素后，再了解典型的金属元素，这为学生学习《必修2》中的元素周期表的知识提供了一定的基础，也使学生感受到化学物质的丰富多彩。
【学情分析】
对于高一学生，他们对化学现象、化学实验兴趣浓厚，有探求欲、表现欲和成就欲，学生具备了一定的实验操作能力和观察分析能力。
而且学生在初中学习过金属活动性顺序，知道钠是活泼金属，能跟盐酸等反应生成氢气；另外，刚学过氧化还原反应的知识，通过钠的原子结构的分析，学生可以预测钠具有强的还原性。
但是，很多学生的能力仅仅保持在对现象的描述方面，不能够透过现象看本质，因此，在本节课的教学中，要注重培养学生分析推理、综合归纳的能力。
【教学要求和目标】
知识与技能：
1.了解钠的物理性质，分析钠与水反应的产物，写出钠与水反应的产物，写出钠与水反应的化学方程式。认识钠是一种活泼的金属。
2.了解钠的存在及用途。
3. 建立钠原子结构决定金属钠的性质的思想
过程与方法：
1.采用实验探究法，按照思考、交流、实验、观察、分析、得出结论的方法进行启发式教学。
情感、态度与价值观：
1.培养学生勇于探索的科学精神和严格求实的科学态度。
2.通过动手实验体验化学的奥妙，激发学生学习的兴趣。
【教学重点】钠的氧化和钠与水的反应
【教学难点】钠与水反应的实验现象观察
【教具准备】
多媒体及课件，钠、酚酞、肥皂液、试管架、试管、玻璃片、小刀、镊子、滤纸、坩埚、坩埚钳、铁架台、酒精灯、烧杯、火柴
【教法学法】
突出重点，突破难点。按照学生的认知规律，采用启发式的教学方法。尽可能的通过实验和观察得出结论，边讲边实验，让学生成为学习的主体，自己分析得出结论。
【教学过程】
[导入新课]我们生活的物质世界，由金属和非金属组成。多数的物质是由金属组成的。金属在人类社会发展、改善人类生活方面起着重要的作用。本节课我们就来学习金属钠的性质。
[推进新课]
由溴、碘和氯气的制取，推出它们和氯化钠之间的关系，再由电解熔融氯化钠引出本节课要探究的金属钠。
[板书] 一、金属的性质与应用
2NaCl2Na＋Cl2↑
钠原子和钠离子的原子结构示意图。
[交流讨论]对比钠原子和氯原子的结构，推测金属钠可能的性质。
[精讲点拨]钠原子最外层只有一个电子，因此钠原子极易失去最外层上的一个电子而形成8个电子的稳定结构，即强还原性，是化学性质很活泼的金属，化学反应中做强还原剂。
[迁移应用1]有关钠原子和钠离子的叙述正确的是 （ ）
A.钠原子与钠离子的化学性质相似
B.钠原子具有还原性，钠离子具有氧化性
C.钠原子比钠离子多一个质子
D.钠原子不稳定，而钠离子稳定
[答案]B、D
[互动探究1]取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切去一端的表层，观察表面的颜色；将其放置放置在空气中，观察表面颜色的变化。
学生通过观察实验现象，分析产生该现象的原因，归纳、总结金属钠的物理性质和化学性质。
[精讲点拨]钠具有金属光泽，质软，密度比煤油大；放置后，钠表面变暗，生成一层厚的物质是氧化钠。
[板书]4Na+O2=2Na2O（白色）
[互动探究2]钠的燃烧
学生观察实验现象。
[精讲点拨]钠与氧气在常温下反应生成白色的氧化钠，但氧化钠不稳定。钠与充足的氧气在加热条件下剧烈反应生成淡黄色的过氧化钠，过氧化钠比较稳定。所以，钠在空气中燃烧生成的是过氧化钠，并产生黄色的火焰。钠在纯氧气中反应更剧烈。同样是钠与氧气反应，但是反应条件不同时，现象不同，产物也不同，所以我们要具体问题具体分析。
[板书]2Na＋O2 Na2O2过氧化钠，淡黄色
[迁移应用2]取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象中描述正确的是 （ ）
①金属钠先熔化②在空气中燃烧，放出黄色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体物质
A. ①②B. ①②③C. ①④⑤D. ④⑤
[解析]由于金属钠的熔点比较低，所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化，然后燃烧生成淡黄色固体物质。
[答案]C
[互动探究3]向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞，然后向其中投入一小块（约绿豆粒般大小）金属钠，用表面皿盖在烧杯上，观察实验现象。
现象
解释
浮在水面上
钠的密度比水小
熔成银色小球
钠是银白色金属，熔点低
小球四处游动并发出嘶嘶响声
生成气体推动小球游动反应剧烈且放热
滴入酚酞溶液变红色
有碱性物质生成
[互动探究4]讨论钠与水反应的气体产物
第一种方法 实验方法

第二种方法 化合价升降角度
[板书] 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
[自学质疑]金属钠应如何保存?能用手直接去拿金属钠吗?钠等活泼的金属着火能否用水灭火？
[精讲点拨]1.大量钠密封保存，少量保存在煤油中，不能用手拿。
2．用干燥的沙土来灭火
[迁移应用3]将钠投入紫色石蕊试液中，下列现象不正确的是
A浮在水面上 B熔成光亮的小球 C迅速游动 D．溶液呈红色
[答案]D
[迁移应用4]把4.6g钠投入到95.6g水中，发生化学反应。假设水无蒸发现象，所得溶液中溶质的质量分数是 （ ）
A.4.6% B.7.7% C.8.0% D.10%
[解析]设生成的NaOH和H2的质量分别为x和y。
2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
46 80 2
4.6 x y
x=8.0g y=0.2g
故溶液质量为：4.6g+95.6g-0.2g=100g
则w（NaOH）=8.0g/100g×100%=8.0%
[答案]C
[过渡]钠作为一种非常活泼的金属，我们在生活中直接使用的机会不大，那这种金属有哪些用途呢？
[板书] 钠的用途
1．做还原剂：用以将钛、锆、铌、钽等在国防工业上有重要用途的金属从其熔融的卤化物中还原出来。
TiCl4＋4NaTi＋4NaCl
四氯化钛 钛
2．做电光源：高压钠灯。
3．制造合金：钠钾合金用做核反应堆的冷却剂和热交换剂。
4．做化工原料。
[过渡]接下来我们了解一下钠的一种氧化物――氧化钠的主要化学性质。
[板书] 氧化钠
1．与水反应生成氢氧化钠，因此氧化钠是碱性氧化物
Na2O＋H2O＝2NaOH
2．与酸反应
Na2O＋2HCl＝2NaCl＋H2O
[小结]本节课我们讨论了金属的两个化学性质：（1）金属与非金属的反应（2）金属与水的反应。
【板书设计】
一、金属的性质与应用
2NaCl2Na＋Cl2↑
钠原子和钠离子的原子结构示意图。
物理性质：钠具有金属光泽，质软，密度比煤油大；放置后，钠表面变暗，生成一层厚的物质是氧化钠。
化学性质： 4Na+O2=2Na2O（白色）
2Na＋O2 Na2O2过氧化钠，淡黄色
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
钠的用途
1．做还原剂：TiCl4＋4NaTi＋4NaCl
四氯化钛 钛
2．做电光源3．制造合金4．做化工原料。
氧化钠1．与水反应生成氢氧化钠，因此氧化钠是碱性氧化物Na2O＋H2O＝2NaOH
2．与酸反应Na2O＋2HCl＝2NaCl＋H2O
【作业设计】
通过本节课对实验的讨论，能解决下列问题：
金属钠为何保存在煤油中？
2．为何有些保存在煤油中的钠表面不是银白色的？
3．解释产生钠与水反应时现象的具体原因。
4．钠与氧气反应的产物取决于什么？
5．在所学知识中搜索有关反应的例子，要求因为反应条件不同而导致产物不同。（学生可能举例炭和氧气的反应等）
【教学反思】
1.课题的引入还可以再生动些，课前应该多查阅资料。如有的老师通过“滴水燃纸”趣味小魔术来引入，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。?
2. 注重对学生学习方法的指导。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，为以后学习其它元素化合物做好准备。