金属钠的性质与应用
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文档简介
苏教版高一年级化学《金属钠的性质与应用》的教学设计
汪纪苗
宁波市鄞州中学 315101
一、设计思想
1、生活即化学，化学即生活的思想
新课程化学教材对元素化合物部分摒弃了传统的编写思路，倡导在自然界和生产生活的背景中进行元素化合物知识的教学，体现从“生活走进化学，从化学走向社会”，“从自然走进化学，从化学走向应用”的编写思路，表达了生活即化学，化学即生活的教学思想，化学不再只是一门科学性的高中课程，而是与我们的生活生产实际密切联系的科学。因此在本教学设计中体现了“生活走进化学，从化学走向社会”新课程化学教材编写的意图。
2、课堂的动态生成思想
走进新课程，教学的最高宗旨和核心理念是“一切为了每一个学生的发展”。而“发展”是一个生成性的动态过程，有着一些我们无法预见的教学因素和教学情境。我们在组织教学时，考虑最多的往往是目标意识：这个课如何达到预定目标，完成教学任务。却很少去想学生的体验，去了解他们关注什么、需要什么、希望接受什么，学生的思维与活动总是被限制在教案的束缚中。因此，课堂上，教师不要急于教给学生什么，也不要满足于教给学生什么。重要的是，要不断地为学生创设一种“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”的广阔发展时空，要让学生有机会表达自己想关注的内容、希望接受的信息，从而产生动态课程效果。
3、实验探究教学思想
现代化学教学观认为，化学教学不仅应使学生掌握基础知识和基本技能，更应注重对学生进行探索化学知识的过程和学习方法的训练，以此激发学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的兴趣，形成求学所必需的质疑态度和批判精神，从而培养创新意识和创造能力。
实验探究的教学是以实验为中心主题的探究教学。在实验的基础上，通过观察、分析、比较、抽象、概括、归纳等科学方法，对某些化学反应实质、现象以及化学实验装置从多角度、多层面做深入的研究探索，进行探究其规律的学习，有力地解释客观事实的实验属性，从而有效地强化学生的创新意识，拓展学生的创新思维，提高动手能力和实践创新能力。在实验探究教学中，把实验作为提出问题、探究问题的重要途径和手段，要求课堂教学尽可能用实验来开展，变演示实验为学生实验，变验证性实验为探究性实验，使学生亲自参与实验，激发和培养学生的科学兴趣，充分发挥学生的实验的能动性，引导学生根据实验事实或实验史实运用实验的方法论来探究物质的本质及其变化规律。
二、教材分析
1．《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求。
《课程标准》的要求：1．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。
《学科教学指导意见》的基本要求：①能用实验的方法探索和理解钠的重要性质，②了解钠的制取，③通过经历实验探究和问题讨论的过程，了解实验研究化学物质的一般方法，初步形成分析推理、综合归纳的能力。
2．本课内容的组成成分和在模块学习中的地位和作用；
（1）本课内容的组成成分
本节教材包括三部分内容：钠的物理性质、钠的化学性质，以及钠的制取、存在和主要用途。在钠的化学性质中，重点讨论了钠与氧气的反应以及钠与水的反应。在钠的存在和主要用途中，首先介绍了自然界里元素的两种存在形态——游离态和化合态，然后结合钠的化学性质很活泼，引导学生得出在自然界中钠只能以化合态存在，钠的用途只作简单介绍。钠的制取以拓展视野的方式展示，让学生了解工业制取的原理。
（2）在模块学习中的地位和作用
首先，学生已经在初中学过金属活动性顺序，知道钠是活泼的金属，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，通过对钠的原子结构的分析，学生可以预测钠具有强的还原性；还有之前学过的研究物质的方法使学生具备了一定的探究习惯及操作能力。这些都为本节内容的学习奠定了基础。
钠是一种典型的金属元素，是必修化学课程标准中要求的重要元素化合物知识，也是高中阶段学习的第一种金属元素，学习本节内容对以后其他金属元素的学习具有指导性作用；本节内容安排在氧化还原反应之后，可对氧化还原反应的知识做进一步巩固；最后本节内容安排在氯、溴、碘之后，而在镁之前，这样使学生在了解了典型的非金属元素后，再了解典型的金属元素，这就为学生学习《化学2》中的元素周期表和元素周期率的知识提供了一定的知识基础。因此，本节内容实质上起到了承前启后的作用。
三、学情分析
1．分析学生已有的认知水平和能力基础；
在前面学生已学习了氧化还原反应理论、钠原子的结构示意图，为理解钠的化学性质，认识钠的活泼性奠定了理论基础；已学习了氯、溴等非金属元素的单质及化合物的性质，初步了解了元素化合物的学习方法，建立了从物质类别和化合价角度去分析理解物质的化学性质的方法基础；通过前面实验的探究教学，对本节教材中的钠与水的反应实验能进行合理的探究，并能对产生现象的原因进行。
我校属于省一级重点中学，学生的基础较好，学习化学的兴趣较高，具备一定的分析能力、观察能力、理解能力，在课堂教学能与教师进行有效的“互动”，体现自己的主体作用。
2．分析学生学习本课可能遇到的困难和问题；
（1）学生观察能力尚有不足，对实验现象的观察不全面。
（2）表达能力不足，对实验现象的描述和现象的解释可能会辞不达意。
（3）知识迁移运用能力、发散思维能力还有待提高，解决实际问题的意识和能力不足。
四、教学目标
1、知识与技能目标
（1）知道钠是一种很活泼的金属，记住钠的物理性质。
（2）能描述钠与水、钠与氧气反应的实验现象，能写出相关的化学方程式。
（3）了解钠的工业制取方法和应用
2、过程与方法
（1）学会科学、合理地运用观察方法，体会实验方法在化学研究中的重要作用。
（2）利用实验现象、生产实践活动引导学生发现问题、解决问题。
（3）运用探究活动，在不断发现问题的基础上，运用讨论交流、使学生不断获取新知。
3、情感态度与价值观
（1）通过学习，认识化学知识在公共危险性事故中的重要性。
（2）通过实践调查，培养学生关注与化学有关的社会问题，主动参与社会决策的意识。
五、重点难点
教学重点：钠的化学性质。
教学难点：对实验现象的观察和分析。
六、教学策略与手段
实验探究教学、STS教学、阅读－分析－思考－结论的自主学习模式。
七、课前准备
1．学生的学习准备；
准备化学I教材、笔记本。
2．教师的教学准备；
搜集相关新闻、图片、音像资料并结合教学设计制作成多媒体课件。
3．教学环境的设计与布置；
（1）多媒体设备
（2）实物投影仪
（3）实验展示台
4．教学用具的设计和准备。
实验仪器用品：烧杯、镊子、滤纸、石棉网、铁架台、火柴、酒精灯、滴管、培养皿
实验试剂：金属钠、水、稀盐酸、酚酞、硫酸铜溶液
八、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。
http://city./news/getInfo.asp id=17681 ( http: / / city. / news / getInfo.asp id=17681" \t "_parent )
［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
九、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
十、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？
十一、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，
http://city./news/getInfo.asp id=17681
《钠的制法原理》，http://www./klh/2/2004/text/zk04_114.htm ( http: / / www. / klh / 2 / 2004 / text / zk04_114.htm )
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汪纪苗
宁波市鄞州中学 315101
一、设计思想
1、生活即化学，化学即生活的思想
新课程化学教材对元素化合物部分摒弃了传统的编写思路，倡导在自然界和生产生活的背景中进行元素化合物知识的教学，体现从“生活走进化学，从化学走向社会”，“从自然走进化学，从化学走向应用”的编写思路，表达了生活即化学，化学即生活的教学思想，化学不再只是一门科学性的高中课程，而是与我们的生活生产实际密切联系的科学。因此在本教学设计中体现了“生活走进化学，从化学走向社会”新课程化学教材编写的意图。
2、课堂的动态生成思想
走进新课程，教学的最高宗旨和核心理念是“一切为了每一个学生的发展”。而“发展”是一个生成性的动态过程，有着一些我们无法预见的教学因素和教学情境。我们在组织教学时，考虑最多的往往是目标意识：这个课如何达到预定目标，完成教学任务。却很少去想学生的体验，去了解他们关注什么、需要什么、希望接受什么，学生的思维与活动总是被限制在教案的束缚中。因此，课堂上，教师不要急于教给学生什么，也不要满足于教给学生什么。重要的是，要不断地为学生创设一种“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”的广阔发展时空，要让学生有机会表达自己想关注的内容、希望接受的信息，从而产生动态课程效果。
3、实验探究教学思想
现代化学教学观认为，化学教学不仅应使学生掌握基础知识和基本技能，更应注重对学生进行探索化学知识的过程和学习方法的训练，以此激发学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的兴趣，形成求学所必需的质疑态度和批判精神，从而培养创新意识和创造能力。
实验探究的教学是以实验为中心主题的探究教学。在实验的基础上，通过观察、分析、比较、抽象、概括、归纳等科学方法，对某些化学反应实质、现象以及化学实验装置从多角度、多层面做深入的研究探索，进行探究其规律的学习，有力地解释客观事实的实验属性，从而有效地强化学生的创新意识，拓展学生的创新思维，提高动手能力和实践创新能力。在实验探究教学中，把实验作为提出问题、探究问题的重要途径和手段，要求课堂教学尽可能用实验来开展，变演示实验为学生实验，变验证性实验为探究性实验，使学生亲自参与实验，激发和培养学生的科学兴趣，充分发挥学生的实验的能动性，引导学生根据实验事实或实验史实运用实验的方法论来探究物质的本质及其变化规律。
二、教材分析
1．《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求。
《课程标准》的要求：1．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。
《学科教学指导意见》的基本要求：①能用实验的方法探索和理解钠的重要性质，②了解钠的制取，③通过经历实验探究和问题讨论的过程，了解实验研究化学物质的一般方法，初步形成分析推理、综合归纳的能力。
2．本课内容的组成成分和在模块学习中的地位和作用；
（1）本课内容的组成成分
本节教材包括三部分内容：钠的物理性质、钠的化学性质，以及钠的制取、存在和主要用途。在钠的化学性质中，重点讨论了钠与氧气的反应以及钠与水的反应。在钠的存在和主要用途中，首先介绍了自然界里元素的两种存在形态——游离态和化合态，然后结合钠的化学性质很活泼，引导学生得出在自然界中钠只能以化合态存在，钠的用途只作简单介绍。钠的制取以拓展视野的方式展示，让学生了解工业制取的原理。
（2）在模块学习中的地位和作用
首先，学生已经在初中学过金属活动性顺序，知道钠是活泼的金属，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，通过对钠的原子结构的分析，学生可以预测钠具有强的还原性；还有之前学过的研究物质的方法使学生具备了一定的探究习惯及操作能力。这些都为本节内容的学习奠定了基础。
钠是一种典型的金属元素，是必修化学课程标准中要求的重要元素化合物知识，也是高中阶段学习的第一种金属元素，学习本节内容对以后其他金属元素的学习具有指导性作用；本节内容安排在氧化还原反应之后，可对氧化还原反应的知识做进一步巩固；最后本节内容安排在氯、溴、碘之后，而在镁之前，这样使学生在了解了典型的非金属元素后，再了解典型的金属元素，这就为学生学习《化学2》中的元素周期表和元素周期率的知识提供了一定的知识基础。因此，本节内容实质上起到了承前启后的作用。
三、学情分析
1．分析学生已有的认知水平和能力基础；
在前面学生已学习了氧化还原反应理论、钠原子的结构示意图，为理解钠的化学性质，认识钠的活泼性奠定了理论基础；已学习了氯、溴等非金属元素的单质及化合物的性质，初步了解了元素化合物的学习方法，建立了从物质类别和化合价角度去分析理解物质的化学性质的方法基础；通过前面实验的探究教学，对本节教材中的钠与水的反应实验能进行合理的探究，并能对产生现象的原因进行。
我校属于省一级重点中学，学生的基础较好，学习化学的兴趣较高，具备一定的分析能力、观察能力、理解能力，在课堂教学能与教师进行有效的“互动”，体现自己的主体作用。
2．分析学生学习本课可能遇到的困难和问题；
（1）学生观察能力尚有不足，对实验现象的观察不全面。
（2）表达能力不足，对实验现象的描述和现象的解释可能会辞不达意。
（3）知识迁移运用能力、发散思维能力还有待提高，解决实际问题的意识和能力不足。
四、教学目标
1、知识与技能目标
（1）知道钠是一种很活泼的金属，记住钠的物理性质。
（2）能描述钠与水、钠与氧气反应的实验现象，能写出相关的化学方程式。
（3）了解钠的工业制取方法和应用
2、过程与方法
（1）学会科学、合理地运用观察方法，体会实验方法在化学研究中的重要作用。
（2）利用实验现象、生产实践活动引导学生发现问题、解决问题。
（3）运用探究活动，在不断发现问题的基础上，运用讨论交流、使学生不断获取新知。
3、情感态度与价值观
（1）通过学习，认识化学知识在公共危险性事故中的重要性。
（2）通过实践调查，培养学生关注与化学有关的社会问题，主动参与社会决策的意识。
五、重点难点
教学重点：钠的化学性质。
教学难点：对实验现象的观察和分析。
六、教学策略与手段
实验探究教学、STS教学、阅读－分析－思考－结论的自主学习模式。
七、课前准备
1．学生的学习准备；
准备化学I教材、笔记本。
2．教师的教学准备；
搜集相关新闻、图片、音像资料并结合教学设计制作成多媒体课件。
3．教学环境的设计与布置；
（1）多媒体设备
（2）实物投影仪
（3）实验展示台
4．教学用具的设计和准备。
实验仪器用品：烧杯、镊子、滤纸、石棉网、铁架台、火柴、酒精灯、滴管、培养皿
实验试剂：金属钠、水、稀盐酸、酚酞、硫酸铜溶液
八、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。
http://city./news/getInfo.asp id=17681 ( http: / / city. / news / getInfo.asp id=17681" \t "_parent )
［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
九、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
十、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？
十一、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，
http://city./news/getInfo.asp id=17681
《钠的制法原理》，http://www./klh/2/2004/text/zk04_114.htm ( http: / / www. / klh / 2 / 2004 / text / zk04_114.htm )
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