“金属的化学性质“（第二课时）教学设计

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【课题】人教版·高中化学·必修1
“金属的化学性质”（第二课时）教学设计
一、基本说明
1.教学内容所属模块：人教版·高中化学·必修1
2.年级：高一
3.所用教材出版单位：人民教育出版社
4.所属的章节：第三章 第一节 第二课时
5.教学时间：45分钟
二、教学背景分析
（一）、教材分析
本章《金属及其化合物》是在第一章《从实验学化学》（实验基础）和第二章《化学物质及其变化》（理论基础）的基础上开始具体的元素化合物的学习，元素化合物知识是中学化学的基础和核心知识，这些知识既可以为前面的实验和理论知识补充感性认识的材料，又可以为必修2的物质结构、元素周期律等理论知识打下重要的基础；也可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法；还能使学生正真认识化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面所起到的重要作用。
（二）、本课时教学内容分析
本课时教学内容有两个：一是钠和水反应，这一部分主要让学生操作实验并自己总结出实验现象和结论，对实验现象的描述主要培养学生应用规范的化学语言，培养观察能力，但观察本身并不是实验的最终目的，实验教学的关键是引导学生对观察到的现象做本质分析，使学生由感性认识逐步上升到理性认识。这个引导上升的过程，就是启发引导学生分析、归纳、抽象、概括的过程，是在观察实验现象的基础上，把获得的感性材料“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的思维加工过程，是从感性认识向理性认识的飞跃过程。二是铁与水蒸气的反应。教材根据安排这部分内容除了让学生掌握铁和水蒸气反应的产物和条件，还让学生设计实验装置来培养学生的实验设计能力和动手能力，装置的设计我们在课堂上讨论完成。
（三）、学生分析
1、学生在第一章和第三章第一节中已经学习了一定的实验基本知识和实验基本技能及实验学习的基本方法（如：有序观察、实验现象的描述、分析和解决问题的能力等），为本课时的学习打下了较好的基础。
2、学生在第二章已经学习了“分类思想”这一化学学科的核心思想。本章的每一节都可在分类思想的指导下进行学习，通过具体案例的学习，有利于学生进一步熟悉分类法的具体应用和深刻体会分类学习的巨大意义和价值，进而形成学科思维。
3、学生在第二章已经学习了《离子反应》和《氧化还原反应》这两类重要化学反应的有关概念和基本规律，但由于学生前面所具备的元素化合物知识很少，载体少，学生对这两大核心理论的深刻理解和灵活应用能力仍有待加强。利用第三章和第四章的元素化合物教学可不断复习和强化学生对这两大基础理论的深刻理解，这也是第三、四章教学的主要任务之一。
三、教学目标
1．知识与技能目标
（1）知识目标：掌握钠与水的反应过程和反应原理；铁与水蒸气的反应原理。
（2）能力目标： 通过实验探究，培养学生敢于大胆猜测，提出假设并通过实验论证的能力。
2．过程与方法目标
（1）学会运用实验、观察等获取科学事实的基本方法，研究金属的性质。
（2）初步学会运用：比较、分析、归纳、演绎等整理科学事实的基本方法，学习物质的性质。
3．情感态度目标
（1）通过实验过程、实验装置设计探究和实验现象观察，培养学生的科学探究精神和实事求是的科学品质。
（2）通过钠与水、铁与水蒸气的反应的学习，并与生产、生活联系起来，提高学习化学的兴趣，增强学好化学，服务社会的责任感和使命感。
4. 教学重点及难点
教学重点：钠与水的反应现象及其分析，铁与水蒸气的反应原理。
教学难点：铁与水蒸气反应的科学探究
四、设计意图：
本教学设计力求体现元素化合物课型教学的三大要素：
（1）生活与应用（从化学到社会生活）；
（2）学法指导（学习元素化合物的基本方法—对比的方法学习钠与水、铁与水蒸气的反应）；
（3）实验探究（利用实验创设情境,激发兴趣，启动思维）。
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一：设置情境进入课题 【引入】现代社会是金属的世界，金属的世界是丰富多彩的，从坚硬无比的铜墙铁壁，以“不怕火炼”而为人类所痴迷的贵族金属金和铂，到柔弱无骨的水银，你会感到不同的金属在性质上有天壤之别，你们想更多了解关于金属的知识吗？那么，这节课我们继续一起走进金属的世界，共同来探索它们的化学性质。【多媒体】金属样品图片展示【板书】二、金属与酸和水的反应【创设情景】魔术表演：滴水点灯【要求】能否揭穿该魔术。【设疑】物质燃烧需要满足哪两个条件？【解答】事实上，我事先在酒精灯焰心上放了一小颗金属钠。【结论】金属钠可以与水反应并放热。 倾听、观看、联想，进入本节课学习。观察现象并猜测原因：可能是水与某物质发生了化学反应，而且该反应还放出了大量的热。 结合多媒体开拓视野明确学习内容，引起兴趣，激发学习热情通过设置问题情境激发发现问题兴趣。
环节二：进入钠与水反应的学习 【设疑】从日常生活经验我们知道，像铁、铝等金属不仅常温下与水不反应，即使加热条件也很难反应，但金属钠却能与冷水反应，解释这一实验事实的唯一理由是什么呢？【讲解】金属钠与水究竟是怎么反应的，下面就请同学们来亲自感受一下该反应。【多媒体】钠与水反应实验目的：探究金属钠与水的反应。实验要求：仔细操作、注意安全、认真观察、小组讨论、主动发言。实验步骤：1、用镊子取一小块钠置于滤纸上，吸干表面的煤油，用小刀切绿豆大的一粒，其余放回原瓶。2、在小烧杯中加一小半水，并将切下的钠粒投入小烧杯中，观察实验现象3、反应结束后向烧杯中滴入1-2滴酚酞试剂，观察溶液的变化。观察提示：1、注意钠与溶液的变化；2、有没有气体产生。3、有没听到声音。 【讲解】根据学生回答，概括反应的实验现象和解释，引导学生完成下表。【多媒体】实验现象：现象解释【设疑】金属钠与水究竟生成了什么物质？【分析】从逻辑的角度分析产物可能是NaOH与H2。【演示】检验钠与水反应生成的气体。【板书】1、钠与水的反应2 Na +2H2O =2NaOH +H2↑【设疑】从分类的角度说说该反应分别属于什么反应？【分析】从氧化还原角度分析反应：［投影］置换反应、离子反应、氧化还原反应，Na 是还原剂，H2O 是还原剂，NaOH是氧化产物，H2是还原产物【联系实际】网上信息摘录：2001年7月7日，在珠江石溪附近，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，其中另有一金属桶被过往船只发现，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。【设疑】1、推测以上爆炸物是什么金属？ 2、短文中提到了该金属的哪些性质？【设疑】根据钠与水的反应思考如何保存、取用金属钠，如何灭去钠的火灾？ 思考并回答：可能是因为钠比其他两种金属都活泼动手实验：两人一组分工合作完成金属钠与水的反应，并及时记录实验现象并思考原因。描述现象并解释原因共同小结：现象解释浮在水面上钠的密度比水小熔成银白色小球钠是银白色金属，熔点低，且反应放热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思考并回答：练习把反应方程式改写成离子方程式分析作为氧化还原反应时反应中氧化剂、还原剂和电子转移数目和方向。聆听、领悟交流讨论回答。实验室选择保存钠的试剂应注意两个问题：1.选用的试剂和钠不反应；2.试剂的密度比钠小。【学生回答】煤油或石蜡油。应该用沙来扑灭 培养学生表达能力和逻辑推理能力。揭示反应的本质，培养学生逻辑思维能力通过回忆，指导学生掌握正确的分类方法，进一步加强对该反应本质的理解树立化学反应与生产、生活的联系观。加强金属钠性质的认识，增强安全意识。
环节三：进入铁与水蒸气反应的探究学习 【过渡】了解了活泼金属与水的反应再回过头来看看我们熟悉的金属铁，根据金属活动性表，我们知道铁没有钠活泼，所以根据日常经验我们也知道铁与冷水、热水均不反应，那如果我们再把条件创造得更好一些，该反应是否能进行呢？例如，让高温的铁与炽热的水蒸汽接触呢？如果可以，请大家预测这一反应可能的产物。【板书】2、金属铁与水蒸气的反应【设疑】我们必须尊重实验事实，那么如何设计这一反应的装置？【引导】设计反应装置的依据是什么？【组织讨论】该反应的特点是固体与气体，需要加热且生成气体的反应。请大家设计固体和气体在加热时的反应装置，并画出实验装置图。【设疑】装置类似于初中学过的哪一套实验装置？【引导】怎样才能得到充足的水蒸气？请大家设计把水变成水蒸气的方法，并画出实验装置图。【引导】有哪些方法可让我们知道一个化学反应已经发生了？【继续引导】对于此反应，我们如何知道反应是否已经发生？【组织讨论】请大家设计收集H2的实验方法，画出装置图。【讨论】请大家设计实验方案，用尽可能多的方法来完成铁粉和水蒸气的反应，并尽量能让我们看到反应的发生。 [教师]上述这么多方案中，哪种方案更简便易行？【展示发生装置】【组织讨论】教材P48-科学探究1【引导】关键：硬质双通管换成试管。【提出问题】这一套实验方案存在什么问题？【提出问题】我们可以如何来改进这套装置呢？【继续组织讨论】教材P48-科学探究2【展示发生装置】【教师评价】这一套装置就很好地解决了刚才同学们提出的几个问题，那么它到底能不能得到如课本所说的实验效果呢？同学们设计的实验方案又有没有可行性呢？【演示】选用教材P48图3-8的实验装置完成实验。【投影】演示该实验要注意：（1）铁粉不需要与石棉绒混合，因改用酒精灯加热，温度比用喷灯加热时低。（2）酒精灯应先在放湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸气时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热，可防止发生倒吸现象。（3）加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，最初插入时吹起的是空气泡。肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声（4）实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。【板书】3Fe +4H2O (g)Fe3O4 +4H2 【联系实际】一天，英国一家炼铁厂的熔铁炉底部产生了裂缝，顿时炽热的铁水从裂口夺路而出。当温度高达摄氏一千多度的铁水碰上炉旁一条水沟里的不时，刹那间，“轰”的一声震天动地的巨响，整个车间被掀掉了【设疑】水为什么会产生这么大的相当于TNT炸药的威力呢？【讲解】以上介绍了两种不同的金属与水的反应，从条件和产物都不相同，最本质的原因还是金属的活动性不同。其实，我们也可以根据金属与水、酸反应的情况来推测金属的活动性。【组织讨论】金属Al ，它能与沸水反应生成对应的氢氧化物和氢气，请估计它的活动性范围。 根据钠与水反应的产物预测铁与水蒸气反应的产物可能是氢氧化铁与氢气。讨论归纳：设计反应装置的依据是反应物状态、反应条件和生成物性质。该反应的实验装置应包括水蒸气发生装置、水蒸气与铁粉反应的装置、检验生成气体的装置。思考与交流：画出装置图回忆：类似于CO还原CuO　的实验装置思考与交流：画出装置图思考与交流：（可能回答）有沉淀或气泡产生、物质的颜色发生变化、通过检验有新物质生成等。思考与交流：点燃收集气体，确定是否有H2。学生讨论：画出如下装置图思考与交流：可能有如下搭配图3＋图1＋图6或7或8或9或10； 图3＋图2＋图6或7或8或9或10；图4＋图1＋图6或7或8或9或10；图4＋图2＋图6或7或8或9或10；图5＋图1＋图6或7或8或9或10；图5＋图2＋图6或7或8或9或10；讨论设计成如下装置图：学生讨论归纳：1.装置复杂，组装麻烦。2.水蒸气发生装置和铁与水的反应装置之间的导管太长，水蒸气在传导过程中已经被冷凝了。说出装置中每一部分的作用并比较上述装置的可操作性，小结并交流探究活动的收获。观察现象。聆听、领悟、对该反应进一步形成正确的认识。【结论】因为高温下发生了上述反应，当摄氏一千多度的铁水流入水沟时，在极短的时间内产生了大量易燃易爆气体，并且被铁水的高温点燃，所以轻而易举地把巨大的生产车间给炸掉了。讨论回答：Al 的活动性介于金属钠和铁之间，因为其反应条件的苛刻程度介于这两种金属之间。 指导学生运用对比学习的方法，激发学生的求知欲。激发学生探索精神、培养分析解决问题的能力和综合运用所学知识的能力。培养学生自主学习的能力。培养学生创新能力。学会评价实验装置的优缺点。培养学生尊重实验结果，实事求是的精神。树立化学反应与生产、生活的联系观。培养学生的推理能力和运用规律解决实际问题的能力。
环节四：金属与酸的反应 【过渡】Na 与H2O 和酸反应的实质都是与H＋　反应，而酸电离出的H＋ 比水电离出的H＋要大得多，故先与酸反应，现象与水反应相似，但更剧烈，而且只有Na 过量时，Na 才与原酸中的H2O 反应。【板书】3、钠与酸溶液反应 2Na +2HCl=2NaCl +H2 ↑【思考】镁、铝、铁按照金属活动性顺序，产生H2 的能力逐渐减弱。那么它们与稀盐酸反应情况怎样？【板书】4、镁、铝、铁与非氧化性酸反应Mg +2H＋= Mg2＋+H2 ↑ 2Al+ 6H＋= 2Al3＋+3H2 ↑Fe +2H＋= Fe2＋+H2 ↑ 学生倾听，并思考。练习写出金属与酸反应的离子方程式。 培养学生的推理能力和解决问题的能力。
环节五：小结 【知识小结】今天这节课我们重点学习了两种金属与水的反应，下面请大家共同比较这两个反应的异同点。钠与水铁与水反应条件反应产物反应现象反应物的作用【方法小结】在这节课中，我们利用实验探究的方法了解到金属的化学性质------金属与水的反应，又用对比的方法了解到不同活动性的金属与同一种物质反应的条件、现象和产物的差异。实验法和对比法这两种方法也将成为我们今后学习其他元素化合物知识的重要方法。 钠与水铁与水反应条件冷水高温下与水蒸气反应产物氢氧化钠与氢气四氧化三铁与氢气反应现象浮、熔、游、响、红黑色产物与易燃气体，反应放热反应物的作用金属：还原剂水：氧化剂归纳总结： 学会总结，将知识和方法及时总结成规律，便于识记和今后的学习。
环节六：巩固深化布置作业 【巩固练习】1. 往烧杯内注入煤油和水各100 mL ，静置后将一小块钠投入烧杯内，发生的现象是( )A、钠沉到液柱1/2处，钠块下部有许多气泡，附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部，一会儿又沉到液柱1/2处，如此反复多次，最后消失。B、钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失C、钠块浮在液柱表面上，很快熔成一个闪亮的小球，小球四处游动，最后消失 D、钠块沉到液柱1/2处，很快熔成一个闪亮的小球，小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游来游去，最后消失2. 铁与水蒸气的实验探究活动过程中，要求设计一套简单的实验装置使还原铁粉与水蒸气反应，装置包括水蒸气发生器、水蒸气与铁粉的反应、检验产生的气体。一位同学设计了如下实验装置（省略铁架台），同样能达到实验探究的目的。（D中药品为黑色的氧化铜，E中药品为无水硫酸铜）实验进行时试管A中应加入的试剂为 ，烧瓶B的作用是 ，烧瓶C的作用是 ，E中的现象是 ，需要加热的的仪器还有 。【作业布置】1.一小块金属钠放入水中，要使所得溶液中Na+和H2O个数比为1：100，计算钠与水的质量比。2.有人说“钠是一种还原性很强的金属，能把铜从硫酸铜溶液中置换出来。”这种说法正确吗？为什么？
六、教学反思
1. 本节课在教学中以实验探究学习为主线贯穿全过程，充分体现化学学科的特点；让学生成为课堂的主体，使学生积极讨论，发表自己的观点，在讨论过程中，能够书写化学方程式和离子方程式。；
2. 教学伊始，播放有关魔术表演，增强课堂的趣味性和科学性，教学环节中的设计有意识的将日常生活中实例运用到教学中，充分体现生活处处皆化学。
3. 由于受课时和实验条件的限制，教师给学生思维呈现空间不够充分，还应进一步增强课堂的开放性，放飞学生的思维，放手让学生去实验但必须要强调注意实验安全和实验纪律，。
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