金属的化学性质
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金属的化学性质
一、基本说明
1.教学内容所属模块：《化学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1课时
5.教学时间：45分钟
二、教学设计
◆教学目标：
1．知识和技能目标：
以活泼金属钠为代表，了解金属的主要性质，并学会药品的取用、加热等基础实验操作方法。
2．过程与方法目标：
通过观察、分析实验现象，初步学会实验观察的方法。
通过对钠跟氧气的反应等实验的探究，体验实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。
3．情感态度和价值观目标：
通过对金属钠性质的科学探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘。
通过“珠江水雷”材料的介绍，学会用知识解决实际问题的能力。
◆内容分析：
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，化学性质只提及铝与氧的反应，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“金属的化学性质”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。金属种类选了“钠、铝、铁、铜”，具有代表性：两种主族元素、两种副族元素；一种非常活泼的金属，两种较活泼金属，一种不活泼金属；除钠外，其他三种金属都是常见金属，学生有感性的认识，能与日常生活中金属的应用相结合。
本节的教学重点是：1、钠的氧化反应（与水反应，与氧气反应）；
教学难点是：良好实验素养的养成，包括观察能力，分析能力，猜想能力，推理判断能力，归纳能力等。
◆学情分析：
学生在学习本节内容之前，在初中对元素化合物的知识已经有了一定的认识。但是初中时，学生了解的元素化合物的知识相对比较简单，知识脉络也是比较零散，研究方法受初中知识内容的影响并不是很系统，还未形成元素化合物的分析研究方法。新教材中对元素化合物知识讲述的内容看似零散，但是其中隐含着元素化合物知识的研究方法和思路，其目的是培养学生在学习过程中分析对比、猜想推断、实验设计、归纳总结的能力。学生在前面两章的学习中已经对实验基本操作有了一定的认识，对物质的分类、氧化还原反应的分析有了一定程度的掌握。在此基础上学习这部分内容，学生将会在学习时更加清晰、有条理、系统化，学生自身能力将得到较大的提高。
◆设计思路：
情境分析——假设猜想——实验探究——理论探究——小组讨论——归纳小结
三、教学过程
教学环节及时间 教师活动 学生活动 设计意图
课的引入 【投影】新闻——炸起千层浪 珠江“水雷”迷团待解播放“水雷爆炸”的模拟视频 聆听与思考 观看 设置情境，引入问题，激发学生的探究热情。给予学生更直观的认识。
信息分析 【提问】如果你是一个普通的新闻阅读者，你对新闻中的哪些信息最感兴趣？ 如果你是一位化学爱好者，请你从化学的角度对材料中有关钠的性质做合理的假设和推断。 从新闻中提取有效信息并进行假设、推测，小组进行交流 能将化学信息，按题设情景抽象归纳，并进行推理
【提问】为何金属钠会引发如此威力的爆炸？ 学生思考，并提出可能的假设。 培养学生能根据生活中的现象提出问题的能力
实 验 探 究 【设疑】钠能与水反应吗？【提问】怎样取用金属钠？应取多大的钠块？【提问】推测并实验验证钠与水反应后生成的溶液成分？【讲述】切割钠时，要注意感觉钠的硬度及注意观察切割面处的颜色变化。 用镊子取钠块置于玻璃片上，用滤纸吸干表面的煤油，并用小刀切下绿豆大的一块钠。实验并记录现象交流实验时观察到的现象 通过学生亲自动手操作能够培养学生动手操作能力，提高观察能力 学生根据实验现象对实验进行处理和分析实验得出相应结论。
理 论 分 析 【提问】请同学描述一下在钠与水反应的实验中观察到的现象及原因。 学生回答后，教师投影出钠的物理性质。 【提问】请推测生成的是什么气体，怎样证明呢？ 【实验】：收集并检验钠与水反应生成的气体。【教师演示实验】【练习】请学生书写出钠与水反应的化学方程式并标出电子转移数目与方向。改写为离子方程式 讨论并回答1、金属钠外观像石头，灰白色。钠很软，可以用小刀切开。（硬度小）2、金属钠可以与水剧烈的反应：浮在水面上（密度比水小）、变成光亮的小球（熔点低且反应放热）、四处游动、发出咝咝的声音、有气体产生、有白色烟雾产生等，向生成的溶液中滴入酚酞后变红（生成氢氧化钠）。结论：氢气1、 由元素组成分析2、 由化合价分析3、实验验证学生讨论：设计实验如何收集钠与水反应产生的气体。学生观察。失2e-，化合价升高，被氧化 得2e-，化合价降低，被还2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 通过对实验现象的描述，提高语言表达能力和提取化学信息的能力 验证推测，树立严谨求实的科学态度和科学方法。培养学生初步的实验设计能力。 巩固化学用语，复习氧化还原知识及离子反应知识。
理论分析 钠与水的反应中，钠失电子，作还原剂，表现还原性，试画出钠的原子结构示意图，分析其原因。 最外层一个电子，易失去，表现还原性。 进一步从理论分析钠具有还原性的原因，了解结构决定性质的化学原理，为其它金属的学习建立基础。
过渡 钠具有还原性，那么它能否与常见的氧化剂O2反应呢？
实验探究 钠与氧气的反应。 切一小块钠，观察断面的变化，把一小块钠放入坩埚中加热，仔细观察有何变化。 通过学生亲自动手操作能够培养学生动手操作能力，提高观察能力
理 论 分 析 【提问】切开钠的断面有何变化，为什么？钠与氧气加热条件下反应的实验现象？ 写出钠与氧气反应生成淡黄色过氧化钠的方程式。请学生标出电子转移数目与方向。 【讲述】反应物同样是钠与氧气，但是条件不同，产物不同。 切开金属钠的断面，能观察到金属银白色的光泽，但光泽很快变暗，重新变成灰白色。（易被氧化４Na＋O２=２Na２O）剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成一种淡黄色的固体。（有的略带黑色）失2e-，化合价升高，被氧化 得2e-，化合价降低，被还原 巩固氧化还原反应旧知识 明白反应条件对结果的影响。
实 际 应 用 【提问】1.钠应如何保存？2.钠着火时能否用水扑灭？为什么？3.如果金属钠着火，该用什么灭火？4.如何处理剩下的三只未爆炸的铁桶？【投影】消防员如何处理剩下的三只未爆炸的铁桶：5小时奋战排险 竿拨筐装 打捞成功 思考并回答 能根据新学知识指导生活生产实际
课堂总结 本节课通过实验探究学习了钠的有关性质。 聆听
布置作业 【作业】1.请你设计检验钠和水反应生成气体的装置图. 2.根据钠的结构与性质，预测金属单质镁、铝、铁的可能性质。
四、教学反思
新课程倡导以“主动参与，乐于探究，交流与合作”为主要特征的学习方式。在本节课的教学中，我力图尝试指导学生使用这种方式进行学习，让广大学生不但要“学会”，还要“会学”、“乐学”，当仁不让的成为教学活动的主体。不但要授人以鱼，还要授人以渔，更重要的是让学生掌握这种“渔”的过程。
当然本节课还存在着许多的缺点和不足，比如如何引导学生更加富有学习化学的热情，如何强化学生讨论的有效性等都在今后的教学中应该注意，不使教学设计流于形式，达不到实际效果。
附：
炸起千层浪 珠江金属钠“水雷”谜团待解
《北京青年报》 2001年7月11日 有删节
7月7日至9日，若干神秘“水雷”惊现珠江，其中几个发生爆炸，其他的被有关部门成功打捞，在整个过程中幸无人员伤亡。据查，“水雷”为装满金属钠的铁桶，其来源尚在追查中。珠江里是否仍有“水雷”，有关部门也在密切关注。
“水雷”频炸珠江 水柱冲天 有惊无险
7月7日中午，记者得到线索马上赶往广州黄埔大道东东圃石溪路段，交警已经将现场封锁，6辆消防车一字排开。记者在广东正大饲料公司旁边的石溪涌内看到了一个漂浮的白色金属桶，在一旁负责警戒的消防队员说，早上已经有一个同样的金属桶爆炸了，爆炸的威力很大，他们正在研究处理余下“水雷”的办法。
据现场一位围观的群众讲，早上10时多，石溪涌内突然冒起一股白烟，从漂在水面上的一个铁桶内蹿出亮红色的火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。“没想到水里的东西也能着火爆炸。”一位妇女惊讶地说。随后，直到中午，这个铁桶又连续爆炸了多次。爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多白烟飘到了旁边的正大公司里面。
正大公司的一名保安说，飘进公司的白烟内还有许多没有燃烧的残渣，这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还会突然着火，为了防止引起火灾，公司的人只好在烟尘降落的地域喷了许多水，以便引燃这些仍然没有燃烧的东西。“平常我们都是用水灭火，今天却要用水引火。”一位保安笑着说。
为了查清爆炸物的性质，消防队员们不但通过手提电脑查阅危险品的种类，还请来了正处在筹建阶段的广州市消防专家组。从广州市化工集团等单位赶来的化学品专家们初步认定，铁桶内装的是遇水极易燃烧的金属钠。
据悉，7月6日珠江水面上就发现了两个铁桶，其中一个在车陂附近的江面上爆炸了，另外一个则在石溪水面被路过的船只发现。据说，晚上6时45分左右，该船曾经将铁桶打捞上船，本打算清洗过后使用。但是当船员把盖子打开后，桶内马上冒起浓浓的白烟，而且一旦接触了桶内物质，双手立刻感到剧烈地疼痛，于是他们又将桶推到江里。一遇到水，这个桶就爆炸了。所幸当事的船员伤势并不严重，而该船只也在爆炸发生前逃离现场，没有发生危险。
5小时奋战排险 竿拨筐装 打捞成功
怎么处理漂浮在石溪涌内的桶装金属钠，成了一个很大的难题。首先，处在水中的铁桶，随时可能因为泄漏而爆炸，其次，即使是安全地将桶捞上来，由于空气中有水蒸气，金属钠遇到后仍然可能发生爆炸。7月7日从中午直到下午3时多，消防、民警、专家们凑在一起紧张地研究对策。
下午4时左右，消防队员开始行动，他们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。
4时15分，一切准备就绪，打捞工作正式开始。一位消防队员用长长的竹竿小心翼翼地将铁桶拨到岸边，但是由于水流较急，铁桶被冲开了。4时30分，消防队员将箩筐放了下去，在四五个消防员和民警的帮助下，铁桶终于被装进了筐内。在两根竹竿和三条缆绳的协助下，铁桶被捞上来了。到下午5时多，3桶没有爆炸的金属钠终于被送到了安全的地点。
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金属的化学性质
一、基本说明
1.教学内容所属模块：《化学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1课时
5.教学时间：45分钟
二、教学设计
◆教学目标：
1．知识和技能目标：
以活泼金属钠为代表，了解金属的主要性质，并学会药品的取用、加热等基础实验操作方法。
2．过程与方法目标：
通过观察、分析实验现象，初步学会实验观察的方法。
通过对钠跟氧气的反应等实验的探究，体验实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。
3．情感态度和价值观目标：
通过对金属钠性质的科学探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘。
通过“珠江水雷”材料的介绍，学会用知识解决实际问题的能力。
◆内容分析：
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，化学性质只提及铝与氧的反应，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“金属的化学性质”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。金属种类选了“钠、铝、铁、铜”，具有代表性：两种主族元素、两种副族元素；一种非常活泼的金属，两种较活泼金属，一种不活泼金属；除钠外，其他三种金属都是常见金属，学生有感性的认识，能与日常生活中金属的应用相结合。
本节的教学重点是：1、钠的氧化反应（与水反应，与氧气反应）；
教学难点是：良好实验素养的养成，包括观察能力，分析能力，猜想能力，推理判断能力，归纳能力等。
◆学情分析：
学生在学习本节内容之前，在初中对元素化合物的知识已经有了一定的认识。但是初中时，学生了解的元素化合物的知识相对比较简单，知识脉络也是比较零散，研究方法受初中知识内容的影响并不是很系统，还未形成元素化合物的分析研究方法。新教材中对元素化合物知识讲述的内容看似零散，但是其中隐含着元素化合物知识的研究方法和思路，其目的是培养学生在学习过程中分析对比、猜想推断、实验设计、归纳总结的能力。学生在前面两章的学习中已经对实验基本操作有了一定的认识，对物质的分类、氧化还原反应的分析有了一定程度的掌握。在此基础上学习这部分内容，学生将会在学习时更加清晰、有条理、系统化，学生自身能力将得到较大的提高。
◆设计思路：
情境分析——假设猜想——实验探究——理论探究——小组讨论——归纳小结
三、教学过程
教学环节及时间 教师活动 学生活动 设计意图
课的引入 【投影】新闻——炸起千层浪 珠江“水雷”迷团待解播放“水雷爆炸”的模拟视频 聆听与思考 观看 设置情境，引入问题，激发学生的探究热情。给予学生更直观的认识。
信息分析 【提问】如果你是一个普通的新闻阅读者，你对新闻中的哪些信息最感兴趣？ 如果你是一位化学爱好者，请你从化学的角度对材料中有关钠的性质做合理的假设和推断。 从新闻中提取有效信息并进行假设、推测，小组进行交流 能将化学信息，按题设情景抽象归纳，并进行推理
【提问】为何金属钠会引发如此威力的爆炸？ 学生思考，并提出可能的假设。 培养学生能根据生活中的现象提出问题的能力
实 验 探 究 【设疑】钠能与水反应吗？【提问】怎样取用金属钠？应取多大的钠块？【提问】推测并实验验证钠与水反应后生成的溶液成分？【讲述】切割钠时，要注意感觉钠的硬度及注意观察切割面处的颜色变化。 用镊子取钠块置于玻璃片上，用滤纸吸干表面的煤油，并用小刀切下绿豆大的一块钠。实验并记录现象交流实验时观察到的现象 通过学生亲自动手操作能够培养学生动手操作能力，提高观察能力 学生根据实验现象对实验进行处理和分析实验得出相应结论。
理 论 分 析 【提问】请同学描述一下在钠与水反应的实验中观察到的现象及原因。 学生回答后，教师投影出钠的物理性质。 【提问】请推测生成的是什么气体，怎样证明呢？ 【实验】：收集并检验钠与水反应生成的气体。【教师演示实验】【练习】请学生书写出钠与水反应的化学方程式并标出电子转移数目与方向。改写为离子方程式 讨论并回答1、金属钠外观像石头，灰白色。钠很软，可以用小刀切开。（硬度小）2、金属钠可以与水剧烈的反应：浮在水面上（密度比水小）、变成光亮的小球（熔点低且反应放热）、四处游动、发出咝咝的声音、有气体产生、有白色烟雾产生等，向生成的溶液中滴入酚酞后变红（生成氢氧化钠）。结论：氢气1、 由元素组成分析2、 由化合价分析3、实验验证学生讨论：设计实验如何收集钠与水反应产生的气体。学生观察。失2e-，化合价升高，被氧化 得2e-，化合价降低，被还2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 通过对实验现象的描述，提高语言表达能力和提取化学信息的能力 验证推测，树立严谨求实的科学态度和科学方法。培养学生初步的实验设计能力。 巩固化学用语，复习氧化还原知识及离子反应知识。
理论分析 钠与水的反应中，钠失电子，作还原剂，表现还原性，试画出钠的原子结构示意图，分析其原因。 最外层一个电子，易失去，表现还原性。 进一步从理论分析钠具有还原性的原因，了解结构决定性质的化学原理，为其它金属的学习建立基础。
过渡 钠具有还原性，那么它能否与常见的氧化剂O2反应呢？
实验探究 钠与氧气的反应。 切一小块钠，观察断面的变化，把一小块钠放入坩埚中加热，仔细观察有何变化。 通过学生亲自动手操作能够培养学生动手操作能力，提高观察能力
理 论 分 析 【提问】切开钠的断面有何变化，为什么？钠与氧气加热条件下反应的实验现象？ 写出钠与氧气反应生成淡黄色过氧化钠的方程式。请学生标出电子转移数目与方向。 【讲述】反应物同样是钠与氧气，但是条件不同，产物不同。 切开金属钠的断面，能观察到金属银白色的光泽，但光泽很快变暗，重新变成灰白色。（易被氧化４Na＋O２=２Na２O）剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成一种淡黄色的固体。（有的略带黑色）失2e-，化合价升高，被氧化 得2e-，化合价降低，被还原 巩固氧化还原反应旧知识 明白反应条件对结果的影响。
实 际 应 用 【提问】1.钠应如何保存？2.钠着火时能否用水扑灭？为什么？3.如果金属钠着火，该用什么灭火？4.如何处理剩下的三只未爆炸的铁桶？【投影】消防员如何处理剩下的三只未爆炸的铁桶：5小时奋战排险 竿拨筐装 打捞成功 思考并回答 能根据新学知识指导生活生产实际
课堂总结 本节课通过实验探究学习了钠的有关性质。 聆听
布置作业 【作业】1.请你设计检验钠和水反应生成气体的装置图. 2.根据钠的结构与性质，预测金属单质镁、铝、铁的可能性质。
四、教学反思
新课程倡导以“主动参与，乐于探究，交流与合作”为主要特征的学习方式。在本节课的教学中，我力图尝试指导学生使用这种方式进行学习，让广大学生不但要“学会”，还要“会学”、“乐学”，当仁不让的成为教学活动的主体。不但要授人以鱼，还要授人以渔，更重要的是让学生掌握这种“渔”的过程。
当然本节课还存在着许多的缺点和不足，比如如何引导学生更加富有学习化学的热情，如何强化学生讨论的有效性等都在今后的教学中应该注意，不使教学设计流于形式，达不到实际效果。
附：
炸起千层浪 珠江金属钠“水雷”谜团待解
《北京青年报》 2001年7月11日 有删节
7月7日至9日，若干神秘“水雷”惊现珠江，其中几个发生爆炸，其他的被有关部门成功打捞，在整个过程中幸无人员伤亡。据查，“水雷”为装满金属钠的铁桶，其来源尚在追查中。珠江里是否仍有“水雷”，有关部门也在密切关注。
“水雷”频炸珠江 水柱冲天 有惊无险
7月7日中午，记者得到线索马上赶往广州黄埔大道东东圃石溪路段，交警已经将现场封锁，6辆消防车一字排开。记者在广东正大饲料公司旁边的石溪涌内看到了一个漂浮的白色金属桶，在一旁负责警戒的消防队员说，早上已经有一个同样的金属桶爆炸了，爆炸的威力很大，他们正在研究处理余下“水雷”的办法。
据现场一位围观的群众讲，早上10时多，石溪涌内突然冒起一股白烟，从漂在水面上的一个铁桶内蹿出亮红色的火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。“没想到水里的东西也能着火爆炸。”一位妇女惊讶地说。随后，直到中午，这个铁桶又连续爆炸了多次。爆炸腾起的白色烟雾有近十米高，还有许多白烟飘到了旁边的正大公司里面。
正大公司的一名保安说，飘进公司的白烟内还有许多没有燃烧的残渣，这些灰白色的物体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还会突然着火，为了防止引起火灾，公司的人只好在烟尘降落的地域喷了许多水，以便引燃这些仍然没有燃烧的东西。“平常我们都是用水灭火，今天却要用水引火。”一位保安笑着说。
为了查清爆炸物的性质，消防队员们不但通过手提电脑查阅危险品的种类，还请来了正处在筹建阶段的广州市消防专家组。从广州市化工集团等单位赶来的化学品专家们初步认定，铁桶内装的是遇水极易燃烧的金属钠。
据悉，7月6日珠江水面上就发现了两个铁桶，其中一个在车陂附近的江面上爆炸了，另外一个则在石溪水面被路过的船只发现。据说，晚上6时45分左右，该船曾经将铁桶打捞上船，本打算清洗过后使用。但是当船员把盖子打开后，桶内马上冒起浓浓的白烟，而且一旦接触了桶内物质，双手立刻感到剧烈地疼痛，于是他们又将桶推到江里。一遇到水，这个桶就爆炸了。所幸当事的船员伤势并不严重，而该船只也在爆炸发生前逃离现场，没有发生危险。
5小时奋战排险 竿拨筐装 打捞成功
怎么处理漂浮在石溪涌内的桶装金属钠，成了一个很大的难题。首先，处在水中的铁桶，随时可能因为泄漏而爆炸，其次，即使是安全地将桶捞上来，由于空气中有水蒸气，金属钠遇到后仍然可能发生爆炸。7月7日从中午直到下午3时多，消防、民警、专家们凑在一起紧张地研究对策。
下午4时左右，消防队员开始行动，他们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。
4时15分，一切准备就绪，打捞工作正式开始。一位消防队员用长长的竹竿小心翼翼地将铁桶拨到岸边，但是由于水流较急，铁桶被冲开了。4时30分，消防队员将箩筐放了下去，在四五个消防员和民警的帮助下，铁桶终于被装进了筐内。在两根竹竿和三条缆绳的协助下，铁桶被捞上来了。到下午5时多，3桶没有爆炸的金属钠终于被送到了安全的地点。
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