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金属钠的性质与应用高一化学教案
来源查字典化学网| 2020-11-18 发表| 化学教研分类:教学设计

化学教研

专题2 第2单元 钠、镁及其化合物

第2单元 课时1

金属钠的性质与应用

一、学习目标

1.知道钠的物理性质和用途。

2.掌握钠的化学性质。

3.建立钠原子结构决定金属钠的性质的思想。

4.在实验过程中,体验化学的魅力和科学研究的方法。

二、教学重点及难点

钠的物理性质和化学性质。

三、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。

四、教学过程

[情景导入]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。(ppt 2)

[板书] 2NaCl 2Na+Cl2

钠原子和钠离子的原子结构示意图。

[思考与讨论]对比钠原子和氯原子的结构,推测金属钠可能的性质。

[观察与思考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。

[板书] 一、钠的物理性质(ppt 3)

银白色金属,质软,密度比煤油大、0.97g/cm3。

二、钠的化学性质

1.可与氧气发生反应

4Na+O2=2Na2O

白色

[观察与思考2] 将一小块金属钠放在石棉网上加热,观察现象。

[板书]

2Na+O2 Na2O2

过氧化钠,淡黄色

[叙述]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。

[观察与思考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。

[板书] 一、钠的物理性质

熔点低,97.8℃。

二、钠的化学性质

2.可与水发生反应

2Na+2H2O=2NaOH+H2

[思考与讨论]通过对实验的讨论,能解决下列问题:

1.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)

[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] 三、钠的用途(ppt 4)

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+4Na Ti+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] 四、氧化钠(ppt 5)

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

[练习](ppt 6~9)

1.金属钠应保存在( )

A.空气中 B.水中 C.煤油中 D.密闭容器中

答案:C。

2.钠应用于电光源是因为( )

A.钠很软 B.高压钠灯发出的黄光射程远,透雾力强

C.是一种强还原剂 D.那燃烧发出黄色火焰

答案:B。

3.钠与水反应时产生的现象是( )

①钠浮在水面上; ②钠沉在水底; ③钠熔化成小球; ④钠迅速游动逐渐减小,最后消失; ⑤发出嘶嘶的声音; ⑥滴入酚酞后溶液显红色。

A. ②③④⑤ B. ①②③④⑤⑥ C. ①③④⑤ D. ①③④⑤⑥

答案:D。

4.将2.3g钠放入100g水中,所得溶液的质量分数是(不考虑水的挥发)( )

A.等于2.3% B.等于4% C.大于2.3% ,小于4% D.不能确定

答案:B。

5.将1克的下列金属,分别与足量的盐酸反应,放出氢气最多的是( )

A.锌 B.铁 C.铝 D.钠

答案:C。

6.关于Na原子和钠离子的下列叙述不正确的是( )

A.它们相差1个电子层 B.它们的化学性质相似

C.钠原子的半径比钠离子大 D.它们核内的质子数相同

答案:B。

7.一块表面已被氧化的钠,质量为10.8g,将其放入100mL水中,可收集到标准状况下2.24L气体,则钠元素的质量分数为?

答案:钠元素的质量分数为42.6%。

第2单元 课时2

碳酸钠的性质与应用

一、学习目标

1.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质。

2.运用对比实验方法比较碳酸钠和碳酸氢钠的性质。

3.了解碳酸钠和碳酸氢钠在生产、生活中用途。

二、教学重点及难点

重点:碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质。

难点:碳酸钠和碳酸氢钠在化学性质上的差异。

三、设计思路

由药片溶于水产生气泡的现象引入钠的碳酸盐,在比较了碳酸钠与碳酸氢钠物理性质的基础上,通过类比碳酸钠与碳酸钙的方法学习碳酸钠的化学性质,进而通过对比实验探究碳酸钠与碳酸氢钠化学性质的异同,利用两者的性质介绍其在生产、生活中的用途,并解释药片溶于水产生气泡的原因。

四、教学过程

[情景导入]用维生素C泡腾片溶于水,药片迅速溶解并产生大量气泡的实验现象,引起学生探究碳酸氢钠性质的兴趣。将主题引导到钠的碳酸盐性质的研究。(注:维生素C泡腾片中含有碳酸氢钠和酒石酸氢钾。)

[板书]Na2CO3,俗名:纯碱。

NaHCO3,俗名:小苏打。(ppt 2)

[活动与探究1]取适量的碳酸钠和碳酸氢钠的样品于小烧杯中,进行溶解性实验。

一、碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质

Na2CO3:白色固体,可溶于水。

NaHCO3:白色固体,可溶于水。(ppt 2)

[过渡]碳酸钠、碳酸氢钠与碳酸钙、碳酸氢钙同为碳酸盐,它们在化学性质上是否会有相似之处呢?现在以碳酸钠为例,进行研究。

[活动与探究2] 在两支试管中分别取2~3mL澄清的石灰水和氯化钙溶液,再分别向上述两支试管中滴加碳酸钠溶液,振荡,观察实验现象。学生在实验中训练实验的设计、操作、观察和分析能力。总结出碳酸钠的主要化学性质,并能归纳出碳酸钠与碳酸钙在性质上的异同。

[板书]二、碳酸钠的化学性质(ppt 3)

1.能与某些碱反应

Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH

2.能与某些盐反应

Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl

[活动与探究3] 组装如P51实验2的装置,将滴管中的浓盐酸加入瓶中,观察实验现象。

[板书]3.能与某些酸反应

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

俗名:小苏打

[活动与探究4]用pH计或pH试纸测制得的碳酸钠溶液的pH值。

[活动与探究5] 在一只烧杯中加入50mL 前面配置好的碳酸钠溶液,用酒精灯加热至接近沸腾。将一小块沾有油污(植物油或动物脂肪)的铜片浸入碳酸钠溶液中,静置约2min。用镊子将铜片从溶液中取出后,用水冲洗干净。与另一块沾有相同油污浸入清水的铜片作比较。

[板书]4.碳酸钠溶液呈碱性。

热的纯碱溶液可以去除物品表面的油污。

[叙述]这是利用了油脂在碱性溶液中发生的水解反应,虽然这个反应很多人都不知道,但是这个反应在生产生活中的应用却十分广泛。比如碳酸钠可以用来制肥皂、洗涤剂等,就是利用了它的去污能力。

[设问]碳酸钙和碳酸氢钙之间怎样实现相互转换呢?

[思考与讨论]学生可能回答:碳酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙受热分解转换成碳酸钙。

[设问]碳酸钠和碳酸氢钠之间怎样实现相互转换呢?

[思考与讨论]学生可能回答:碳酸钠与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,但是碳酸氢钠受热分解的反应还不知道。

[叙述]碳酸氢钠与碳酸氢钙的化学性质相似,受热时也会分解为正盐、水和二氧化碳,请大家自行写出反应方程式。

[板书] [活动与探究]学生根据活动与探究中给出的碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较表格中的信息,设计实验方案辨别未知的白色固体粉末是碳酸钠还是碳酸氢钠。(ppt 5)

[过渡] 我们已经知道了碳酸钠和碳酸氢钠的有关性质,现在可以解决课前的那个小实验的现象了吗?

[思考与讨论]学生可能要求查看维C泡腾片的说明书,在获得有关成分信息后进行判断。还可能例举出生活中其他的类似现象,比如服用含有碳酸氢钠的胃药后会出现打嗝的现象等。

[过渡]碳酸钠和碳酸氢钠在生产、生活中还有其他用途吗?

[叙述] 四、碳酸钠的应用(ppt 6)

重要的用途之一是制造玻璃。在工业发达的国家,用于生产玻璃的纯碱量,约占纯碱生产总量的40~50%。

在化学工业方面,纯碱可以用作染料、有机合成的原料;在冶金工业方面,可以用于冶炼钢铁、铝和其它有色金属;在国防工业方面,可以用于生产TNT及60%的胶质炸药。

另外,在化肥、农药、造纸、印染、搪瓷、医药等产业也必不可少,特别在生活中,是人们发面做馒头的必需品。

[叙述] 五、碳酸氢钠的用途(ppt 7)

利用碳酸氢钠受热分解的性质,可以在制糕点的时候做发泡剂,也可利用能与酸反应的性质,用来治疗胃酸过多。

[练习](ppt 9~11)

1.下列物质露置在空气中,不能吸收CO2的是( )

A.Na2CO3 B.NaOH C.NaHCO3 D.Na2O

答案:C。

2.下列关于Na2CO3固体和NaHCO3固体性质的有关叙述中正确的是( )

A.在水中溶解性:Na2CO3NaHCO3 B.热稳定性:Na2CO3NaHCO3

C.与相同浓度的盐酸反应的速度:Na2CO3

D.Na2CO3与NaHCO3相互转化的反应是可逆反应

答案:BC。

3.相同物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与过量盐酸反应,下列说法中正确的是( )

A.碳酸钠放出CO2多 B.碳酸氢钠放出CO2多

C.碳酸钠消耗盐酸多 D.碳酸氢钠消耗盐酸多

答案:C。

4.将Na2CO3和NaHCO3的混合物加强热,将生成的气体通入足量的石灰水中,生成CaCO3 20.0g,将残留物加足量盐酸时,生成CO2气体11.0g。试计算原混合物中含Na2CO3、NaHCO3的质量各为多少克?

答案:m(Na2CO3)=5.3g m(NaHCO3)=33.6g

第2单元 课时3

离子反应

一、学习目标

1.理解强电解质和弱电解质的概念。

2.学会书写常见强电解质和弱电解质的电离方程式。

3.理解离子反应、离子方程式的意义,体会科学规律所具有的普遍性意义。

4.掌握离子方程式的书写。

二、教学重点及难点

重点:1.强电解质和弱电解质。2.离子反应、离子方程式的意义及离子方程式的书写。

难点:离子方程式的书写。

三、设计思路

由碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液和氯化钙溶液反应时产生的相同现象引入对其反应实质的研究,在探究电解质在溶液中的存在形式的基础上,继续研究强电解质溶液中的复分解反应实质,学习离子反应方程式的书写方法。

四、教学过程

[情景导入]在上一节课我们学到碳酸钠溶液分别与氢氧化钙溶液和氯化钙溶液反应时,都会生成白色的碳酸钙沉淀,而且都没有其他的反应现象,那么这两个化学反应在本质上是不是一样的呢?要解决这个问题,我们先来看两张图片。(ppt 2)

[活动与探究]P53活动与探究。通过电解质溶液导电的实验现象感受强电解质和弱电解质的区别。探讨灯泡明暗不同的原因。

[设问]那大家有没有想过为什么盐酸是强酸,而醋酸是弱酸呢?为什么氢氧化钠是强碱,而一水合氨是弱碱呢?

[叙述]因为氯化氢在水中完全电离成氢离子和氯离子,而醋酸只有少量的电离成氢离子和醋酸根离子,大部分仍以醋酸分子的形式存在;同样的,氢氧化钠在水中完全电离成钠离子和氢氧根离子,而一水合氨只有少量电离成铵根离子和氢氧根离子,大部分仍以一水合氨分子的形式存在。

像氯化氢和氢氧化钠这样在水溶液中完全电离的电解质叫做强电解质,强酸、强碱和绝大多数的盐都属于强电解质。像醋酸和一水合氨这样在水溶液中只有部分发生电离的电解质叫做弱电解质,弱酸和弱碱都是弱电解质。水是一种极弱的电解质。

[板书] 一、强电解质和弱电解质(ppt 3)

二、电离方程式(ppt 4)

HCl=H++Cl-

NaOH=Na++OH-

HAc H++Ac-

NH3H2O NH4++OH-

H2O H++OH-

[练习]书写氯化钠、硝酸银、碳酸钠、氯化钙、氢氧化钙、碳酸钙、硫酸在水中的电离方程式。

[总结] 电离与溶解的关系,强弱电解质和物质的溶解性没有关系。

[思考与讨论] 学生以氯化钠溶液和硝酸银溶液的反应为例探讨两种强电解质的溶液混合发生反应时,到底发生了怎样的变化呢?体验中掌握离子方程式的书写方法。(ppt 6)

[学生活动]NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3

Na++Cl-+Ag++NO3-=AgCl+Na++NO3-

Cl-+Ag+=AgCl

[叙述]检查一下这个式子,左右两边元素种类是否守恒,原子个数是否守恒,离子所带的电荷总数是否守恒。用这样的式子表示的反应叫做离子反应,这种式子叫做离子方程式。

[思考与讨论]我们知道,碳酸钠与氢氧化钙溶液反应时生成碳酸钙沉淀,现在我们来观察一下方程式中的物质,他们属于哪一种电解质,在水溶液中主要以何种形式存在。

[板书]CO2- 3 +Ca2+=CaCO3

[练习]现在请大家模仿这个方法,写出碳酸钠溶液与氯化钙溶液的离子方程式。

[板书] Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl

2Na++CO2- 3 +Ca2++2Cl-=CaCO3+2Na++2Cl-

CO2- 3 +Ca2+=CaCO3

[叙述]从这两个反应的离子方程式可以发现,碳酸钠虽然与两种不同的物质发生反应,但是在反应中实际发生变化的微粒是相同的,所以我们可以用一个离子方程式表示同一类化学反应,因为它们的反应实质是相同的。现在请大家再举出一些符合CO2- 3 +Ca2+=CaCO3的化学反应。

[练习]请大家写出盐酸与氢氧化钾,稀硫酸与氢氧化钠反应的离子方程式。

[叙述]从这两个反应的离子方程式就可以发现强酸和强碱生成可溶性的盐和水的反应的实质就是H++OH-=H2O。

[练习](ppt 7~9)

一、写出下列反应的离子方程式:

1.醋酸与氢氧化钠反应

2.盐酸与氨水反应

3.碳酸钙与盐酸反应

4.氯气和氢氧化钠反应

二、已知四种物质在水中、液氨中的溶解度(g溶质/100g溶剂)如下表,这几种化合物在两溶剂中能发生复分解反应的方向分别是 和 。

溶剂 溶 质AgNO3Ba(NO3)2AgClBaCl2

水1709.31.510-433.3

液氨8697.20.80

答案:

(1)在水中,有复分反应反应:BaCl2+2AgNO3═2AgCl+Ba(NO3)2

(2) 在液氨中,有复分反应反应:Ba(NO3)2+2AgCl═2AgNO3+BaCl2

第2单元 课时4镁的提取与应用

一、学习目标

1.掌握镁的化学性质。

2.通过制取镁的生产流程,进一步学习从经济角度、绿色化学角度考虑问题的方法;

3.通过海水中化学资源的进一步开发和镁的用途介绍,将化学理论学习和工业生产、生活相结合,提高开发海洋资源的兴趣和探索精神,在进一步感悟到人类在享受大自然赋予的财富的同时,应该树立环保责任意识,感悟人与自然和谐相处的重要性。

二、教学重点及难点

重点:镁的化学性质;从海水中提取镁的步骤和原理。

难点:从海水中提取镁的原理;镁的化学性质。

三、设计思路

通过复习海水中含有的主要盐类引出本节课要研究的主题:通过理论分析与资料阅读解决怎样从海水中提取氯化镁和怎样将氯化镁转换为金属镁两个主要问题,通过实验探究认识金属镁的性质和用途。

四、教学过程

[情景导入]我们已经知道如何从海水中提取氯、溴、碘的单质,这些物质的制备都依赖于从海水中提取的氯化钠,我们来回顾一下海水中含有的主要四种盐类,浓度仅次于氯化钠的是氯化镁,从海水中提取氯化钠后所得的母液中,氯化镁的浓度较高,那我们怎样将储量巨大的氯化镁从海水中提取出来呢?(ppt2~3)

[思考与讨论]氯化镁可以用来制取生产、生活中需求量很大的金属镁,怎样从海水中提取氯化镁?怎样将氯化镁变成我们需要的金属镁?

[阅读与讨论]阅读书本P55~56有关镁的提取过程的原理和流程,解决诸如下列问题:

1.工厂为何建在海边?

2.为何不用氢氧化钠来沉淀镁离子?

3.中和操作中处理的是过滤后的滤液,还是沉淀?

[板书]一、镁的提取原理(ppt4~6)

CaCO3 CaO+CO2

CaO+H2O=Ca(OH)2

MgCl2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

MgCl2 Mg+Cl2

[练习]写出前生成氢氧化镁和氯化镁两个化学反应的离子方程式。

[过渡]烟火的图片,制得的金属镁有哪些性质,可以有哪些用途呢?(ppt7~8)

[演示实验] 通过P56的观察与思考中的实验,以及镁带在氮气和二氧化碳气体中燃烧的反应录像,学生观察反应现象,归纳镁的性质。

[板书]二、镁的性质(ppt 9)

1.镁的物理性质

银白色金属,质软,密度小。

2.镁的化学性质

Mg+O2 2MgO,在点燃的时候剧烈燃烧。

2Mg+CO2 2MgO+C

3Mg+N2 Mg3N2

Mg+H2SO4=MgSO4+H2

[过渡]烟火镁元素除了可以带给我们耀眼的烟花外,还有什么用处呢?

[叙述]三、镁的用途(ppt 10)

球型镁粉:镁粉是当今世界高科技领域发展较快,用途较广的有色材料,国内外主要用于国防工业:如可做火箭头,导弹点火头,航天器元部件,及照明弹等;用于冶金工业的铸造、钢铁脱硫;还可用于制造香精、单晶硅、制药等其他工业,具有非常广阔的前景。随着现代工业的迅速发展,它在原材料领域显示了越来越重要的地位。

铝镁合金主要特点:用其压铸的零部件轻薄,具有表面光亮,质量轻,强度重量比高,尺寸稳定性,吸震性好,散热快,抗静电等特点。主要用途:广泛应用于高档家用电器,如壁挂式电视机外壳、笔记本电脑外壳、通讯电子产品、汽车零、部件的制造。用此材料加工制造的产品可100%的回收再利用,符合环保概念。

镁合金主要用途:用于航空、航天、国防工业,汽车工业及制作各种镁合金型材。

镁牺牲阳极主要用途:主要应用于城建中的供排水、煤气、天然气、供暖、热电厂输水、输汽等各类管道;从石油、天然气等产地到炼油厂、各天然气用户等长距离输送管道;储油、储气各种罐体;油、气、水升压泵站;建筑桥梁及其它与水、土壤接触的铁及各类合金等制品。高效镁牺牲阳极是用低铁高纯镁为基通过精炼、合金化、铸造成形,热处理等工艺制取的镁基合金。

镁带:用于贮藏和穿越管道的保护等。

镁棒:用于热水器、锅炉的防腐阻垢。

氧化镁――熔点2800℃,由于熔点很高,常被用做耐高温材料。

[练习](ppt 11~17)

1.下列有关镁的叙述,不正确的是( )

A.空气中点燃镁条,有耀眼白光,故用作照明弹材料

B.镁条能在CO2中点燃

C.MgO虽然密度小,但熔点很高

D.纯MgCl2不易吸水

答案:D。

2.镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料,工业制造镁粉是将镁蒸气在某冷却剂中冷却,下列可作为冷却剂的是( )

①空气 ②O2 ③Ar ④H2 ⑤N2 ⑥H2O

A.①② B.③④ C.③⑥ D.③⑤

答案:B。

3.工业上用制盐剩下的苦卤(主要成分是MgCl2)来制取硝酸镁,下列方案中合理可行的是( )

A.向苦卤中加入AgNO3,滤出沉淀,将溶液蒸干

B.将苦卤蒸发浓缩,再加入AgNO3,把得到的溶液蒸发结晶

C.给苦卤中加入熟石灰,分离出沉淀,用稀硝酸将沉淀溶解,再将溶液浓缩结晶

D.将苦卤浓缩结晶,再进行电解,得到金属镁,用镁和HNO3反应

答案:C。

4.三份等物质的量的金属镁分别在足量的①氧气,②氮气,③二氧化碳中充分燃烧,反应后所得固体质量由大到小的顺序是(填序号) 。

答案: ③②。

5.海水是取之不尽的化工原料资源,从海水中可提取各种化工原料。下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图:

结晶

过滤

海水

粗盐

滤液

Mg(OH)2

NaCl饱和溶液

烧碱和盐酸

MgCl26H2O

Mg

Cl2

MgCl2

加盐酸

浓缩结晶

石灰乳

脱水

电解

电解

精制

贝壳

CaO

煅烧

试回答下列问题:

(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO2-4 等杂质,精制时所用试剂为:盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液,则粗盐溶液中Ca2+、Mg2+、SO2-4 的沉淀形式分别是 。

(2)由海滩上的贝壳制成石灰乳过程中,有关反应的化学方程式为 。

(3)写出电解饱和食盐水的离子方程式 ,若要保证电解后的溶液有恢复为原来的饱和食盐水,则可采取的方法是 。

(4)电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列 气体中冷却。

A.H2 B.N2 C.CO2 D.O2

(5)将电解无水MgCl2制得到的副产品Cl2通入石灰乳中可制得漂白粉,制取漂白粉的化学方程式为 。

答案:

(1)CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4

(2)CaCO3 CaO + CO2CaO+H2O ==Ca(OH)2

(3)2Cl+2H2O == Cl2+ H2+2OH措施是向电解液中通入一定量的HCl气体。

(4)A (5)2Cl2 +2Ca(OH)2 = CaCl2 +Ca(ClO)2 +2H2O


【总结】2013年已经到来,高中的同学也即将进入一系列的寒假春节,小编在此特意收集了寒假有关的文章供读者阅读。

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