鈉堿金屬

時間：2023-05-02 04:32:55 化學教案我要投稿

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鈉堿金屬

§6.1 鈉【教學目標】1.知道鈉的物理性質和用途。2.掌握鈉的化學性質。3.知道燒堿的工業制法和電解的概念。4.培養學生觀察能力以及分析、歸納思維能力，對學生進行科學態度、科學方法的教育和訓練。【重點】：鈉的物理性質和有關的化學性質。【難點】：通過鈉跟水反應的實驗，推測鈉的性質。第1課時【教學過程】: [引言]:在第四、五章里，我們學習了最外層電子數分別為7和6的鹵族元素和氧族元素，它們都是非金屬元素。觀察元素周期表，我們不難發現在107個“席位”中，非金屬元素只占了16個，大部分是金屬元素。我們有必要學習一下金屬元素的知識。這一章，我們先學元素周期表中最左側的一族金屬元素。它們是，它們氧化物的水化物是可溶于水的堿，所以這6種元素稱為堿金屬。[板書]：鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)原子結構示意圖（略）[提問]：堿金屬元素原子結構的共同點。[指出]：堿金屬元素最外層的電子數都是1個，容易失去而達到8電子穩定結構，所以堿金屬元素化學性質很活潑。這節課我們主要討論鈉的性質。[板書]：第六章堿金屬6.1 鈉[介紹]：鈉的存在。[實驗]：6.1（學生據此推測鈉的物理性質。）[板書]：一、鈉1．物理性質銀白色固體，有金屬光澤，很軟，比煤油重，比水輕[實驗]：6.3（學生觀察實驗現象，推測鈉的性質及反應產物）[副板]：浮：鈉比水輕；游：受到推力，說明鈉與水反應生成了氣體，氣體的推力使小球四處游動；響：存在氣流；紅：反應后的溶液呈堿性球：反應放熱，使鈉熔化而變成閃亮的小球，說明鈉的熔點很低。[實驗]；6.4（檢驗反應生成的氣體）[板書]：熔點低。2.化學性質(1)與H2O反應2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑+ Q[實驗]：6.2[板書]：(2)與非金屬反應

點燃2Na + O2 → Na2O2 （淡黃色）

[觀察]：被切開的金屬鈉表面呈銀白色，在空氣中很快變暗。[板書]：常溫下，4Na + O2 → 2Na2O （白色）

點燃

2Na + Cl2 → 2NaCl

點燃

2Na + S → Na2S[提問]：鈉為什么要保存在煤油里？[板書]：(3)與酸反應2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑NaOH + HCl → NaCl + H2O∴2Na + 2HCl → 2NaCl + H2（反應太劇烈，不能用以制取氫氣。）(4)與鹽反應[設問]：鈉與硫酸銅溶液反應產物是什么？[實驗]：[板書]：2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4∴2Na + CuSO4 + 2H2O →Na2SO4+ Cu(OH)2↓+ H2↑3.用途（略）[作業 ]：（略）第2課時[板書]：二、過氧化鈉（Na2O2）電子式：（略）[實驗]：在盛有過氧化鈉粉末的試管里滴幾滴水，用香棒檢驗氣體。[板書]：(1) 2Na2O2+ 2H2O → 4NaOH + O2↑（標出電子轉移的方向和數目）[實驗]：蓬松的棉花上灑上過氧化鈉粉末后，滴一滴水（不能多）。[指出]：該反應是放熱反應，生成的氧氣使棉花燃燒更旺。過氧化鈉是強氧化劑，可以用來漂白織物、麥桿、羽毛等；在呼吸面具和潛水艇里，過氧化鈉還可以供給高空和海底作業人員使用，這是為什么？[板書]：(2) 2Na2O2+ 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑[提問]：a、鈉著火能否用水或二氧化碳滅火器滅火？b、工業上如何制取過氧化鈉？[指出]：過氧化鈉會灼傷皮膚，熔化時與易燃物或某些有機物接觸，立即發生爆炸，使用時注意安全。[過渡]；鈉的另一個重要的化合物是氫氧化鈉，俗名叫燒堿、火堿、苛性鈉，是重要的工業原料。[板書]；三、氫氧化鈉（NaOH）[實驗]：取少許NaOH固體，放在表面皿上，觀察。[板書]：1、物理性質：白色固體，極易溶解于水（易潮解）[指出]：NaOH可干燥某些氣體（除氯氣和酸性氣體CO2、SO2、HCl、H2S等）[提問]：NaOH固體如何保存？[板書]：2、化學性質NaOH→Na+ + OH- ∴NaOH具有堿的通性（略）。[提問]：什么叫電離？[板書]：電離：電解質在水分子作用下或熔化狀態下離解成自由移動的離子的過程。（該過程不需要通電）[講述]：NaOH是重要的化工原料，用以制造其他化工產品、生產紙漿、肥皂和洗滌劑等。[板書]：3、用途：（略）[設問]：既然NaOH這么重要，工業上如何制取NaOH呢？[板書]：4、制法：電解飽和食鹽水(1)電解：直流電通過電解質溶液而發生氧化還原反應的過程。（將化學能轉化成電能）[實驗]：1、電解飽和食鹽水2、檢驗氫氣、氧氣和OH-[分析]：電解過程和電解原理[板書]：(2)電解原理（作圖略）a、陰極：與直流電源負極相連的電極陽極：與直流電源正極相連的電極[講述]：接通直流電源后，在電場作用下，帶正電的鈉離子、氫離子向陰極移動，帶負電的氯離子、OH-向陽極移動。[板書]：b、電極反應陰極上：∵H+比Na+容易得電子∴2H+ + 2e → H2（還原反應）H2O H+ + OH-陰極上H+不斷得到電子形成H2，促進水不斷電離成H+和OH-。由于H+轉化成H2逸出，導致溶液中OH-濃度大于H+濃度。因此在陰極附近，溶液呈堿性，即生成了NaOH溶液。陽極上：∵Cl-比OH-容易失電子∴2Cl- - 2e → Cl2（氧化反應）

通電c、電解總反應：

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑+ Cl2↑(3)陰極上陽離子得電子順序：反“金屬活動性順序表”陽極上陰離子失電子順序：I->Br->Cl->OH->SO42- (NO3-)[練習]：電解氯化銅溶液，寫出電極方程式和總方程式。[介紹]：工業上電解食鹽水的方法[作業 ]：（略） §6.2 酸堿中和滴定【教學目標】1.知道水的離子積。理解溶液的酸堿性和氫離子濃度、氫氧跟離子濃度的關系。2.掌握一元強酸，一元強堿溶液PH值的計算。3.理解中和滴定和原理；掌握中和滴定及其計算。4.掌握酸堿指示劑的選用。5.通過溶液酸堿性的教學，對學生進行對立與統一的觀點教育。通過中和滴定實驗對學生進行實驗測定、數據處理等科學方法訓練和實事求是、一絲不茍的科學態度的培養。【重點】：1.溶液的酸堿性和氫離子濃度、氫氧跟離子濃度的關系。 2. 一元強酸，一元強堿溶液PH值的計算。3. 酸堿中和滴定及指示劑的選用。【難點】：中和滴定原理及操作。第1課時【教學過程】: [引言]:在日常生活中，我們接觸到的大多數溶液往往呈現出不同的酸堿性。例如可樂呈酸性，而茶水呈堿性，肥皂水也呈堿性。溶液的酸堿性與水的電離有著密切的關系。[板書]：一、水的電離H2O + H2O H3O+ + OH-簡寫為：H2O H+ + OH-[指出]：根據精確的實驗證明，由于水分子的相互作用，水能微弱地電離出水合氫離子和氫氧跟離子。水的電離程度很小，是極弱的電解質。常溫下大約5億個水分子中有1個水分子是電離的，電離出氫離子和氫氧跟離子。一定溫度下，純水的氫離子和氫氧跟離子濃度乘積是一個常數。[板書]：1、水的離子積（Kw）Kw =cH+ ·cOH-24℃時，純水中cH+=cOH-=1.0×10-7mol/L∴24℃時，純水中Kw =cH+·cOH-=1.0×10-14[指出]：溫度升高，水分子運動加劇，水的電離程度增大，氫離子和氫氧跟離子濃度增大，Kw增大。[閱看]：P129表6.3（補充；100℃，Kw=1.0×10-12）[指出]：Kw的單位是(mol/L)2。但通常在表達式中不標單位[設問]：一定溫度下，純水中氫離子和氫氧跟離子濃度乘積是一個常數，那么在酸性溶液或堿性溶液中氫離子和氫氧跟離子濃度有著怎樣的關系呢？[板書]：二、溶液的酸堿性和PH值[閱看]：P130表6.4[板書]:1、24℃時，在酸性或堿性的稀溶液里cH+=cOH-=1.0×10-7mol/L2、溶液的酸堿性和cH+、cOH-的關系 24℃中性溶液cH+=cOH-cH+=10-7mol/LcH+·cOH-=1.0×10-14酸性溶液cH+>cOH-cH+>10-7mol/L堿性溶液cH+<cOH-cH+<10-7mol/L[練習]：P131[過渡]：對于cH+很小的溶液，用濃度表示很不方便。化學上常采用cH+的負對數來表示溶液的酸堿性強弱，叫做溶液的PH值。[板書]：3、PH =-lg[H+][例題]：（略）[練習]：（略）[小結]：溶液的酸性越強，[H+]越大，PH值越小；溶液的堿性越強，[H+]越小，PH值越大。[板書]：4、常溫下溶液的酸堿性與PH值的關系中性溶液，PH =7；酸性溶液，PH < 7；堿性溶液，PH >7.[指出]：cH+、cOH-的大小與PH值都可以表示溶液的酸堿性，通常cH+或cOH-<1mol/L時常用PH值表示。[介紹]：PH值的測定與意義[作業 ]；（略）第2課時[引入]：溶液PH值計算有多種類型，這節課我們分類討論各種PH值的求算題目。[板書]：三、PH值的計算1. 基本求算（1）由c求PH例1.[HCl]=0.1mol/L,求PH例2.[NaOH]=0.001mol/L，求PH（2）由PH求c例1. PH=2的硫酸，鹽酸，醋酸，分別求其濃度。2. 強酸或強堿溶液稀釋后求PH例1.10mL 0.1mol/LHCl,PH= ;加水稀釋至100mL后，PH= 例2.10mL 0.05mol/LBa(OH)2,PH= ;加水稀釋至100mL后，PH= [小結]：PH值每增加n個單位，溶液中H+就減少到原來的1/10n, OH-就增加到原來的10n。[板書]：例3. 1mL PH=9的NaOH溶液稀釋至1L，求PH[小結]：酸溶液無限稀釋時，溶液的PH值無限接近7，但小于7堿溶液無限稀釋時，溶液的PH值無限接近7，但大于7[板書]：3.求溶液混合后的PH（V混=V前+V后）（1）強酸混合例1.PH=2，PH=4的兩種強酸等體積混合，求PH。例2.PH=1，PH=5的兩種強酸等體積混合，求PH。[結論]：兩強酸等體積混合，PH混=PH小值+0.3[板書]：（2）強堿混合例1.PH=11，PH=13的兩種強酸等體積混合，求PH。[結論]：兩強堿等體積混合，PH混=PH大值-0.3[板書]：（3）強酸強堿混合例1.PH=2 HCl和PH=10 NaOH混合，求PH。例2.99mL0.1mol/L HCl和101mL0.05mol/L 例3.0.01mol/L H2SO4與0.01mol/LBaCl2等體積混合，求PH。[補充]：例：室溫下，在0.01mol/L的鹽酸溶液中，求水電離出的[H+]。[作業 ]：（略）。第3課時[引入]：上次課，我們著重討論了PH值計算的各類題目。PH=-lg[H+],求PH值關鍵就是求[H+]。求[H+]通常都需要知道待測酸溶液或堿溶液的準確濃度，那么如何測定酸溶液或堿溶液的準確濃度呢？[板書]： HnA + B(OH)n → BA + nH2Oc酸V酸 c堿V堿(已知) (待測)則：c堿=c酸V酸 /V堿四、酸堿中和滴定1、概念：（略）2、測定關鍵（1）準確測定參加反應的兩種溶液的體積[介紹]：滴定管的分類和特點，操作要點（綠皮書P33）[演示]：取20mL標準堿液[板書]：（2）準確判斷中和反應是否恰好進行完全[講述]：各指示劑的變色范圍。一般酸滴定堿，用甲基橙指示劑，終點時由黃色變為橙色；堿滴定酸，用酚酞指示劑，終點有無色變為淺紅色。[板書]：3.操作（綠皮書P33）[強調]：操作要領和注意事項。[演示]：用已知濃度的鹽酸來測定未知濃度的氫氧化鈉溶液。[板書]：4.誤差分析c堿=c酸V酸 /V堿 =0.1/0.020·V酸(1)錐形瓶用水洗滌后，直接盛氫氧化鈉溶液(2)錐形瓶用堿洗滌后，直接盛氫氧化鈉溶液(3)酸式滴定管用水潤洗后，直接注入標準鹽酸溶液(4)酸式滴定管尖嘴部位有氣泡，滴定時氣泡消失(5)滴定時，酸式滴定管漏液(6)滴定后，仰視液面(7)滴定后，俯視液面(8)滴定時，錐形瓶搖動太劇烈，有少量液體濺出[作業 ]：(略)。 §6.3碳酸鈉和碳酸氫鈉【教學目標】1.掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學性質。2.理解鹽類水解概念，掌握鹽類水解規律，知道鹽類水解的應用。3.介紹我國純堿工業的發展，對學生進行愛國主義教育。【重點】：1. 碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學性質。 2. 掌握鹽類水解規律。第1課時【教學過程】:[引言]：在本章第一節內容里，我們學習了鈉的重要化合物——氫氧化鈉。它是重要的強堿，可以和酸性氧化物CO2反應。那么反應的產物是什么？[設問]：當NaOH和CO2的物質的量之比介于1：1和1：2之間，產物是什么？[引入]：在現實生活中，你有沒有遇到使用Na2CO3和NaHCO3的例子？[討論]：學生回答（略）[指出]：這節課我們從它們的本質出發對它們進行系統的研究。[板書]：6.3 碳酸鈉碳酸氫鈉[講述]：碳酸鈉和碳酸氫鈉都是鈉的化合物，都屬于碳酸鹽，但它們的組成是否一致？[指出]：Na2CO3和就像兄弟倆，不僅有大名還有小名，在化學上稱為俗名。Na2CO3俗稱蘇打，NaHCO3俗稱小蘇打，大蘇打是硫代硫酸鈉。[實物投影]：認識了倆兄弟的名字，接下來讓我們來揭開他們的廬山真面目，看看他們的顏色、狀態。[講述]：我們再來了解一下它們的溶解性。鈉鹽都能溶于水，20℃，SNa2CO3 =21.5g/100g 水，SNaHCO3=9.6 g/100g 水，可見，碳酸鈉和碳酸氫鈉都易溶于水，碳酸鈉比碳酸氫鈉溶解度大。[指出]：1份碳酸鈉結合10份水得到碳酸鈉晶體，俗稱石堿，是白色晶體。[小結]：一、物理性質 [實驗]：Na2CO3 NaHCO3分別與鹽酸反應，比較現象。[分析]：NaHCO3與鹽酸反應更劇烈的原因[實驗]：分別對Na2CO3 NaHCO3固體加熱,所得氣體通入澄清石灰水。[提問]：現象，該實驗說明了什么？[過渡]：通過這個實驗，我們可以看出酸式鹽和正鹽之間可以相互轉化。所以Na2CO3 NaHCO3之間有區別也有聯系。通過加堿，它們也可以轉化。[分析]：NaHCO3與堿反應的原因。[小結]：二、化學性質 [討論]：如何鑒別NaCl、Na2CO3、NaHCO3三種固體？[提問]：Na2CO3 NaHCO3在我們日常生活中經常用到，請大家用學到的知識來分析下列用途利用了什么性質。（教材P138思考題）[指出]：Na2CO3 NaHCO3有很多用途，在玻璃、制皂、造紙、紡織、冶金等工業上有廣泛的應用。為了滿足工業需求，化工廠要大規模生產。我國的純堿工業創始于1917年，有著悠久的歷史。[設問]：Na2CO3如何制取？[設問]：NaHCO3如何制取？怎樣用最廉價的原料制取NaHCO3？[引導]：自然界能提供最廉價的原料是海水。如何將NaCl溶液轉化NaHCO3溶液？ NaHCO3中C元素如何解決？二氧化碳在NaCl溶液中溶解度很小，如何增大溶解度？工業生產中，原料氨氣、二氧化碳哪里來？[板書]：三、制備 [提問]：侯氏制堿法利用了NaHCO3的哪些性質？[介紹]：侯氏制堿法的優點和侯德榜。[板書]：四、兩種組分混合物的計算[例題]：把95g Na2CO3、NaHCO3混合物加熱到質量不再減少為止，稱得剩余固體質量是79.5g，求原混合物中Na2CO3、NaHCO3質量各多少?[作業 ]：(略) 第2課時[引入]：純水： cH+ =cOH- PH =7純水中加酸：cH+ > cOH- PH < 7純水中加堿：cH+ < cOH- PH > 7純水中加鹽：cH+ ？cOH- PH ？7[實驗]：6.10[設問]：實驗表明鹽溶液也有酸堿性，那么鹽溶液的酸堿性是否存在一定的規律性呢？[實驗]：6.11[板書]：五、鹽類水解鹽鹽的組成酸堿性水解情況NH4Cl、CuCl2 、Al2(SO4)3強酸弱堿鹽酸性水解Na2CO3、NaAc強堿弱酸鹽堿性水解NaCl、KNO3強酸強堿鹽中性不水解NH4AC弱酸弱堿鹽不一定強烈水解1、鹽溶液酸堿性的規律：“誰強顯誰性”[練習]：（略）[設問]：鹽溶液為什么也能呈現一定的酸堿性呢？[板書]：2、鹽溶液呈酸堿性的原因：例：CH3COONa → CH3COO- + Na+ +H2O H+ + OH- CH3COOH ∵H+與CH3COO-結合生成弱電解質CH3COOH∴H+減少，即水的電離平衡被破壞，cH+<cOH-∴溶液呈堿性[練習]：NH4Cl溶液呈什么性？為什么？[板書]：3、鹽類水解(1)概念

(2)中和鹽類的水解反應是酸堿中和反應的逆反應。

水解酸+堿鹽 + 水 + Q

[指出]：中和反應產生的原因是由于生成極弱的電解質水；鹽類水解產生是由于生成了弱酸弱堿。因為水的電離程度比弱酸弱堿還小，所以上述平衡常常是強烈地移向生成水的一方，因此鹽類的水解程度一般都很小。促進水解的方法：升溫、稀釋。[分析]：CH3COONa、NH4Cl水解過程[板書]：(3)鹽類水解的實質：破壞水的電離平衡[分析]：各類鹽的水解[板書]：(4)鹽類水解的規律：有弱才水解、無弱不水解；越弱越水解，都弱都水解[思考]：為什么強酸強堿鹽不水解？[板書]：4、鹽類水解離子方程式的書寫：水寫化學式，中間用可逆，后無沉氣出，多元弱酸鹽，水解分步寫。NaHCO3：HCO3- + H2O H2CO3 + OH-Na2CO3：CO32- + H2O HCO3- + OH-HCO3- + H2O H2CO3 + OH- Na2CO3的堿性比NaHCO3強[練習]：（略）[板書]：5、鹽類水解的應用(1)判斷溶液的酸堿性和PH值大小(2)判斷離子能否共存(3)比較溶液中各離子濃度大小(4)實際應用a. Na2CO3 K2CO3可用于洗滌，且熱水效果更好b. KAl(SO4)2·12H2O、Al2(SO4)3、FeCl3可凈水c. 酸堿式滅火機里裝有NaHCO3、Al2(SO4)3d. 實驗室配制某些鹽溶液時，加入一定量相應的酸或堿e. 合理使用化肥；改良土壤[作業 ]：(略) §6.4堿金屬【教學目標】1.掌握堿金屬的原子結構特點和性質遞變規律。2.掌握堿金屬的化學性質。3.知道焰色反應及其應用。【重點】：1. 堿金屬的原子結構特點和性質遞變規律。 2. 堿金屬的化學性質。【難點】：堿金屬的原子結構和性質的相互關系。【教學過程】:[引言]：到了本章的最后，我們要對堿金屬的性質加以歸納，類似于歸納鹵族元素和氧族元素。堿金屬包括鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)。鈁(Fr)是放射性元素，不作討論。[板書]：一、堿金屬元素的原子結構和物理性質原子結構示意圖核電荷數電子層數原子半徑對應陽離子半徑原子核對核外電子吸引力Li 增大增加增大增大減弱Na K Rb Cs (1)原子半徑 > 對應的陽離子半徑(2)具有相同電子層數時，r堿金屬 > r氧族元素 > r鹵族元素顏色狀態（常溫）密度熔沸點Li銀白色固體增大減小NaKRbCs略帶金色[指出]：堿金屬單質都比較柔軟，都是熱和電的良導體，有延展性，密度較小，熔點低。結構決定性質！堿金屬最外層只有1個電子，很容易失去而達到8電子穩定結構，是強還原劑。[板書]：二、堿金屬的化學性質

點燃1、與非金屬應反

2Na + Cl2 → 2NaCl2K + Br2 → 2KBr

△4Li + O2 →Li2O

4Na + O2 →2Na 2O 2Na + O2 →Na 2O2[指出]：鉀、銣等與氧氣反應，生成比過氧化物更復雜的氧化物，叫超氧化物。堿金屬與非金屬的反應中，堿金屬都是強還原劑，表現很強的金屬性。[板書]：2、與水反應2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑2K + 2H2O → 2KOH + H2↑[指出]：堿金屬都能與水反應,生成氫氧化物并放出氫氣，鉀與水反應更劇烈，銣和銫遇水就立即燃燒甚至發生爆炸，鋰跟水反應不如鈉劇烈。說明堿金屬的活動性從鋰到銫依次增強。[提問]：請從結構上分析為什么從鋰到銫金屬的活動性依次增強。[講述]：三、堿金屬用途。[實驗]：碳酸鈉、氯化鉀、硫酸銅等鹽的焰色反應[板書]：四、焰色反應1、概念2、鈉鉀鋰銣鈣鍶鋇銅黃紫紫紅紫磚紅洋紅黃綠綠[作業 ]：(略)反思：1、本章教材要求學生以學過的基本概念、基本理論為指導，用學習鹵素、硫的方法來學習堿金屬。教學中要以比較，歸納的方法來理順各部分的知識，使知識融會貫通。2、本章概念多，學生對許多相近的概念容易混淆。電解質溶液這部分內容是高中化學理論的重頭戲，但學生還未真正入門，對電離、水解、電解、溶液酸堿性、中和滴定等內容掌握得不夠理想。因此，在平時的教學中，必須加大訓練量，舉一反三，觸類旁通。3、“實驗10 酸堿中和滴定”要求學生初步學會中和滴定的操作技能，但學生在實際過程中操作不夠規范，涂改實驗數據。在教學過程中要加強數據測定、數據處理、結果分析等科學方法的訓練，培養學生實事求是的科學態度

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