化学自习室移动版

首页>名家专栏>小闪哥专栏>教材分析>

教材分析(必修一):钠及其化合物

给学生带来体验和经历,是化学中物质的性质教学中非常重要的一种教学思想。记忆得到的性质感受是缺少生机的,体验得到的性质感受是活灵活现的。

1、要学会研究一种物质的几个步骤

(1)研究结构,预测化学性质(或物理性质)

(2)观察物理性质。

(3)研究化学性质。

(4)思考用途。

2、要学会如何研究物质的化学性质

让这种物质与不同类别的化学物质去反应。同类别的物质具有相似的性质,可以进行知识的扩展。

化学物质的类别包括金属、非金属、氧化物、酸、碱、盐反应。

3、钠

(1)钠的结构:

单质钠由钠原子组成的。Na的原子结构中最外层有1个电子,很容易失去。

推理出:钠的化学性质很活泼,在反应中表现出很强的还原性和金属性。

(2)钠的物理性质:

【实验】观察钠的切割,钠的外观。注意钠的存放环境。

现象:得到钠的颜色为银白色,有金属光泽。钠的状态为固体。钠的硬度低。

通过钠的加热实验得到钠的熔点低。

通过钠与水的反应实验得到钠的密度比水小。

(3)钠的化学性质:

①与非金属单质O2的反应:

【实验】观察钠切割后的变化。

现象:得到钠与空气中氧气很快反应,生成Na2O:4Na+O2=2Na2O。

很多金属与氧气不能快速反应,说明钠的还原性很强。

【实验】观察钠在空气中的加热。

注意实验仪器:三脚架、泥三角、坩埚。

现象:先熔化,后剧烈燃烧,有黄色火焰,生成淡黄色固体。指出此固体为Na2O2:2Na+O2教材分析(必修一):钠及其化合物Na2O2

继续思考和推理:其它金属没听说过生成过氧化物,可能与钠的活泼性强有关。K和Ca点燃也可能生成过氧化物(让学生自己解决)。

指出Na与Cl2、S、Br2、I2等都反应,生成正常价态的化合物。

②与氧化物H2O的反应:

【探究实验】观察钠与水反应,注意仔细观察现象,要细致,要全面。

教材分析(必修一):钠及其化合物

现象:熔化,浮在水里,到处游动,有声音,酚酞溶液变红。

对每一个现象做出解释:反应放热,钠的密度比水小,有气体生成,反应剧烈,有碱生成。

推理方程式:根据氧化还原反应的道理,推理出气体为H2

2Na+2H2O=2NaOH+H2

继续思考和推理:钠与水能反应是因为钠活泼,比钠更活泼的K和Ca应该也能与水反应,方程式应该也与钠的类似。

继续思考:钠为什么保存在煤油或石蜡油中?因为钠与空气中氧气快速反应,钠与水也能剧烈反应。

钠失火应该怎么灭火?不能用水,用干燥沙土。

钠与水能剧烈反应,而很多金属与水不能反应,说明钠还原性很强。

③与酸溶液的反应

思考得:先和酸反应,如果钠有剩余,还和水反应。

钠与盐酸反应:2Na+2HCl =2NaCl +H2↑。

如果剩余Na:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。

注意钠与酸反应的宏观的先与后,微观的先与后的区别。

宏观的先与后,是先和酸反应,再和水反应。

微观的先与后,应该是先主要和水反应生成NaOH(可能会有少量的H同时与钠反应),生成的NaOH立刻被酸中和,消耗完酸后,剩余的Na继续与水反应。

④与盐溶液的反应

思考得:先和水反应,生成的NaOH,NaOH再和某些盐反应。

这与一般的活泼金属和不活泼金属盐溶液的置换反应不同。

【实验】钠与CuSO4溶液反应:

现象:有蓝色沉淀立刻生成,无红色物质出现。蓝色沉淀在反应过程中或放置一段时间后局部有黑色出现。

2Na+2H2O =2NaOH+H2

2NaOH +CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4

合起来得到:2Na+2H2O +CuSO4= Cu(OH)2+Na2SO4+H2

黑色物质是因为Cu(OH)2很不稳定,在水溶液中受热或见光就会分解:Cu(OH)2教材分析(必修一):钠及其化合物CuO+H2O。

练习:钠与FeCl3溶液的反应

(4)钠的用途:教材中没有涉及。

4、Na2O与Na2O2

Na2O代表的是活泼金属的碱性氧化物的性质。Na2O2代表的是过氧化物的性质。

可以采用表格法,产生对比,有利于快速学会。

(1)Na2O

①Na2O的结构:2个阳离子Na和1个阴离子O2-构成。

②Na2O的物理性质:白色固体。

③Na2O的化学性质:活泼金属的碱性氧化物,与水、酸性氧化物、酸等能反应。

Na2O+H2O =2NaOH

Na2O+CO2=Na2CO3

Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O

④Na2O的用途:教材无表述。

(2)Na2O2

①Na2O2的结构:2个阳离子Na和1个阴离子O22构成。O的价态为-1,属于不常见价态。它是过氧化物,不是碱性氧化物。

②Na2O2的物理性质:淡黄色固体。

③Na2O2的化学性质:O的价态为-1,不常见价态,有强氧化性或强还原性。

A、与SO2的反应:

推理:SO2是强还原剂,Na2O2体现强氧化性,Na2O2+SO2=Na2SO4。在此反应中Na2O2得到2e-

B、与水的反应【实验】

现象:有大量气泡产生,带火星的木条靠近气体后复燃。

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

思考和分析:H-2O中元素的价态常见,没有强氧化性或强还原性。Na2O2既不能氧化水,也不能还原水。Na2O2中2个O(-1)相互氧化还原,1个变为O(-2),1个变为O(0),变为Na2O和1/2 O2。生成的Na2O和H2O反应生成NaOH。1个Na2O2转移1个e-

【实验】Na2O2与CO2的反应(棉花团)

现象:棉花团燃烧。(反应放热,产生氧气)

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

思考和分析:CO2中元素的价态常见,没有强氧化性或强还原性。Na2O2既不能氧化CO2,也不能还原CO2。Na2O2中2个O(-1)相互氧化还原,变为NA2O和1/2 O2。生成的Na2O和CO2反应生成Na2CO3

④Na2O2的用途:在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。

对比表格如下

教材分析(必修一):钠及其化合物

Na2O2溶于酚酞溶液时,不仅使溶液变红,还能使溶液褪色,Na2O2因为强氧化性有漂白作用。

5、焰色试验

(1)什么是焰色试验?用化学物质改变火焰颜色的试验。如节日烟花中各种颜色的呈现。

利用一些特殊的金属元素,就可以改变颜色。

这是一种物理性质。单质和化合物都可以呈现。

不是所有金属都使火焰改变颜色,像Pt、Fe等就不能。

(2)一些金属的焰色:

教材分析(必修一):钠及其化合物

(3)如何进行焰色试验

【实验】钠、钾的焰色试验:

①将铂丝(或铁丝)在酒精灯外焰上烧至与原来火焰的颜色相同。

②用铂丝蘸取碳酸钠溶液,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。

③用盐酸洗净铂丝。

④在酒精灯外焰上烧至与原来火焰的颜色相同。

⑤用铂丝蘸取碳酸钾溶液做同样的实验,此时要透过蓝色钴玻璃观察。

6、Na2CO3与NaHCO3

Na2CO3代表的是(可溶性)碳酸盐的性质。NaHCO3代表的是碳酸氢盐的性质。

采用表格法,产生对比。

【实验】先看视频实验《Na2CO3与NaHCO3的性质》,包括两种物质的状态观察,遇少量水的现象,加一定水的溶解情况,溶液中加酚酞的现象,热分解实验对比,与盐酸反应的快慢对比。再填写表格。

教材分析(必修一):钠及其化合物

7、Na2CO3向NaHCO3的转化

(1)初中老师讲过澄清的石灰水中通入过量的CO2,浑浊又会变澄清。反应原理如下:

CaCO3+H2O + CO2=Ca(HCO3)2

(2)Na2CO3溶液中通入CO2也会发生类似反应。

Na2CO3+H2O + CO2=2NaHCO3

(3)饱和Na2CO3溶液中通入CO2会产生晶体。

Na2CO3(饱和)+ H2O + CO2=2NaHCO3

8、侯氏制碱法

(1)介绍侯氏制碱,主要是介绍侯德榜的伟大。

①1921年获得美国博士,然后像钱学森一样毅然回来报效祖国。

②他发明了新的联合制碱法,比索尔维制碱法更好。

③索尔维:因为制碱而成为富豪,他重视知识和人才交流,组织了多届著名的世界级物理化学会议——索尔维会议。

④侯德榜将自己的研究成果公布于全世界,他的世界观很伟大。

⑤报效祖国的价值观和人生观是人的一生爱学习、有成就有意义的一种强大的内在驱动力量。

(2)侯氏制碱法(联合制碱法)的第一个关键反应是:NaCl+H2O+CO2+NH3=NH4Cl+NaHCO3

2NaHCO3教材分析(必修一):钠及其化合物 Na2CO3+H2O+ CO2

第一个反应的设计非常有智慧。NaCl、H2O、CO2原料常见且便宜。NH3虽然不便宜,但它可以用来制氮肥,而此反应正好将NH3转化为肥效相当、方便运输的固态氮肥。

第二个反应中生成的CO2可以循环利用。联合制碱的原料利用率非常高。

9、简单的过量问题(滴加问题)

(1)Na2CO3溶液中滴入盐酸,反应的现象是开始不产生气泡,一段时间后开始产生气泡。

盐酸中滴入Na2CO3溶液,反应的现象是立刻产生气泡。

分析一下原因:CO32与H反应生成H2CO3(H2O +CO2)时,如果H较少,会生成HCO3。如果H较多,会生成H2CO3(H2O +CO2)。

①Na2CO3溶液中刚开始滴入盐酸时,H较少,发生反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl。

当Na2CO3全部转化为NaHCO3时,再发生反应NaHCO3+HCl=H2O +CO2↑+NaCl。

②盐酸中刚开始滴入Na2CO3溶液时,H较多,发生反应Na2CO3+2HCl= H2O +CO2↑+2NaCl。

所以,Na2CO3与盐酸的反应有两种情况:

Na2CO3+2HCl(过量)= H2O +CO2↑+2NaCl

Na2CO3+HCl(少量)= NaHCO3+NaCl

(2)NaOH溶液与CO2反应的过量问题

CO2+H2O相当于H2CO3,H2CO3是二元酸,有2个显酸性的H。当碱少时,会生成NaHCO3。当碱多时,会生成Na2CO3

在NaOH溶液中通入CO2时,开始的反应为CO2+2NaOH(过量)= Na2CO3+H2O。

在盛满CO2的容器中滴入NaOH溶液时,开始的反应为CO2+NaOH(少量)= NaHCO3

10、关于计算

化学中很多计算都不只是计算数据的问题,更重要的是理解明白化学过程的问题。

(1)关于NaHCO3受热分解的差量计算

不要急于介绍“差量法”。

要思考质量出现变化的原因。或者从2NaHCO3变成Na2CO3质量在减小的角度,或者从生成水蒸气和CO2而挥发掉的角度。

(2)关于NaHCO3、Na2CO3及混合物与盐酸反应生成CO2的图像分析问题

教材分析(必修一):钠及其化合物

此问题很难,需要知道Na2CO3与盐酸反应的过量问题、NaHCO3和Na2CO3的混合溶液谁先反应的问题、NaOH和Na2CO3的混合溶液谁先反应的问题、反应中数量及叠加的问题。

11、关于实验

(1)关于钠与水反应实验,最好做演示实验。

如果要做学生实验,一定要到实验台上,穿实验服,戴护目镜,开通风等。曾经出现有学生将溶液撒到书本上,有学生将较大块的钠放入水中,有学生将钠放在带水的锥形瓶中,有学生在地面上洒落碎片钠,有学生将碎末状的钠扔到垃圾筒中,有学生被特殊气味熏得迷糊,有学生的衣服被腐蚀损坏等问题。

(2)教材中的各种实验,如果时间允许,不危险的实验,尽量做学生实验,有危险的实验,可以做演示实验。学生更愿意参与的是真实实验,而不是看视频实验。

(3)如果条件不允许,那也要看视频实验。实验是学生对化学的强大兴趣所在。兴趣才是最好的老师。

(责任编辑:化学自习室)
说点什么吧
  • 全部评论(0
    还没有评论,快来抢沙发吧!
    相关文章
    作者其他文章
    最近关注
    热点内容
    公益广告