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研究物质性质的基本方法 黄元东
分类：课题研究 点击：2361 次 发布：2020-10-28
研究物质性质的基本方法
郑州十一中 黄元东
【学习目标】
（1）观察金属钠，简要说出钠的物理性质；
（2）认识钠的还原性，描述钠与水或氧气反应的实验现象和原因，书写相应的化学方程式；
（3）通过钠的有关性质实验以及对实验现象的讨论，激发学生学习化学的兴趣，培养学生观察、实验、科学探究等能力。
【教学重难点】
1、教学重点：钠的化学性质
2、教学难点：钠与水或氧气反应实验现象的观察与分析
【教学用具】 1．多媒体课件 ；2．实验仪器及药品：小烧杯、玻璃片、小刀、镊子、滤纸、酒精灯、钠、蒸馏水、酚酞试液、煤油、稀盐酸溶液、硫酸铜溶液。
【课堂引入】大多数金属具有金属光泽、易导电、导热、有延展性等物理性质。
初中我们学习过金属铁，铁是我们日常生活中常见的金属之一。纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86g/cm3(20℃)，熔点为1535℃，沸点为2750℃。此外，铁有导热性、导电性和延展性。
【教学过渡】本堂课我们就要通过实验探究来学习另外一种金属——钠，认识钠的物理性质并掌握其化学性质。
【探究活动1】学生观察盛放在试剂瓶中的金属钠，并完成实验1：金属钠的切割实验。设置问题引导学生如何正确的取用和切割金属钠，并请学生注意观察实验现象，描述并总结金属钠的物理性质。
图1.保存在煤油中的金属钠
【教师】设问：如何将金属钠从试剂瓶中取出来？取出来之后，能否把一大整块金属钠用于实验？
【学生】回答：用镊子将金属钠从试剂瓶中取出，再用滤纸吸干钠表面的煤油。不能将一大整块金属钠用于实验，应在玻璃片上用小刀先刮去表面的氧化膜，再切下一小块钠（黄豆粒大小）用于实验。
图2.金属钠的取用
【师、生总结】钠的物理性质。颜色状态：银白色有金属光泽的固体；硬度：小，质软；密度：小于煤油。
【探究活动2】金属钠熔点的相对高低
【教师】教师演示实验，请同学们认真观察实验现象，总结结论。
图3.探究金属钠熔点的相对高低
【学生】金属钠熔化了。
【师、生总结】金属钠的熔点低于水的沸点，约为97.8℃
【板书】一、钠的物理性质
银白色有金属光泽的固体；硬度小，质软；ρNa＜ρ煤油，熔点约为97.8℃。
【探究活动3】Na与H2O反应实验探究
【教师】大家都知道，铁露置在空气中容易生锈，是由于铁和空气中的氧气、水等物质作用发生了复杂的化学反应，2Fe+（3/2）O2+nH2O=Fe2O3·nH2O（铁锈）。那么金属钠能与水反应吗？
在《最好的我们》第十一集的剧情中，路星河从化学实验室里偷来了一瓶化学用品，想要潇洒的向耿耿表白，但是却间接的把学校的喷泉给炸了，很多网友想知道路星河把什么倒进了水里产生了反应，下面我就为大家来简单介绍下吧！路星河倒进喷泉里的化学试剂是金属钠，那为什么金属钠可以把学校的喷泉给炸了呢？这是由金属钠的性质决定的。
【教师】播放《最好的我们》中上述视频。
请同学们按照上述钠的取用过程，切一块黄豆粒大小的金属钠投入一只盛有适量水的小烧杯中（滴有1~2滴酚酞溶液），观察实验现象，完成表格1。猜想可能有什么物质生成？设计方案加以验证。最后写出钠与水反应的化学反应方程式。
【学生】先猜想可能的产物：猜想一：有NaOH生成？猜想二：有H2生成？验证方案：酚酞试液变红，说明有碱性物质生成，结合质量守恒定律知该物质是NaOH；小试管收集气体，并移近酒精灯，若有爆鸣声则说明产物有H2，反之。
实验现象 | 一个字概括实验现象 | 原因 |
【教师】ppt上完成这个表格，和学生所填写内容校对。 通过实验3能不能得出钠的更完善的物理性质？
【学生】补充钠的物理性质：钠的密度小于水；熔点低。
【板书】 一、钠的物理性质 ：ρH2O＞ρNa；熔点低。
二、钠的化学性质
钠与水反应：2Na + 2H2O ==2NaOH + H2↑
现象：浮、 熔、 游、 响、 红
【学以致用1】金属钠与盐酸反应
【教师】根据酸的化学通性，金属是可以与酸发生置换反应的。猜想一：金属钠直接与酸溶液发生置换反应；猜想二：金属钠与酸溶液中的水发生反应？我们可以通过实验探究。思考：如何证明猜想一正确，还是猜想二正确？
【学生】将小于绿豆粒大小的金属钠投入一支盛有稀盐酸溶液的试管中（提前滴入1~2紫色石蕊试液）。反应过程中有气泡产生，且若溶液颜色由红变无，则猜想一正确；若溶液颜色由紫变蓝，则猜想二正确。
【教师】请根据实验现象，写出正确的化学反应方程式，并得出结论。
【学生】钠与盐酸反应的化学方程式：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
结论：钠与酸溶液反应时，直接发生置换反应，生成H2。
【学以致用2】
【教师】我国在西汉时期，就已经掌握了湿法炼铜技术，其原理是用铁与硫酸铜反应置换出铜。活泼金属能够把不活泼金属从它们的盐溶液中置换出来。那么Na能置换出CuSO4溶液中的Cu吗？教师完成演示实验，请同学们认真观察实验现象，并描述实验现象。
【学生】根据观察到的实验现象，书写化学反应方程式，并得出结论。
2Na+2H2O==2NaOH+H2 ↑ ；CuSO4+2NaOH==Na2SO4+Cu(OH)2↓
结论：钠与盐溶液反应时不能置换盐中的金属，因为钠先与水反应。
【教师】钠太活泼，化学性质太强，所以金属钠投入溶液中会立即与溶剂水反应生成NaOH，NaOH再与盐发生反应，而不会直接发生置换反应。若非要让K、Ca、Na这类非常活泼的金属与盐溶液发生置换反应，可以在熔融状态下，即把金属加热到熔点以上，变成液态，就可以发生置换反应了。但还要注意隔绝氧气，因为会被氧气氧化，反应条件非常困难。
【教师】钠除了能与水发生化学反应，有没有其他化学性质呢？细心的同学会发现，刚才老师在切钠块时，有同学可能会注意到钠块切面发生颜色变化。这说明什么呢？
【学生】由银白色变暗，失去金属光泽。钠在空气中发生了缓慢氧化。
【教师】你能写出钠在空气中发生缓慢氧化涉及到的化学反应方程式吗？请同学们在纸上尝试着写一下，写完与课件上比对一下。
【学生】4Na+O2=2Na2O
【教师】在化学反应过程中，由于实验条件不同，我们得到的实验现象或结果也有可能不同，是不是这样呢？比如如果我们在空气中加热金属钠，现象和结果是怎样的呢？
【教师演示实验】Na在空气中加热，请同学门认真观察现象，尝试着书写相应的化学反应方程式。
【学生】金属钠先熔化成闪亮的小球，然后剧烈燃烧产生黄色火焰，后生成淡黄色固体。2Na+O2===（加热）Na2O2
【教师】钠除了能跟氧气发生反应外，还能跟其他非金属单质直接发生化合反应。①2Na+Cl2===（点燃）2NaCl；
②2Na+S===（研磨）Na2S；在研钵中研磨会发生轻微爆炸
③2Na+Br2（点燃）===2NaBr；溴化钠可用作镇静剂
④2Na+H2===（点燃）2NaH
【教师】学以致用：钠的用途
PPT演示1.Na-K液态合金做原子反应堆的导热剂；
2.高压钠灯，因黄光射程远，透雾能力强；
3.钠是一种强还原剂，可将钛、锆、铌、钽等金属从其卤化物中还原出来。
【师、生总结】钠的物理性质，化学性质、用途。
【小试牛刀】巩固、练习题。
【板书设计】
一、钠的物理性质
银白色有金属光泽的固体；硬度小，质软；ρH2O＜ρNa＜ρ煤油，熔点低，约为97.8℃
二、钠的化学性质
①钠与水反应 ：2Na+2H2O==2NaOH+H2 ↑
现象：浮、 熔、 游、 响、 红
②钠与氧气反应：缓慢氧化4Na+O2=2Na2O；钠燃烧2Na+O2===（加热）Na2O2
三、钠的用途
【教学反思】①Na的密度探究尽量做对比试验；②应演示钠放在水+煤油中的实验；③Na与Cl2的反应可放在下节课讲；④衔接语言需进一步完善，专业用语需进一步加强。
