金属钠的性质与应用

金属钠的性质与应用 本节课从四个方面分别就钠的物理性质、化学性质、存在及用途作了论述说明，并安排了有关钠的性质的论证实验。其目的是使学生掌握钠的重要性质，认识钠是一种活泼金属。通过钠的有关性质实验，培养学生观察问题和分析问题的能力。本节课的重点是钠的化学性质，难点是如何引导学生正确观察实验现象，并分析这些现象的本质，对钠的性质作出正确的判断。 本节课采用边实验、边观察、边讨论的教学法施教，有利于丰富学生的感性认识，激活思维，调动学生的学习积极性，使他们主动地参与教学过程，从而全面提高学生的素质。 另外，在教学中，为了避免学生“做实验看热闹”的倾向，教师要及时创设问题情境。帮助学生从错综复杂的现象中有选择地观察和进行认真思考，同时利用一些富有启发性的问题，活跃学生思维，增强学生分析问题、总结问题的能力。教学重点 钠的化学性质。教学难点 对实验现象的观察和分析。三维目标1.了解钠的性质。2.分析钠与水反应的产物，写出钠与水反应的化学方程式。3.通过学生动手实验，培养学生的动手能力、观察能力和思维能力。4.观察实验现象、根据对实验现象的分析形成结论。5.培养学生根据实验现象探究、分析、推理和判断的能力。教学过程导入新课 教师表演化学小魔术：“滴水点灯”(课前在酒精灯灯芯里暗藏一小块钠，实验时用胶头滴管在灯芯内滴一滴水)。师 （引导）在刚才的魔术中，奇妙现象的产生是钠的功劳。大家都知道电解熔融的氯化钠可得到金属钠，在电解熔融氯化钠的过程中发生了氧化还原反应，请大家写出这一化学方程式，并用单线桥法标明反应中电子转移的数目和方向。生 学生书写电解熔融氯化钠的过程中发生的氧化还原反应的化学方程式： 师 （引导）在刚才的小魔术中，为什么能滴水点灯呢?在小魔术中金属钠的作用是什么?钠具有哪些性质呢?推进新课 板 书：金属钠的性质与应用一、钠的性质要想知道其中的奥秘，请按要求完成下列实验。（学生活动）学生完成下列实验探究活动。1.实验操作实验1：用刀切割钠，观察钠切面的颜色、光泽。将钠暴露在空气中，继续观察钠切面颜色、光泽的变化。(或用两块玻璃片挤压用刀切下的一小块金属钠，观察金属钠的颜色和光泽。取走一块玻璃片继续观察钠的颜色和光泽)实验2：将一小块金属钠放在石棉网上加热，观察现象。实验3：在集气瓶中放置一团玻璃棉，将两三粒金属钠放在玻璃棉上，立即向集气瓶中通氯气，观察现象。实验4：将一小粒金属钠投入盛有滴了几滴酚酞试剂的水的小烧杯中，观察实验现象。师 学生完成分组实验，老师巡视辅导。教师在学生进行实验探究时，应及时鼓励学生的实验探究，并指出学生的错误操作，提醒学生实验中剩余的钠必须放回原瓶。生 完成实验记录，填写实验报告单。（展示）学生展示，并描述。实验内容实验现象结论或化学方程式金属钠的物理性质和在空气中颜色的变化银白色光泽、固体，硬度较小。银白色光泽逐渐消失形成白色物质金属钠易被氧化4Na+O2=2Na2O金属钠在空气中燃烧加热燃烧，黄色火焰，生成淡黄色粉末2Na+O2 Na2O2金属钠与氯气的反应有火星发出，得到白色物质2Na+Cl2=2NaCl金属钠与水的反应“浮” 浮在水面“球” 熔化成小球“游” 在水面上不停游动“消” 小球逐渐消失“红” 溶液变红密度比水小，熔点较低，有气体产生，反应较剧烈，有碱性物质生成2Na+2H2O=2NaOH+H2师 请同学们交流讨论实验现象，并根据实验现象总结归纳钠的物理性质和化学性质。将自己的观点与同学交流讨论，将与同学形成的共识写下来。生 通过实验能得出以下结论： 钠的物理性质：银白色光泽、固体，硬度较小，密度比水小，熔沸点较低，导热、导电性良好。 钠的化学性质：钠能与非金属单质反应，能与水反应。 板 书：1.钠的物理性质银白色、有金属光泽的固体，热、电的良导体，质软、密度小、熔点低。2.钠的化学性质钠和非金属单质的反应：2Na+Cl2=2NaCl钠与水的反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2师 根据刚才同学们完成的实验探究，分析思考下列问题：(1)金属钠为什么应保存在煤油中?(2)金属钠暴露在空气中，为什么它的颜色和光泽会发生变化?(3)金属钠与水反应时，生成的气体是什么?用什么样的实验装置能够将钠与水反应生成的气体收集起来并进行检验?(4)金属钠与水反应时为什么滴有酚酞的水溶液的颜色会变红?(5)金属钠与水的反应和金属钠与氯气的反应都是氧化还原反应吗?生 学生畅所欲言，交流实验感受，大胆发表自己的意见。根据实验现象、推测钠的性质。（学生汇报）生1 金属钠在煤油中难溶，密度又比煤油大，会沉于煤油底部，与空气隔绝。生2 金属钠暴露在空气中时，能与空气中的氧气发生反应，金属钠的表面会失去金属光泽，在表面形成一层白色的物质氧化钠。生3 金属钠与水反应生成的气体是氢气。可用一支小试管，用排水法收集产生的气体，移近火焰，若能产生轻微爆鸣声，可以证明生成的气体是氢气。生4 金属钠与水反应生成了氢氧化钠，酚酞遇氢氧化钠溶液变红色。生5 钠与水反应和与氯气反应均是氧化还原反应。因为第一反应是置换反应，化合价发生了变化；第二个反应是有单质参加的化合反应，化合价也发生了变化。师 金属钠有哪些用途呢？请同学讨论归纳。 板 书：二、金属钠的用途（学生活动）学生查阅资料，进行讨论，充分发表自已的意见，形成共识。生 金属钠主要有下列用途：(1)钠钾合金在常温下为液态，可用作原子反应堆的导热剂。Na的熔点为98 ，沸点为883 ，具有较大的液态温度范围。钠不俘获中子，因此钠可用于核反应堆的载热剂。(2)钠单质作还原剂冶炼金属，如冶炼钾、锆、铌、钛、钽等。TiCl4+4Na Ti+4NaCl(3)可用做钠光源。高压钠灯发出的黄光能够穿透云雾，常用作道路和广场的照明，而且在不降低照明度水平的情况下能减少能源消耗，降低对环境的污染，它正逐渐取代高压汞灯。钠灯还可以用于冲洗相片的暗室，因为这种黄光不会使相纸曝光。(4)制备钠的化合物。 板 书：(1)钠钾合金用作原子反应堆的导热剂。(2)钠单质作还原剂冶炼金属，如冶炼钾、锆、铌、钛、钽等。(3)可用作钠光源。(4)制备钠的化合物。师 在工业上怎样来制取金属呢？ 板 书：三、金属钠的工业制法讲述由于钠的化学性质很活泼，这给钠的制取带来了一定的困难。目前，世界上金属钠的生产多数采用电解熔融氯化钠的方法。通常在电解槽中进行。 板 书： 2NaCl（熔融） 2Na+Cl2 电解时氯气在阳极上放出，金属钠在阴极上析出，在电解池中要防止钠和氯气相互接触。课堂小结 这节课主要探究了钠的性质，通过实验加深了对金属钠的了解，同时也了解了金属钠的制备方法。布置作业1.设计若干种方案，观察金属钠与水反应产生的气体。2.将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（ ）A.HCl B.K2SO4 C.CuCl2 D.饱和NaOH溶液3.室温下，氢氧化钠的溶解度为22 g，将多少克金属钠投入100 g水中，可获得该温度下的饱和溶液？4.解释钠投入水中反应产生现象的原因：钠浮在水面_。钠熔化成闪亮的小球_。小球在水面四处游动，并发出嘶嘶声_。钠逐渐变小，最后完全消失_。滴有酚酞的水变红_。练习详解1.答案：(1)可用一支小试管，用排水法收集产生的气体，移近火焰，若能产生轻爆鸣声，可以证明生成的气体是氢气。(2)将金属钠用铝箔包上，并扎若干个小孔，用镊子夹住铝箔，伸入水底。水从小孔进入铝箔，与金属钠反应，产生的气体又从小孔钻出，可清楚观察到从水底有气泡向上浮出。若改用密度更大的金属，如铜片包上金属钠，并扎若干个小孔，直接投入水中，可不用镊子夹持。(3)在试管中盛入少量蒸馏水，其上面加入一定量的煤油，然后投入一小块金属钠。由于金属钠的密度大于煤油而小于水，钠处于煤油和水的交界处，并与水发生反应，可以观察到产生的气体由交界处从煤油层中浮出。点评：本实验只要突破由于金属钠的密度比水小，因而浮在水面上反应的矛盾，就可设计出满足题目要求的实验。2.解析：钠遇水或水溶液均能发生反应置换出氢气，故以上四个选项均能满足题干中有气体放出这一条件。解题的关键在题干的最后“溶液质量减轻”。若投入金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量，则溶液的质量必定减轻。选项A、B中每有23 g钠进入溶液均生成1 g H2，溶液质量增加22 g。C选项中由于钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuCl2反应，析出氢氧化铜沉淀，所以溶液质量减轻。D选项中氢氧化钠溶液是饱和溶液，投入钠后消耗水，析出氢氧化钠固体，溶液质量也减轻。答案：CD点评：对化学反应的认识，既要从定性上知道谁跟谁反应生成什么，还要从定量上知道反应前后质量、体积、能量等变化。3.解析：设投入100 g水中的金属钠的质量为x。2Na+2H2O=2NaOH+H246 36 80 2解法1：在一定温度下，饱和溶液中溶质的质量对应100 g溶剂的比值是一常数，建立比例关系。质量为x的金属钠与质量为 x的水反应，生成质量为 x的氢氧化钠。 解得：x=11.5 g解法2：在一定温度下，饱和溶液的质量分数是常数，由此建立比例关系。质量为x的金属钠与质量为 x水反应，生成质量为 x的氢氧化钠，质量为 的氢气。 解得x=11.5 g解法3：本解法仍是根据饱和溶液中溶质的质量分数是常数建立比例关系，在处理溶液质量时采用简捷的方法，将溶剂和溶入溶剂的反应物的质量总量减去离开溶剂的物质质量(如气体等)。质量为x的金属钠与水反应生成质量为 的氢氧化钠，释放出质量为 的氢气。 解得 x=11.5 g比较三种解法，解法1较为简单。点评：Na跟水反应是中学化学中的重要考点，对它的考查角度很多，同学们应逐步学习积累。一题多解不仅可优化同学们的解题思路，更重要的是可培养同学们的发散求异创新思维能力，这一点在学习中尤为重要。4.钠的密度小于水的密度 钠跟水反应放热，钠的熔点较低 钠与水反应产生气体 钠与水反应剧烈，速率很快 生成了碱板书设计