实验三 碱金属及其化合物的性质 新课标 人教版

实验三 碱金属及其化合物的性质实验目的 1.通过让学生亲自做钠及其化合物性质的实验，使学生加强对碱金属及其化合物性质的认识。 2.使学生初步学会利用焰色反应检验钾离子和钠离子。 3.培养学生的发散思维能力。实验重点 1.通过实验巩固对钠及其化合物性质的认识。 2.对实验现象的分析及思考。实验难点 1.提高学生的思维能力并初步培养其设计实验和评价实验的能力。 2.对所设计实验能进行简单的评价。实验方法 启发、引导、实验、比较、归纳实验安排 一课时实验用品 投影仪 学生实验用品：烧杯、试管、试管夹、胶头滴管、铁架台、酒精灯、粗玻璃管(10 mm10 mm)、带导管的橡胶塞、药匙、铂丝、蓝色钴玻璃片、玻璃片、滤纸、铝箔、火柴、小刀、水槽、镊子、蒸发皿、细长玻璃管、脱脂棉、气球、钠 Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、CuSO45H2O、KCl的固体及溶液、BaCl2溶液、稀盐酸、酚酞试液、澄清的石灰水实验过程 引言本章我们主要学习了钠及其化合物的性质，本节课我们通过具体的实验来对这些知识加以巩固。 板书实验三 碱金属及其化合物的性质 师本节课我们主要进行以下实验内容 投影一、钠的性质1.钠与水的反应2.钠在空气中燃烧二、过氧化钠的性质1.Na2O2与水的反应2.Na2O2与CO2的反应 三、Na2CO3与NaHCO3的性质1. NaHCO3的不稳定性2. Na2CO3、NaHCO3与酸的反应3. Na2CO3与NaHCO3溶液的鉴别四、用焰色反应检验Na+、K+、Cu2+ 过渡现在，我们就来进行有关钠的性质的实验。板书一、Na的性质1.Na与H2O的反应问怎样取用金属钠?应取多大的钠块? 请一位同学来回答生用镊子取钠块置于玻璃片上，用滤纸吸干表面的煤油，并用小刀切下绿豆大的一块钠。 问怎样证明钠与水反应后生成的溶液有碱性?生向反应后的溶液中滴酚酞，若溶液变红，即证明溶液显碱性。师回答得很好，下面就按以上取钠的方法在小烧杯中做钠与水反应的实验，切割钠时，要注意感觉钠的硬度及注意观察切割面处的颜色变化。 学生操作，教师巡视指导师下面，请一位同学简单描述一下操作时观察到的现象。生钠很软，刚切开时，其表面呈银白色，后在空气中逐渐变暗，投入水中时，钠立即熔成一光亮小球，在水面四处游动，并发出嘶嘶的响声，后消失，向反应后的溶液中滴入酚酞溶液变红。师很好! 问反应时，取用钠块为什么不能太大?钠熔成的小球为什么会在水面上游动?其运动为什么不规则?生钠块太大容易爆炸；在水面游动是由于钠的密度比水小，反应有氢气生成；小球在各个方向上生成氢气的量不均匀，故小球的运动不规则。 师钠与水反应时，因钠的性质很活泼，它跟水反应时放出大量的热，甚至能使周围的水沸腾，因此钠同时也跟水蒸气反应。如果在水面上游动的钠被容器壁上的油污粘住，不能游动，放出的热不易扩散，则会使氢气着火燃烧，最后还会发生小爆炸，使生成的氢氧化钠溶液飞溅出来，造成不良的后果，故做钠与水反应的实验时，一定要注意钠块的用量。 问我们知道，钠与水反应除生成氢氧化钠外，还生成氢气，那么，我们怎样证明钠与水反应产生的气体是氢气呢? 生把生成的气体用小试管收集起来，靠近酒精灯点燃，进行验证。 师收集有氢气的试管靠近酒精灯时，有以下两种操作，应选用哪种?为什么? 投影氢气的检验 生应该用第(2)种，因为氢气密度比空气小得多；若用(1)法，很容易使试管中的氢气逸散到空气中，而不能得出正确的结论。 师很正确。做此实验时，收集氢气的试管中应预先装满水且不能留有气泡，当集满氢气的试管从水中往上提时，注意不要使管口露出水面，否则会使空气混入试管中，使收集到的氢气不纯，点燃时易发生爆炸。 为了收集氢气方便，请大家在水槽中做此实验。 收集H2时，除了可用课本上介绍的方法外，还可用以下方法，请大家自己选择。 投影把一支装满水的小试管倒放入水中，注意试管底部不能有气泡，将小试管慢慢提起至试管口位于液面下O.5 cm1 cm处(注意不要使试管口露出水面)，用镊子夹住一小块绿豆大的钠，迅速使钠进入到倒放在水里的试管口中，收集反应产生的氢气。 学生活动，教师巡视指导 师以上实验大家完成的很好，而且用第二种方法的同学完成实验的速度较快。 现在，请大家按课本上的一、4步骤做钠与氧气反应的实验。 板书2.Na与O2的反应 学生活动，教师巡视 问大家得到的Na2O2从外观上看是否都是黄色?请相邻的小组互相参考、对照。 生不都是黄色，有的发黑，且试管内壁发黑，这是为什么呢? 师发黑的原因是由于操作时未去掉钠块表面的氧化物所致，若钠块表面的煤油未吸干的话。因煤油的不充分燃烧，生成炭黑，从而使黑色更重。 下面，请大家用刚刚得到的Na2O2或直接取Na2O2做Na2O2与水反应的实验，并用带火星的木条和酚酞试液检验生成物。 学生操作。教师板书 板书二、Na2O2的性质 1.Na2O2与水的反应 师请一位同学描述出自己实验时所观察到的现象。 生 Na2O2遇水剧烈反应，生成的气体能使带火星的木条复燃向反应后的溶液中滴人酚酞时。溶液先变红，后褪色。 师这些现象反映了Na2O2的什么性质呢? 生反映了Na2O2可与水反应生成O2和NaOH，且Na2O2具有漂白性。 师很正确!请大家用下面的方法做Na2O2与CO2反应的实验。 板书2.Na2O2与CO2的反应 投影“吹气生火” 1.把少量Na2O2粉末平铺在一薄层脱脂棉上。用玻璃棒轻压使Na2O2进入脱脂棉中。 2.用镊子将带有Na2O2的脱脂棉轻轻卷好，放入蒸发皿中。 3.用细长玻璃管向脱脂棉缓缓吹气。 学生操作，教师巡视指导 师能解释棉花燃烧的原因吗? 生 CO2与Na2O2反应产生O2，并放出大量的热，温度达到棉花的着火点，且有O2助燃，故棉花剧烈燃烧。 师大家回答得很到位! 过渡现在，我们来比较钠的另外两种化合物Na2CO3和NaHCO3的性质。 板书三、Na2CO3与NaHCO3。 师首先，让我们来比较它们的热稳定性。 板书l、热稳定性 师请同学们按P172图14连接好仪器。每组左边的同学在大试管里装上NaHCO3，右边的同学在大试管里装上Na2CO3，然后同时给试管里的固体加热，并比较两者现象有何不同? 注意，实验完毕时，应先将导管从液体中移出，再熄灭酒精灯，以防液体倒吸。 学生活动，教师巡视指导 问给NaHCO3和Na2CO3固体加热时现象有何不同?生 NaHCO3加热可生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，而Na2CO3加热则无此现象。师因此，我们常用加热的方法来鉴别Na2CO3和NaHCO3固体。问做本实验时，是否有同学观察到其他现象? 生甲：加热NaHCO3时，我们先看到石灰水变浑，后又变清，这是为什么呢? 乙：加热Na2CO3时，我们看到导管口也有少量的气泡冒出，那会是什么呢? 问有同学能回答以上问题吗? 生甲所述现象是由于CO2过量之故，即CO2一开始与石灰水反应得到CaCO3而使溶液变浑，继续通入CO2，CaCO3会与CO2在水中反应变成可溶性的Ca(HCO3)2，从而使浑浊现象消失。 乙所看到的气泡并不是Na2CO3分解生成的，而是装置中的空气因受热体积膨胀所致。 师回答得很好，这也告诉我们在做实验时，除了要仔细观察实验现象外，还要认真分析产生各种现象的原因。只有这样，才能使知识得以巩固，并提高我们灵活运用知识的能力。 过渡下面，我们来比较一下Na2CO3和NaHCO3与酸的反应 板书2.与酸反应师下面是大家的预习实验报告中的两种设计方案，请大家比较。 学生思考 问上述两种方案哪一种能更好地反映Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应的情况?为什么? 生方案l：因为方案1既能证明Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应产生CO2气体，还能很明显地看出NaHCO3、Na2CO3与盐酸反应的速率差异。方案2：在观察石灰水变浑浊的现象时，很直接，但在反映两者反应的速率差异时，不明显。师既然这样，我们就“择优录取”。请大家用方案1来做Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的实验。学生活动，教师巡视指导 过渡 Na2CO3、NaHCO3固体我们用加热的方法鉴别，那么，它们的溶液我们又该怎样鉴别呢? 生用CaCl2或BaCl2作试剂。 师实践是检验真理的唯一标准，请大家用BaCl2作试剂分别与Na2CO3、NaHCO3溶液反应，看现象有何不同? 学生活动，教师板书1 Na2CO3、NaHCO3溶液的鉴别 问用BaCl2能把Na2CO3、NaHCO3溶液鉴别开吗?为什么? 生能!因为BaCl2与Na2CO3溶液反应可产生白色沉淀，而与NaHCO3溶液混合却无此现象。 师正确!上述鉴别Na2CO3与NaHCO3溶液的方法，实际上就是CO32-与HCO3-的鉴别方法。 问若我们要鉴别K+和Na+，应用什么方法呢? 生焰色反应。 师很正确，对于碱金属来讲，由于它们形成的盐基本上都是溶于水的，故很难用溶液之间的相互反应来鉴别它们的离子，但用焰色反应却可达到目的。 板书四、焰色反应 问做焰色反应的实验时，铂丝应怎样使用? 生铂丝应用盐酸洗涤后在火焰上灼烧，直至无色为止。 问观察钾元素焰色反应现象时，应怎样观察?为什么? 生应透过蓝色钴玻璃观察，以防其他离子的干扰。 师回答得很好!其实，不仅碱金属和它们的化合物都能呈现焰色反应，钙、锶、钡、铜等金属也能呈现焰色反应。 下面，就请大家用Na2CO3、KCl、CuSO4的固体及溶液分别做焰色反应的实验，并比较它们的不同。 注意，用固体做实验时，可用铂丝蘸一些蒸馏水后再蘸一些盐的粉末，然后进行灼烧。 学生实验，教师巡视指导 问用盐的固体或溶液做焰色反应的实验时，何者现象更明显? 生用固体更明显。 师这是因为溶液中金属离子的浓度较小，容易使呈现的颜色很快消失而不易观察的缘故，因此，做好焰色反应的关键是：铂丝要洗净，避免其他离子的干扰；待测溶液的浓度不能太小。另外，酒精灯芯不能被污染。 问题探究 1.取一支试管，加入15 mL蒸馏水，再加入5 mL苯(=O.87 g/cm3)，静置，取黄豆粒大的金属钠(=O.97 g/cm3)，轻轻放入这支装有水和苯的试管中，试推测能观察到的实验现象是。 学生活动讨论、思考、分析并回答：钠块将落在苯和蒸馏水的界面上，钠与水接触产生气体，使钠上浮，当附着在钠表面的氢气逸出后，钠块又下沉到水和苯的界面上，又发生反应，重复发生上述现象直至钠块反应耗尽，逐渐消失。 2.在实验室里，有一瓶浸在煤油里的钠块，要取用金属钠进行上述实验，取用的操作方法是。 学生活动分析后回答：用镊子取出钠块，用滤纸擦净表面的煤油，在玻片上用小刀切去表面上的氧化层，再切下一小粒备用，余下的钠全部放回试剂瓶的煤油里。 本节小结本节课我们亲自验证了在前边所学的有关钠及其化合物的性质，通过实验既增强了动手能力，又巩固了所学知识，还体会了运用比较的方法进行学习的好处，希望大家在今后的学习中加以运用。 作业书写实验报告，思考问题和讨论。板书设计实验三碱金属及其化合物的性质一、Na的性质 1.Na与H2O的反应 2.Na与O2的反应 二、Na2O2的性质 1.Na2O2与水的反应 2.Na2O2与CO2的反应三、Na2CO3与NaHCO3 1.热稳定性 2.与酸的反应 3.Na2CO3、NaHCO3溶液的鉴别 四、焰色反应教学说明 本节课涉及的实验基本操作并不难，多为学生初中做过的(如排水集气法、加热NaHCO3的实验装置等)或熟悉的，因此，实验的重点应放在对实验现象的思考和分析上，以提高学生的思维能力。由于本节实验课所涉及物质的性质，对学生来讲并不陌生，故可在此基础上要求学生设计一些简单的实验，并能对此作出评价(如Na2CO3、NaHCO3与酸的反应，以提高学生灵活运用知识的能力，同时提高学生的实验能力。问题和讨论 1.在做钠与水反应的实验时，试管中为什么不能有气体?把试管往上提起时，如果试管口露出水面会有什么情况发生? 答案：试管中混入气体，当点燃氢气时，会发生爆炸；把试管往上提起时，如果试管口露出水面，会使空气混入试管中，使收集到的氢气不纯。 2.在NaHCO3加热分解的实验完成时，为什么要先将导管移出烧杯，然后再熄灭酒精灯? 答案：在完成加热碳酸氢钠实验时，如果先熄灭酒精灯，再移去装有石灰水的烧杯，会使烧杯内的冷水倒流而使试管炸裂。 3.做好焰色反应实验的关键是什么? 答案：做好焰色反应的关键是：若用铂丝作试样灼烧的载体，铂