高中化学钠的化合物教案

2021-06-10 教案

　　本节介绍过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠。对于过氧化钠，重点介绍它与水的反应以及与二氧化碳的反应。同时，还简单介绍了过氧化钠的用途。

　　对于碳酸钠和碳酸氢钠，重点介绍它们与盐酸的反应，以及它们的热稳定性。同时，通过对它们的热稳定性不同的介绍，使学生进一步了解碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法。

　　在教学中，充分利用演示实验，通过对实验现象的观察和分析，引导学生共同得出有关结论。对于碳酸钠和碳酸氢钠的教学，采用对比的方法，使学生在比较中学习，有利于他们对所学知识留下深刻的印象，有利于他们理解、记忆知识，也有利于他们掌握正确的学习方法。充分利用教材中的“讨论”及家庭小实验，引导学生运用所学知识解决一些简单的化学问题，提高学生对所学知识的应用能力。

　　●教学目标

　　1.使学生了解钠的重要化合物的性质和用途。

　　2.通过碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验，使学生了解鉴别它们的方法。

　　3.通过氧化钠和过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的学习使学生掌握对比的学习方法。

　　●教学重点

　　1.Na2O2的性质。

　　2.碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法。

　　●教学难点

　　过氧化钠与二氧化碳的反应

　　●教学方法

　　1.运用对比的方法学习氧化钠和过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的性质及有关知识。

　　2.通过实验演示验证过氧化钠、碳酸钠及碳酸氢钠的重要性质。

　　●课时安排

　　一课时

　　●教学用具

　　投影仪

　　小试管、大试管、小烧杯、脱脂棉、胶头滴管、酒精灯、火柴、彩色气球、铁架台、镊子、带导管的塞子(双孔和单孔)

　　Na2O2、NaHCO3、Na2CO3固体；NaHCO3、BaCl2溶液、稀盐酸、石灰水、水、酚酞试剂。

　　●教学过程

　　［导入］实验室钠着火时，用泡末灭火器可以灭火吗？

　　［生］可以。

　　［师］错！这样不仅会灭火，反而会烧得更旺，不信？我就用水和CO2来点火给大家看。

　　［演示实验2—6］用棉花包住约0.2 g Na2O2粉末，放在石棉网上，在棉花上滴加几滴水。

　　［生］观察记录现象：棉花燃烧起来。

　　［补充演示］在一个盛有少量碳酸钠固体的小烧杯中加入稀盐酸，并用镊子夹取蘸有过氧化钠粉末的脱脂棉伸入烧杯上部。

　　［学生活动］观察记录现象：脱脂棉剧烈燃烧。并惊讶：水和二氧化碳真能点火！

　　［师］棉花燃烧果真是水和二氧化碳将其点着的吗？不是，这一切都和钠的一种重要化合物过氧化钠的性质有关，本节课我们就来学习几种钠的重要化合物。

　　［板书］第二节钠的化合物

　　［师］钠的化学性质活泼，其化合物的种类也多，用途也广。初中我们已学过氯化钠和氢氧化钠，本节课主要学习和讨论过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的性质。首先让我们来认识过氧化钠。

　　［板书］一、过氧化钠(Na2O2)

　　［实物展示］放在无色试剂瓶中的过氧化钠

　　［学生活动］观察过氧化钠的颜色和状态：淡黄色的固体粉末。

　　［师］由刚才的实验我们可知，过氧化钠可与水和二氧化碳发生化学反应，那么，它们反应后的生成物是什么呢？

　　让我们通过实验来进行分析。

　　［演示实验2—5］把水滴入盛有Na2O2的试管中，用带火星的木条伸入管口检验。

　　［问］过氧化钠与水剧烈反应生成气体，该气体能使带火星的木条复燃，这说明有什么生成？

　　［生］有氧气生成。

　　［问］反应得到的溶液是什么呢？让我们用酚酞溶液来检验一下。

　　［补充实验］在上述Na2O2和水反应的试管中，滴入酚酞，溶液变红。

　　［学生活动］生成了碱性物质——氢氧化钠。

　　［师］对！请大家写出该反应的方程式。

　　［生］练习书写过氧化钠和水反应的化学方程式，并由一名学生板演于［板书］一的下面：2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑

　　［师］过氧化钠与二氧化碳反应时也生成了氧气，从而支持了脱脂棉的燃烧，同时生成碳酸钠。

　　［学生活动］根据教师的解释和提示，练习书写过氧化钠与二氧化碳的化学方程式，由一名学生板演于过氧化钠与水反应的方程式之后。

　　2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2

　　［设疑］尽管过氧化钠与水、二氧化碳反应均生成了氧气，可我们并没有将其点燃，那么为什么脱脂棉就能燃烧起来呢？

　　［学生活动］思考，讨论：脱脂棉燃烧需要两个条件，一是要有氧气，这在反应的产物中有氧气生成；二是要达到着火点，这需要较高的温度，实验时并没有进行点燃，那只能说明反应中放出大量的热。

　　［师］很好，下面让我们再做一个实验，请同学们仔细观察。

　　［补充演示实验］在盛有少量酚酞试液的试管中逐渐加入Na2O2粉末，振荡。

　　［生］观察现象：有无色气体生成，溶液颜色先变红，后褪色。

　　［问］如何解释观察到的实验现象呢？

　　［生］思考、分析后回答：生成的无色气体那是氧气，酚酞试液变红说明生成了碱性的氢氧化钠，变红后又褪色，说明过氧化钠具有漂白性。

　　［师］确实如此，由于过氧化钠具有较强的氧化性，从而具有一定的漂白性，那么过氧化钠的漂白性有何用途呢？

　　［生］在实际应用中，我们常用其来漂白织物、麦秆、羽毛等。

　　［问］过氧化钠还有什么重要用途？运用了什么原理？

　　［生］过氧化钠还可以作为呼吸面具和潜水艇里的供氧剂。因为人进行呼吸时，需要呼出二氧化碳，呼进氧气，而二氧化碳正好可以和过氧化钠反应生成氧气，以保证人进行正常呼吸。

　　［师］(评价学生的回答)根据过氧化钠的`性质，说出过氧化钠应该怎样保存？为什么？

　　［生］因为过氧化钠既能和水反应，又能和二氧化碳反应，所以保存时应隔绝空气和水，即需要密闭保存。

　　［问题探究］(主要由学生讨论分析得出)

　　［投影显示］问题1：在过氧化钠(Na2O2)中各元素的化合价是多少价？

　　［学生活动］分组讨论，分析：根据化合价规律，钠元素由于其最外层电子只有1个，故其为＋1价，而在化合物中，各元素化合价代数和应等于零，两个钠离子为＋2价，故两个氧离子每一个应该为－1价。

　　［投影显示］问题2：过氧化钠与水以及过氧化钠与二氧化碳的反应是否属于氧化还原反应？如果是氧化还原反应的话，谁是氧化剂，谁是还原剂？

　　［学生活动］分组讨论，分析：判断一个反应是否为氧化还原反应的依据是看该反应中是否有化合价的变化。在过氧化钠和水以及过氧化钠与二氧化碳的反应中，过氧化钠中的

　　－1价的氧发生了变价，一部分降低为－2价，另一部分升高为0价，故这两个反应都属于氧化还原反应，且由于只有过氧化钠中－1价的氧变价，故在这两个反应中过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。

　　［过渡］当我们用小刀切开钠之后，表面很快变暗，失去了金属光泽，这是因为钠和氧气生成了另一种钠的化合物——氧化钠。

　　［板书］二、氧化钠(Na2O)

　　［师］氧化钠是一种白色的固体，也能与水和二氧化碳反应，分别生成氢氧化钠和碳酸钠。

　　［学生活动］根据教师的提示书写氧化钠与水和二氧化碳的反应，并由一名同学将其板演于板书二的下边。

　　Na2O＋H2O====2NaOH Na2O＋CO2====Na2CO3

　　［师］请大家根据氧化钠和过氧化钠的性质，填写下表。

　　［投影显示］Na2O与Na2O2性质的比较

　　［上表画有“▲”者为所要填写内容，此表格也可视学生具体情况而直接向学生展示。］

　　［讨论］Na、NaOH、Na2O、Na2O2在空气中放置，最后产物分别是什么？

　　［学生讨论后回答］最后均变成Na2CO3。

　　［师］Na2CO3往往含有结晶水，就是我们日常生活中常用的苏打，它还有个弟弟——小苏打，它们的性质既相似又不同，下面我们就学习它们的性质。

　　［板书］三、碳酸钠和碳酸氢钠(Na2CO3、NaHCO3)

　　［学生活动］观察所展示的碳酸钠和碳酸氢钠的颜色，状态，并通过自学教材了解二者的俗名、溶解性等物理性质。

　　［投影板书］Na2CO3和NaHCO3性质的比较

　　［师］请大家完成表中的①②③④项内容。

　　［请一位同学上黑板填写］

　　［问］碳酸钠与碳酸钠晶体(Na2CO310H2O)是否为同一物质？

　　［生］不是。

　　［讲解］碳酸钠和碳酸钠晶体是两种不同的纯净物，碳酸钠晶体在空气中易发生风化而变成粉末。

　　［问］根据初中所学知识回答，检验某一种物质是否含有碳酸根(CO )，用什么试剂？根据什么现象判断？

　　［生］回忆，并用口诀的形式回答：碳酸根，加盐酸，反应生成(二)氧化碳，将其通入石灰水，溶液浑浊有沉淀。

　　［师］如此看来，在碳酸钠中滴加稀盐酸，必定有气体生成，那么，在碳酸氢钠中滴加稀盐酸，现象又如何呢？是否会和碳酸钠与盐酸的反应一样呢？让我们通过实验来得出结论。

　　［演示实验2—7］Na2CO3与Na2HCO3分别与稀盐酸的反应。

　　［师］根据实验现象完成表中内容⑤。

　　［学生回答，教师板书］

　　产生气体速度比NaHCO3慢产生气体速度较快

　　CO ＋2H－====CO2↑＋H2O HCO ＋H＋====CO2↑＋H2O

　　［问］那么，滴加盐酸产生无色无味气体的物质中是否就一定含有碳酸根呢？

　　［生］不一定，还可能含有碳酸氢根。

　　［问］怎样区别碳酸钠与碳酸氢钠呢？

　　让我们来做一下碳酸钠、碳酸氢钠溶液分别与氯化钡溶液反应的实验。

　　［补充实验］在Na2CO3和NaHCO3 溶液中分别滴加BaCl2溶液。

　　［师］现在我们根据实验现象来完成表中内容⑥。

　　［学生回答，教师板书］

　　有白色沉淀生成无现象

　　Ba2＋＋CO ====BaCO3↓

　　［讲解］碳酸盐的正盐除钠盐、钾盐、铵盐外，多数是不溶于水的，而碳酸盐中的酸式盐却都溶于水。因此，鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液时我们常用氯化钡或氯化钙做试剂来进行鉴别。

　　［过渡］碳酸钠与碳酸氢钠的另一个不同点是它们的热稳定性不同。请大家仔细观察以下实验。

　　［演示实验］用下图装置演示Na2CO3与NaHCO3的分解。

　　［师］碳酸氢钠加热可发生分解反应，生成能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体。而碳酸钠加热无明显现象，鉴别碳酸钠与碳酸氢钠固体时，我们常用此方法。

　　［与学生共同完成表中内容⑦］

　　［板书］稳定不稳定加热易分解

　　2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O

　　［讨论］如何鉴别碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠三种固体物质？

　　［学生思考后回答］

　　方案1：取三种固体少许，分别滴加稀盐酸，无气体产生者为氯化钠，有气体产生且速度快者为NaHCO3，另一种为Na2CO3。

　　方案2：取三种物质少许配成溶液，分别滴加氯化钡溶液，有沉淀者为Na2CO3。在剩下的两种溶液中分别滴加稀盐酸，有气体者为NaHCO3。

　　……

　　［师］在所有的检验方案中，应尽可能地从以下几个方面去考虑，首先操作要较简单，其次现象要明显，可操作性要强。

　　［设疑］根据碳酸钠与碳酸氢钠各自不同的性质，二者有什么用途呢？

　　［学生活动］自学教材相关内容，并参看图2—10“Na2CO3和NaHCO3的主要用途”总结归纳二者的主要用途，并将其填入表中内容⑧处。

　　玻璃、制皂、造纸、纺织、发酵粉、药剂

　　［问题探究］

　　［投影显示］问题1：将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸溶液和将盐酸溶液逐滴滴入碳酸钠溶液现象是否相同？为什么？

　　［学生活动］讨论，分析：当把碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸时，CO 会和相当多的H＋发生如下反应CO ＋2H＋====H2O＋CO2,从而很快就有气体生成；而把盐酸溶液逐滴加入到碳酸钠溶液中，此时H＋浓度低，CO 浓度高，首先发生的反应是CO ＋H＋====HCO ，因此开始没有气体生成，只有CO 全部转化为HCO 后，才会因为发生反应HCO ＋H＋====H2O＋CO2而产生气体。兼于此，尽管反应物相同，但由于其加入方式的不同将会有不同的现象。

　　［投影显示］问题2：在一定温度下饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体，有何现象发生？为什么？

　　［学生活动］讨论，思考、分析：碳酸钠溶液中通入CO2气体会发生如下反应

　　Na2CO3＋CO2＋H2O====2NaHCO3

　　前边刚学过碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度，当然指的是同温条件下，而且反应中还要用掉一部分水，所以生成的溶解度较低的NaHCO3就会从溶液中析出，因此发生的现象应是有晶体析出，也可以说成是沉淀。

　　［师］(补充说明)实际上引起晶体析出除了上述两方面的原因外，还有一点那就是溶质的质量经过反应后还增多了，即每有106 g Na2CO3反应，将生成168 g NaHCO3。

　　［本节小结］本节课我们介绍了过氧化钠、氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠等钠的重要化合物的性质和用途，学习时应重点放在过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的性质的理解和掌握上。

　　［作业］P34一、二、三、四

　　●板书设计

　　第二节钠的化合物

　　一、过氧化钠(Na2O2)

　　2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2====2Na2CO3＋O2

　　二、氧化钠(Na2O)

　　Na2O＋H2O====2NaOH Na2O＋CO2====Na2CO3

　　三、碳酸钠与碳酸氢钠(Na2CO3 NaHCO3)

　　●教学说明

　　本节课采取了实验、启发、探究式教学方法，旨在利用生动有趣的演示实验和精心设计的一系列问题引起学生的浓厚兴趣。启发学生自觉参与对知识的归纳与总结，并通过思维活动把从实验中得到的感性认识上升为理性认识。教学过程遵循由表及里的认知规律。层层设疑，让学生通过对比、讨论、析疑、释疑，来培养学生分析问题和解决问题的能力。

　　●参考练习

　　1．下列物质置于空气中因发生非氧化还原反应而变质的是（）

　　A．钠 B. Na2O C. Na2O2 D. NaHCO3

　　解析：Na2O在空气中吸收H2O和CO2最后变为Na2O2是非氧化还原反应，而NaHCO3在空气中放置不易变质。

　　答案：B

　　2．CO2与O2的混合气体多次通过装有Na2O2的干燥管后，体积减小到原来的（条件相同时测定），则原混合气体中CO2和O2的体积比为（）

　　A．4：1 B. 3：2 C. 1：1 D. 2：3

　　答案：D

　　3．估计下列溶液中质量分数最大的是（）

　　A．4.6 g Na投入45.5 g水中

　　B．6.2 g Na2O投入43.8 g水中

　　C．7.8 g Na2O2投入42.2 g水中