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2019-2020年高中化學 2.2《鈉、鎂及其化合物》教學設計 蘇教版必修1 教學目標 知識技能：使學生充分認識以鈉元素為核心的堿金屬元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律，進一步加深對“結(jié)構決定性質(zhì)”的理解；掌握金屬鈉、鎂及其重要化合物的性質(zhì)及用途。 能力培養(yǎng)：通過堿金屬元素、鎂及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關系的教學，培養(yǎng)學生的歸納能力；通過學生利用所學知識處理具體化學問題的教學，培養(yǎng)學生分析問題的能力和解決實際問題的綜合能力。 科學思想：通過認識堿金屬、鎂的原子結(jié)構與其性質(zhì)的關系，使學生感悟到事物的現(xiàn)象與本質(zhì)的辯證關系；通過具體化學問題解決方案的設計，使學生體會到化學科學的重要，認識其與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。 科學品質(zhì)：通過學生討論、歸納、設計實驗、探究結(jié)論，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的嚴謹、求實、團結(jié)、合作的精神。 科學方法：培養(yǎng)學生研究事物和探究事物規(guī)律的科學方法。 重點、難點　　 金屬鈉、鎂及其重要化合物的性質(zhì)和用途。利用所學知識解決實際問題過程中如何將理論與實踐相結(jié)合。 教學過程設計 　 第一課時 　 教師活動 【引言】下面我們復習堿金屬及其化合物。 【板書】一、堿金屬元素 【過渡】堿金屬是非常活潑的金屬元素，具有相似性和遞變性，這可從堿金屬元素的原子結(jié)構方面給予解釋。 【提問】堿金屬元素在原子結(jié)構和主要化學性質(zhì)方面有怎樣的變化規(guī)律？ 【板書】 1．堿金屬元素的原子結(jié)構與化學性質(zhì)的關系學生活動 學生活動 傾聽，領會復習思路：結(jié)構→性質(zhì) 討論、回憶所學知識，歸納完善知識結(jié)構。 充分討論歸納如下： 【投影】 【板書】堿金屬單質(zhì)有強的還原性，結(jié)構決定性質(zhì) 【引言】金屬鈉是堿金屬族元素的代表，請回憶它的主要化學性質(zhì)并書寫相應的化學方程式。 回憶、再現(xiàn)金屬鈉的化學性質(zhì)。 【板書】2．鈉及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關系 【板書】（1）金屬鈉的化學性質(zhì) 【投影】金屬鈉的主要性質(zhì) 【過渡】請將金屬鈉及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關系畫成網(wǎng)絡圖的形式。 【板書】（2）金屬鈉及重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關系 書寫相應的化學方程式： 4Na+O2=2Na2O 2Na+O2 Na2O2 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Na+2H2O+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑ 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ 回憶金屬鈉及其化合物之間的關系，構建網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化的知識結(jié)構。在教師的指導下最終建立如下關系。 【投影】鈉及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關系： 要求學生完成相應的化學方程式。 【過渡】根據(jù)所學的堿金屬元素的知識，下面我們解決幾個具體的實際問題。 【板書】3．實際應用 （1）堿金屬單質(zhì)的保存問題 【提問】金屬鈉在空氣中長期放置將轉(zhuǎn)化為何物？請給予合理的解釋。 結(jié)合所學知識討論得出： 金屬鈉在空氣中長期放置將轉(zhuǎn)化為Na2CO3。合理的解釋是： 【板書】 【提問】在實驗室中金屬鈉應如何保存？ 【提問】金屬鋰的保存方法與鈉一樣嗎？為什么？ 回答：保存在煤油中。 回答：不一樣。金屬鋰的密度比煤油還小，應保存在石蠟油中。 【板書】金屬鋰保存在石蠟油中，金屬鈉、鉀保存在煤油中。 【板書】（2）Na2O和Na2O2混合物含量的測定 【提問】Na2O和Na2O2是金屬鈉的氧化物，二者有哪些差別？ 【投影】Na2O與Na2O2的比較： 回憶二者的色、態(tài)、電子式，二者與水、酸、酸性氧化物的反應的差別。并填寫表格。 【評價】教師評價學生填寫的情況。 【過渡】根據(jù)Na2O和Na2O2的以上差別，下面解決一個實際問題。 【投影】現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣，請設計一個最簡單的實驗裝置測定Na2O2的純度。 結(jié)合Na2O和Na2O2的性質(zhì)進行討論。提出設計方案。 【思考】①根據(jù)怎樣的反應原理測定： ②需測定的數(shù)據(jù)有哪些？ ③從操作的簡便性上分析，是采用與水反應的方案簡單，還是采用與CO2反應的方案簡單？ ④設計反應裝置圖。 回答： ①Na2O2與水或CO2反應可產(chǎn)生O2，使樣品與足量的水或CO2反應，測定生成的O2的體積就可計算出Na2O2的質(zhì)量，從而可計算出樣品中Na2O2的含量。 ②樣品的質(zhì)量W與足量的水或CO2反應產(chǎn)生的O2的體積V。 ③若采用與CO2反應的方案，則需有CO2氣體的發(fā)生裝置，且量氣前需除去混在O2中的CO2。顯然操作不如采用與水反應的方案簡單。 ④討論設計反應裝置圖。 【投影】Na2O和Na2O2混合物中成分含量的測定裝置： 【提問】Na2O2的含量的表達式Na2O2％=___________。計算得出： Na2O2％=78V/112W100％ 【板書】 【板書】（3）Na2CO3粉末中含有NaHCO3的驗證 【過渡】請回憶Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)，填寫表。 【投影】Na2CO3和NaHCO3的比較： 回憶Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)，填寫表格，并領會對比法在學習中的應用。 指導學生填表，并要求學生重點探討下列問題。 【提問】①為什么等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3水溶液的堿性強于NaHCO3？ ②Na2CO3與NaHCO3之間如何轉(zhuǎn)化？ 回答：①等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液前者的水解程度大于后者。 ② Na2CO3 NaHCO3 【過渡】根據(jù)Na2CO3和NaHCO3的以上差別，下面解決一個實際問題。 【投影】某Na2CO3粉末中含有NaHCO3，請用實驗的方法證明。 【思考】①利用怎樣的化學原理達到目的？ ②設計出實驗裝置圖。 討論得出實驗方案。 回答：①利用NaHCO3受熱分解（Na2CO3受熱不分解）產(chǎn)生CO2，而CO2可使澄清石灰水變渾的性質(zhì)可驗證Na2CO3中是否含NaHCO3。 ②裝置圖如下： ③用該裝置能否測定樣品中的NaHCO3的含量？若能，還需測定的數(shù)據(jù)是什么？ ③能。還需測定生成的CaCO3沉淀的質(zhì)量。 【板書】NaHCO3熱分解法可測定Na2CO3粉末中的NaHCO3的含量。 【板書】小結(jié)： 領會比較學習法的應用。 　 第二課時 　 教師活動 【引言】下面我們復習金屬鎂及其重要化合物的知識。 【板書】二、鎂及其重要化合物 學生活動 傾聽，回憶鎂及其重要化合物的有關知識。 【板書】1．鎂的原子結(jié)構與性質(zhì)的關系 【提問】畫出鎂的原子結(jié)構示意圖，推測單質(zhì)鎂應具有怎樣的性質(zhì)。 寫出鎂的原子結(jié)構示意圖： 推測：單質(zhì)鎂有強還原性。 【板書】 →單質(zhì)鎂有強還原性。 【板書】2．鎂及其重要化合物之間的相互轉(zhuǎn)化 【提問】回憶所學知識，按下表填寫含鎂元素的物質(zhì)的化學式： 回憶并填表： 【提問】根據(jù)已有的元素化合物的知識，列出上表中各物質(zhì)之間的關系。 回憶鎂及其重要化合物的性質(zhì)，完成知識網(wǎng)絡圖如下： 【投影】 【要求】能夠正確書寫相關的化學方程式。 【過渡】下面我們就利用上表的知識，結(jié)合其它元素化合物知識，探討解決下列化學問題的方法與途徑。 傾聽，做好知識和心理準備。 【板書】3．幾個化學問題的探討 【投影】例1 已知MgCl26H2O晶體在空氣中加熱時，釋放出部分結(jié)晶水，同時生成Mg（OH）Cl或MgO，在干燥HCl氣流中加熱可得到無水MgCl2。請用MgCl26H2O制備無水MgCl2。 加工信息并討論。探索制備無水MgCl2的途徑。①②③④ 【思考】 ①直接加熱MgCl26H2O能否得到無水MgCl2？為什么？ ②如何用MgCl26H2O制得到無水MgCl2？說明這樣做的化學原理。 ③若要完成該實驗，所用裝置圖應包括幾部分？設計該實驗的流程圖。 思考后回答： ①直接加熱MgCl26H2O不能得到無水MgCl2，原因是加熱釋放的水可使MgCl2水解生成Mg（OH）Cl，最終得到的是MgO。 ②將MgCl26H2O在干燥的HCl氣流中加熱即可得到無水MgCl2?；瘜W原理：MgCl2水解呈酸性，在HCl氣流中加熱，增大了[H+]濃度，可使其水解平衡向左移動。抑制MgCl2的水解。 MgCl2+2H2O Mg（OH）2+2HCl ③包括四部分：HCl氣體發(fā)生裝置、干燥裝置、MgCl26H2O晶體加熱裝置、尾氣吸收裝置。流程圖如下： 【投影】加熱MgCl26H2O制無水MgCl2的流程圖： 【提問】應選用何種干燥劑干燥HCl氣體？選擇怎樣的尾氣吸收裝置？ 請設計出實驗裝置圖。 回答：用濃硫酸干燥HCl氣體。由于HCl氣體極易溶于水，故選用下面的尾氣吸收裝置： 設計出實驗裝置圖如下： 【投影】加熱MgCl26H2O制無水MgCl2的裝置圖： 【投影】例2 如何證明鎂條在空氣燃燒得到的粉末主要是MgO，而不是Mg3N2？說明依據(jù)的化學原理，寫出相應的化學方程式。 【提問】空氣中N2的含量遠遠大于O2，為什么Mg在空氣中燃燒時，主要生成MgO？ 思考與討論，回憶MgO與 Mg3N2的差別得出：取粉末加少量水，微熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗是否有NH3產(chǎn)生。 依據(jù)的化學原理是： Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2↓+2NH3↑ MgO+H2O=Mg（OH）2↓ 思考后回答：性質(zhì)方面的原因是：O2的氧化性強于N2；結(jié)構方面的原因是：N2分子中N原子間具有叁鍵N=N，鍵能很大，使N2分子非常穩(wěn)定。 【板書】 鎂在空氣中燃燒→MgO（主要）+Mg3N2（少量） 【投影】例3 某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+離子，向其中加入過量的NaOH溶液，微熱并攪拌，再加入過量的鹽酸，溶液中大量減少的陽離子是_______，寫出有關反應的離子方程式。 結(jié)合Fe2+、Al3+、NH4+離子的性質(zhì)完成習題。 答案：NH4+和Fe2+。 溶液中加入過量的NaOH溶液時： NH4++OH- NH3↑+H2O Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓ Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓ 4Fe（OH）2 +2H2O+O2=4Fe（OH）3↓ Al3++4OH-=AlO2-+2H2O 再加入過量鹽酸時： Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O AlO2-+4H+=Al3++2H2O 【講評】解答類似習題時，需注意隱藏著的條件（空氣中有大量O2，可氧化Fe（OH）2）?？紤]問題要理論聯(lián)系實際。 【投影】例4 將適量的鎂粉與沙子混合，引燃得到一種灰色粉末。①把該粉末投入水中，可聽到有輕微的爆炸聲，水中會產(chǎn)生白色沉淀。②若將此粉末投入濃鹽酸中，爆炸聲明顯增大，且在水面上有火花閃爍。請用所學的知識解釋以上現(xiàn)象。 思考與討論，在教師的引導下回答。 鎂粉與沙子發(fā)生反應： 4Mg+SiO2 2MgO+Mg2Si 灰色粉末是MgO和Mg2Si的混合物。 ①投入水中： Mg2Si+4H2O=SiH4↑+2Mg（OH）2↓，產(chǎn)生白色沉淀物是Mg（OH）2。SiH4在空氣中自燃：SiH4+2O2=SiO2+2H2O，反應劇烈，發(fā)出輕微爆炸聲。 ②投入濃鹽酸中： Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑。SiH4在空氣中自燃：SiH4+2O2=SiO2+2H2O，由于[H+]增大，反應更劇烈，釋放的能量更多，故水面有火花閃爍。 【講評】學習過程中要善于將所學知識進行擴充，能夠透過反應的現(xiàn)象看到反應的本質(zhì)。 【板書】Mg→　　　　　　　　 Mg2+→　　　　　　 Mg（OH）2 （強還原性）（能水解）（溶于酸，不溶于堿）