高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物教学设计

【知识回顾】1.金属的物理通性：金属光泽、延展性、导电性、导热性；

            2.绝大多数金属元素在自然界中以化合物的形式存在。

【师】一、钠单质

1.钠的物理性质

【实验2-1】切开金属钠前先观察钠的表面，以便与切后进行比较。切割金属钠在玻璃片上进行。

【学生活动】观察现象：取出的金属钠表面有一灰黄色层，切开后的切口处露出银白色光泽；切口在空气中露置一会儿，会逐渐变暗；久置表面还会形成溶液，再变成白色粉末。

【师】实验说明，钠具有金属光泽，质软。放置后，钠表面逐渐变暗生成新物质。

【思考与讨论】提问：考虑到实验的安全性与可操作性，对此实验的探究同学们还有没有其他的方法？

【学生】讨论回答

【实验改进】(1)取两支口径不同而长短适当的试管，一支试管较小，可以紧密地放到另一支试管里而不留下较多空隙。先在口径较大的试管里注入

1 mL洁净的煤油，取金属钠一小块(黄豆大小)，除去表面已经发生变化的部分，露出金属光泽，放入盛有煤油的试管里。在试管底部缓缓加热，等钠熔化后，插入较小口径的试管，把钠压挤在两个试管之间，成为一个薄层，钠的颜色和光泽就清楚地显现出来。然后在两支试管口间的缝隙涂上石蜡，以隔绝空气。这样可使钠的光泽在较长的时间内不至消失。

(2)选取一根管壁较薄的玻璃管，用布包裹着玻璃管像使用钻孔器一样，慢慢地钻入大的钠块里，使管中填有一段银白色的金属钠。用玻璃棒把钠推到管的中央，然后用蜡封好玻璃管的两端，样品可以长期保存和使用。

2.钠的化学性质

【实验2-2】将一个干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钠，迅速投到热坩埚中。继续加热坩埚片刻，待钠熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。  

【实验现象】钠先熔化后燃烧，燃烧时火焰呈黄色，最后生成的固体呈淡黄色。

【师】(1)钠的燃烧实验在坩埚里进行比较规范。在石棉网上或蒸发皿里进行也比较安全，而且现象的能见度较大。如在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，还可以看到烧杯壁上附着的淡黄色的Na2O2。

(2)做此实验时应注意，钠开始燃烧后立即撤掉酒精灯。

【实验探究】钠与水反应

【学生活动】现象描述：钠浮在水面，熔成小球并在液面上迅速游动；钠球周围有水雾，有时可能有火花，或伴有爆鸣声；钠球在反应中逐渐变小，最后消失；滴加酚酞的溶液变成红色。

反应原理：2 Na +2H2O =2NaOH +H2 ↑

【师】二、钠的几种化合物

1.氧化钠和过氧化钠

【实验2-3】向试管中加入过氧化钠固体，再向其中滴加1~2 mL的蒸馏水，将带火星的木条伸入试管中。用手轻轻触摸试管外壁，有什么感觉？最后用pH试纸检验溶液的酸碱性。

【实验现象】反应放热，有气体生成，带火星的木条复燃，溶液为碱性。

反应原理：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑

【师】过氧化钠除了和水反应还能与二氧化碳反应。

反应原理：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2

因此，过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。

2.碳酸钠和碳酸氢钠

【实验2-4】在2支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1克)：

(1)观察碳酸钠，碳酸氢钠的外观，进行描述。

(2)向以上两只试管中分别滴入几滴水，振荡试管，观察现象。将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化？

(3)继续向(2)的试管内分别加入5mL水，用力振荡，有什么现象？

(4)分别向(3)所得溶液内滴入1～2滴酚酞溶液，各有什么现象？

在下表中记录实验现象并得出初步结论：

注意：碳酸钠晶体的风化，即碳酸钠粉末遇水生成Na2CO3·xH2O晶体；碳酸钠晶体在空气里逐渐失去结晶水变成Na2CO3白色粉末。

【实验2-5】碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性

实验步骤：

1.向小烧杯中加入少量澄清石灰水

2.用试管夹分别夹取装有Na2CO3、NaHCO3的试管并同时放在酒精灯上加热(要先预热)，将导管放入小烧杯中。观察试管内壁及小烧杯中的现象(看到现象即停止加热，注意防倒吸)。

【师】碳酸钠和碳酸氢钠虽然都属于盐类，但是它们的水溶液都显碱性，这就是它们被用作食用碱的原因。

碳酸钠和碳酸氢钠用途广泛，例如，可以利用它们水溶液的碱性来清洗餐具上的污垢和油腻；利用它们与酸反应产生气体，可以用于食品工业的发酵剂，它们更广泛地应用于工业领域，感兴趣的同学课后可以查阅相关资料。

【讨论】通过刚才的学习，请同学们总结Na2CO3和NaHCO3相互转化的反应条件和反应方程式。

(1)Na2CO3溶液转化为NaHCO3溶液：向溶液中通入足量CO2气体。

Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3

(2)NaHCO3固体转化为Na2CO3固体：加热固体。

2NaHCO3     Na2CO3＋CO2↑＋H2O

【师】三、焰色试验

【实验2-6】

(1)把焊在玻璃棒上的铂丝放在酒精灯外焰里灼烧，至与原来的火焰颜色相同时为止。用铂丝蘸取Na2CO3溶液，在外焰上灼烧，观察火焰的颜色。

(2)将铂丝用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至没有颜色时，再蘸取K2CO3溶液做同样的实验，此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。

现象：Na2CO3的溶液灼烧时火焰呈黄色，而K2CO3的溶液灼烧时，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色。

很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。通过焰色反应可以检验某些金属元素的存在，可以利用金属元素的焰色反应制成节日的烟花。

注意：(1)焰色反应为物理变化过程；

(2)焰色现象与金属元素的存在有关，与物质组成无关。如：钠元素的焰色为黄色，则钠单质以及钠的所有化合物灼烧焰色反应都呈黄色；

(3)K的焰色要透过蓝色钴玻璃片看，目的是滤去黄色的光，避免钾盐中微量钠盐造成干扰。