《钠、镁及其化合物》示范教案(苏教版必修1)(1).pdf

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1、-1-高中化学苏教版（必修 1）-第二单元钠、镁及其化合物教学目标知识技能：使学生充分认识以钠元素为核心的碱金属元素的性质及其递变规律，进一步加深对“结构决定性质”的理解；掌握金属钠、镁及其重要化合物的性质及用途。能力培养：通过碱金属元素、镁及其重要化合物的转化关系的教学，培养学生的归纳能力；通过学生利用所学知识处理具体化学问题的教学，培养学生分析问题的能力和解决实际问题的综合能力。科学思想：通过认识碱金属、镁的原子结构与其性质的关系，使学生感悟到事物的现象与本质的辩证关系；通过具体化学问题解决方案的设计，使学生体会到化学科学的重要，认识其与生产、生活的联系。科学品质：通过学生讨论、归纳、设计

2、实验、探究结论，激发学生的学习兴趣，培养学生的严谨、求实、团结、合作的精神。科学方法：培养学生研究事物和探究事物规律的科学方法。重点、难点金属钠、镁及其重要化合物的性质和用途。利用所学知识解决实际问题过程中如何将理论与实践相结合。教学过程设计第一课时教师活动【引言】下面我们复习碱金属及其化合物。【板书】一、碱金属元素【过渡】碱金属是非常活泼的金属元素，具有相似性和递变性，这可从碱金属元素的原子结构方面给予解释。【提问】碱金属元素在原子结构和主要化学性质方面有怎样的变化规律？【板书】-2-1碱金属元素的原子结构与化学性质的关系学生活动学生活动倾听，领会复习思路：结构性质讨论、回忆所学知识，归纳完

3、善知识结构。充分讨论归纳如下：【投影】【板书】碱金属单质有强的还原性，结构决定性质【引言】金属钠是碱金属族元素的代表，请回忆它的主要化学性质并书写相应的化学方程式。回忆、再现金属钠的化学性质。【板书】2钠及其重要化合物之间的转化关系【板书】（1）金属钠的化学性质【投影】金属钠的主要性质【过渡】请将金属钠及其重要化合物之间的转化关系画成网络图的形式。【板书】（2）金属钠及重要化合物之间的转化关系书写相应的化学方程式：4Na+O 2=2Na2O2Na+O 2Na2O2-3-2Na+2H 2O=2NaOH+H22Na+2H 2O+CuSO4=Cu（OH）2+Na2SO4+H22CH 3CH2OH+2

4、Na 2CH3CH2ONa+H2回忆金属钠及其化合物之间的关系，构建网络化、系统化的知识结构。在教师的指导下最终建立如下关系。【投影】钠及其化合物之间的转化关系：要求学生完成相应的化学方程式。【过渡】根据所学的碱金属元素的知识，下面我们解决几个具体的实际问题。【板书】3实际应用（1）碱金属单质的保存问题【提问】金属钠在空气中长期放置将转化为何物？请给予合理的解释。结合所学知识讨论得出：金属钠在空气中长期放置将转化为Na2CO3。合理的解释是：【板书】【提问】在实验室中金属钠应如何保存？【提问】金属锂的保存方法与钠一样吗？为什么？-4-回答：保存在煤油中。回答：不一样。金属锂的密度比煤油还小，应

5、保存在石蜡油中。【板书】金属锂保存在石蜡油中，金属钠、钾保存在煤油中。【板书】（2）Na2O和 Na2O2混合物含量的测定【提问】Na2O和 Na2O2是金属钠的氧化物，二者有哪些差别？【投影】Na2O与 Na2O2的比较：回忆二者的色、态、电子式，二者与水、酸、酸性氧化物的反应的差别。并填写表格。【评价】教师评价学生填写的情况。【过渡】根据Na2O和 Na2O2的以上差别，下面解决一个实际问题。【投影】现有一定量含有Na2O杂质的 Na2O2试样，请设计一个最简单的实验装置测定Na2O2的纯度。结合Na2O和 Na2O2的性质进行讨论。提出设计方案。【思考】根据怎样的反应原理测定：需测定的数

6、据有哪些？从操作的简便性上分析，是采用与水反应的方案简单，还是采用与CO2反应的方案简单？设计反应装置图。回答：Na2O2与水或 CO2反应可产生 O2，使样品与足量的水或CO2反应，测定生成的O2的体积就可计算出Na2O2的质量，从而可计算出样品中Na2O2的含量。样品的质量W与足量的水或 CO2反应产生的 O2的体积 V。-5-若采用与CO2反应的方案，则需有CO2气体的发生装置，且量气前需除去混在O2中的 CO2。显然操作不如采用与水反应的方案简单。讨论设计反应装置图。【投影】Na2O和 Na2O2混合物中成分含量的测定装置：【提问】Na2O2的含量的表达式Na2O2=_。计算得出：Na

7、2O2=78V/112W 100【板书】【板书】（3）Na2CO3粉末中含有 NaHCO3的验证【过渡】请回忆Na2CO3和 NaHCO3的性质，填写表。【投影】Na2CO3和 NaHCO3的比较：回忆Na2CO3与 NaHCO3的性质，填写表格，并领会对比法在学习中的应用。-6-指导学生填表，并要求学生重点探讨下列问题。【提问】为什么等物质的量浓度的Na2CO3水溶液的碱性强于NaHCO3？Na2CO3与 NaHCO3之间如何转化？回答：等物质的量浓度的Na2CO3和 NaHCO3溶液前者的水解程度大于后者。Na2CO3 NaHCO3【过渡】根据Na2CO3和 NaHCO3的以上差别，下面解

8、决一个实际问题。【投影】某Na2CO3粉末中含有 NaHCO3，请用实验的方法证明。【思考】利用怎样的化学原理达到目的？设计出实验装置图。讨论得出实验方案。回答：利用 NaHCO3受热分解（Na2CO3受热不分解）产生 CO2，而 CO2可使澄清石灰水变浑的性质可验证Na2CO3中是否含 NaHCO3。装置图如下：用该装置能否测定样品中的NaHCO3的含量？若能，还需测定的数据是什么？能。还需测定生成的CaCO3沉淀的质量。【板书】NaHCO3热分解法可测定 Na2CO3粉末中的 NaHCO3的含量。-7-【板书】小结：领会比较学习法的应用。第二课时教师活动【引言】下面我们复习金属镁及其重要化

9、合物的知识。【板书】二、镁及其重要化合物学生活动倾听，回忆镁及其重要化合物的有关知识。【板书】1镁的原子结构与性质的关系【提问】画出镁的原子结构示意图，推测单质镁应具有怎样的性质。写出镁的原子结构示意图：推测：单质镁有强还原性。【板书】单质镁有强还原性。【板书】2镁及其重要化合物之间的相互转化【提问】回忆所学知识，按下表填写含镁元素的物质的化学式：-8-回忆并填表：【提问】根据已有的元素化合物的知识，列出上表中各物质之间的关系。回忆镁及其重要化合物的性质，完成知识网络图如下：【投影】【要求】能够正确书写相关的化学方程式。【过渡】下面我们就利用上表的知识，结合其它元素化合物知识，探讨解决下列化学

10、问题的方法与途径。倾听，做好知识和心理准备。【板书】3几个化学问题的探讨【投影】例1 已知 MgCl26H2O晶体在空气中加热时，释放出部分结晶水，同时生成 Mg（OH）Cl 或 MgO，在干燥 HCl 气流中加热可得到无水MgCl2。请用 MgCl26H2O制备无水 MgCl2。加工信息并讨论。探索制备无水MgCl2的途径。-9-【思考】直接加热MgCl26H2O能否得到无水 MgCl2？为什么？如何用MgCl26H2O制得到无水 MgCl2？说明这样做的化学原理。若要完成该实验，所用装置图应包括几部分？设计该实验的流程图。思考后回答：直接加热MgCl26H2O不能得到无水 MgCl2，原因

11、是加热释放的水可使MgCl2水解生成 Mg（OH）Cl，最终得到的是MgO。将MgCl26H2O在干燥的 HCl 气流中加热即可得到无水MgCl2。化学原理：MgCl2水解呈酸性，在 HCl 气流中加热，增大了 H+浓度，可使其水解平衡向左移动。抑制 MgCl2的水解。MgCl 2+2H2O Mg（OH）2+2HCl包括四部分：HCl 气体发生装置、干燥装置、MgCl26H2O晶体加热装置、尾气吸收装置。流程图如下：【投影】加热MgCl26H2O制无水 MgCl2的流程图：【提问】应选用何种干燥剂干燥HCl 气体？选择怎样的尾气吸收装置？请设计出实验装置图。回答：用浓硫酸干燥 HCl 气体。由

12、于 HCl气体极易溶于水，故选用下面的尾气吸收装置：设计出实验装置图如下：【投影】加热MgCl26H2O制无水 MgCl2的装置图：-10-【投影】例2 如何证明镁条在空气燃烧得到的粉末主要是MgO，而不是 Mg3N2？说明依据的化学原理，写出相应的化学方程式。【提问】空气中 N2的含量远远大于 O2，为什么 Mg在空气中燃烧时，主要生成 MgO？思考与讨论，回忆MgO 与Mg 3N2的差别得出：取粉末加少量水，微热，用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH3产生。依据的化学原理是：Mg 3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3MgO+H 2O=Mg（OH）2思考后回答：性质方面的原因是：O2的

13、氧化性强于 N2；结构方面的原因是：N2分子中 N原子间具有叁键 N=N，键能很大，使N2分子非常稳定。【板书】镁在空气中燃烧MgO（主要）+Mg3N2（少量）【投影】例3 某溶液中有 NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+离子，向其中加入过量的NaOH 溶液，微热并搅拌，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是_，写出有关反应的离子方程式。结合Fe2+、Al3+、NH4+离子的性质完成习题。答案：NH4+和 Fe2+。溶液中加入过量的NaOH 溶液时：NH 4+OH-NH3+H2O-11-Mg 2+2OH-=Mg（OH）2Fe2+2OH-=Fe（OH）24Fe（OH）2+2H2O+O2=4

14、Fe（OH）3Al3+4OH-=AlO2-+2H2O再加入过量盐酸时：Mg（OH）2+2H+=Mg2+2H2OFe（OH）3+3H+=Fe3+3H2OAlO 2-+4H+=Al3+2H2O【讲评】解答类似习题时，需注意隐藏着的条件（空气中有大量O2，可氧化 Fe（OH）2）。考虑问题要理论联系实际。【投影】例4 将适量的镁粉与沙子混合，引燃得到一种灰色粉末。把该粉末投入水中，可听到有轻微的爆炸声，水中会产生白色沉淀。若将此粉末投入浓盐酸中，爆炸声明显增大，且在水面上有火花闪烁。请用所学的知识解释以上现象。思考与讨论，在教师的引导下回答。镁粉与沙子发生反应：4Mg+SiO 22MgO+Mg2Si

15、灰色粉末是MgO 和 Mg2Si 的混合物。投入水中：Mg 2Si+4H2O=SiH4+2Mg（OH）2，产生白色沉淀物是Mg（OH）2。SiH4 在空气中自燃：SiH4+2O2=SiO2+2H2O，反应剧烈，发出轻微爆炸声。投入浓盐酸中：Mg 2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4。SiH4在空气中自燃：SiH4+2O2=SiO2+2H2O，由于 H+增大，反应更剧烈，释放的能量更多，故水面有火花闪烁。【讲评】学习过程中要善于将所学知识进行扩充，能够透过反应的现象看到反应的本质。【板书】Mg Mg2+Mg（OH）2（强还原性）（能水解）（溶于酸，不溶于碱）-12-精选题一、选择题1.46g

16、金属钠在空气中充分燃烧得到淡黄色粉末，该粉末与足量的水反应放出气体的体积是（标准状况下）（）A44.8L B11.2L C22.4L D5.6L 2氢化钠（NaH）是一种白色的离子晶体，其中钠是+1价。NaH与水作用放出氢气，下列叙述中正确的是（）ANaH在水中显酸性BNaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同CNaH中氢离子半径比锂离子半径大DNaH中氢离子可被还原成氢气3下列物质的溶液既能与H+反应，又能与 OH-反应的是（）AMgSO4 BNa2CO3CNaHCO3 D（NH4）2SO44将一小块金属钾投入下列物质的溶液中，既能放出气体，又有沉淀析出的是（）AMgCl2 BBaCl2CCuC

17、l2 DNaHCO35下列关于碱金属的叙述中，正确的是（）A碱金属都可以保存在煤油中-13-B碱金属与水反应均漂浮在水面上C碱金属在空气中加热均可生成多种氧化物D碱金属的硬度小、密度小、熔点低6下列关于纯碱晶体（Na2CO310H2O）的叙述中，错误的是（）A将晶体放置在空气中质量会减轻B加热晶体则生成NaHCO3CNa2CO3可作为干燥剂使用D晶体溶于水后呈碱性7相同质量的 Na、Mg、Al 分别与过量的盐酸反应，在相同条件下置换出H2的体积比是（）A366992 B23129 C12：3 D91223 8有关镁的下列叙述中错误的是（）A能与 NH4Cl 溶液作用放出氢气B与冷水剧烈反应，生

18、成Mg（OH）2沉淀并放出氢气C在 CO2中能继续燃烧，所以金属镁着火，不能用CO2去灭火D在通常情况下其表面有一层致密的氧化膜，所以抗腐蚀能力很强9 有无色溶液，加入 Na2O2时有无色无味气体放出，并有白色沉淀生成，加入 Na2O2的量与生成白色沉淀的量如图3-18 所示。该无色溶液中含有的物质是（）ACaCl2和 MgCl2-14-BAl2（SO4）3CAl2（SO4）3和 MgSO4DNa2SO4和 MgSO410相同质量的镁条分别在下列气体中充分燃烧，所得固体物质的质量最大的是（）AO2 BN2CCO2 D空气11足量的镁粉与一定量的盐酸反应，由于反应速度太快，为了减慢反应速度，但不

19、影响产生氢气的总量，可以加入下列物质中的（）ACH3COONa BMgO CK2CO3 DNaOH 12两种固体物质混合后加热分解，残留固体的质量是原混合物质量的一半，这组混合物可能是下列的（）ANa2CO3和 NaHCO3BMgCO3和 Mg（OH）2CFe（OH）3和 Cu（OH）2DCu（NO3）2和 CaCO313把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应，生成氯化银沉淀300mg，则该氯化物中的杂质可能是（）A氯化钠 B氯化铝C氯化钾 D氯化钙14将 4.34g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672mL混合气体。该混

20、合气体通过电火花引燃，恰好完全反应，则混合物中Na、Na2O和 Na2O2的物质的量之比为（）-15-A111 B112 C122 D432 15取镁铝合金粉末若干，用足量的盐酸溶解后，再向溶液中加入过量的NaOH 溶液，将生成的沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到的白色粉末与原合金粉末质量相等，则原合金中镁的质量分数是（）A30 B40C50 D60二、非选择题16现有 X、Y、Z、W等 4 种钠的化合物，它们之间的相互关系如下：X W+CO 2+H2O，Z+CO2W+O2，Z+H2O Y+O2，W+Ca（OH）2CaCO3+Y。则 X、Y、Z、W的化学式依次为 _、_、_、_。17用金属钠制取 Na

21、2O通常采用下法：2NaNO2+6Na 4Na2O+N2。试说明为什不采用钠在氧气中燃烧而采用此法制取Na2O的原因 _。18有一块合金中含有金、铁、铝、铜、镁，取其样品加过量稀硝酸，反应后溶液中存在的阳离子有 _，在溶液中加入过量的NaOH 溶液，溶液中减少的离子有_，增多的离子有 _。19有一硫化钠、亚硫酸钠和硫酸钠的混合物，经测定含硫25.6，则混合物中含氧量为 _。20A、B、C是三种溶于水的白色固体，它们的水溶液都呈碱性，焰色反应都显紫色（透过蓝色的钻玻璃观察）。A和 B的水溶液反应时生成C。固态 B受热时产物之一为 D。C的水溶液和 D反应生成 B。A的水溶液和 D反应时，如果条件

22、不同，可分别生成 B或 C。由此可推断出 A、B、C的化学式依次是 A_、B_、C_。21把一定量的 Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4混合物加到 200mL 1.00mol/L 的 HCl 中完全反应后生成 2016mL干燥的 CO2（标准状况），然后加入400mL 0.10 mol/L 的 Ba（OH）2溶液，使 SO42-完全沉淀，再加40 mL 1.00 mol/L的 HCI恰好中和过量的碱。最后把沉淀分离出来，干燥称量为1.48g，求混合物中各组分的质量分数。22 将一定质量的镁铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol/L 的 Na

23、OH 溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH 溶液的体积关系如图 3-19 所示。由图中数据计算（1）原合金中镁和铝的质量。-16-（2）盐酸的物质的量浓度。答案一、选择题1B 2 B、C 3 C 4 A、C 5D 6 B、C 7 A 8 B 9 C 10C 11 A 12 B、D 13B 14 D 15 D 二、非选择题16NaHCO3、NaOH、Na2O2、Na2CO3。17钠在氧气中燃烧得到的是Na2O2。用此法，Na在 N2的环境中反应，可避免生成Na2O2。18H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+OH-、AlO2-1937.620A：KOH B：KHCO3或 KHSO3 C：K2CO3或 K2SO321w（Na2CO3）74.2 w（NaHCO3）=16.8w（Na2SO4）=9-17-22（1）合金中镁的质量是4.8g，铝的质量是 2.7g（2）盐酸的物质的量浓度是8mol/L