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《钠及其化合物》是人教版化学必修第一册第二章《海水中的重要元素——钠和氯》第一节的内容。元素化合物章节知识的编排是按照钠、氯（典型的金属、非金属）到铁（变价）再到硫、氮（变价）的顺序由易到难，循序渐进；它的特点就是实现了元素化合物知识和理论知识的相结合，定性和定量的相结合来认识物质及其变化；通过钠、氯（典型的金属、非金属）的学习形成感性认识，归纳出元素周期律，从而指导其他元素化合物知识的学习。这样元素化合物知识和理论知识的穿插编排即降低了学习理论知识的难度，又有利于元素化合物知识的分散记忆；符合化学学习规律，化学的基本概念（或原理）只有在一定元素化合物知识的基础上才能归纳出来，而元素化合物知识的学习也只有在一定的理论概念指导下才能深入。 钠元素是高中化学课程中系统研究的第一个元素，它是按照物质的类别的顺序：单质（钠）、氧化物（氧化钠、过氧化钠）、碱（氢氧化钠）、盐（碳酸钠、碳酸氢钠）进行编排，为我们学习研究物质性质的方法和程序提供了方向，为后面其它元素及其化合物的学习奠定基础；并符合学业要求：能依据物质类别和元素价态列举某种元素的典型代表物；能列举、描述、辨识典型物质的重要物理性质和化学性质及实验现象；能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质；能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证并能分析、解释有关实验现象。在《普通高中化学课程标准（2017年版）》中，“主题2：常见的无机物及应用”对金属及其化合物的要求为：“结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠极其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。”
在教材的第一章中，学生已经学习了物质分类、离子反应和氧化还原反应的相关知识，这些知识从反应规律的角度支持学生对钠及其化合物性质的预测，并且也能让学生从微观视角认识物质结构与变化，而通过学生动手探究，可以加深学生对相关知识的认识，增强观察和分析问题、解决问题的能力，进而达到提升“宏观辨识与微观探析”“变化观念”“证据推理与模型认知”等学科素养的目标。
学生初中时已经了解了一些常见的金属，比如：铝、铁和铜等金属的性质；但主要以物理性质为主，化学性质涉及到金属（铁、铝等）与氧气的反应，介绍了金属活动性顺序，使学生初步了解了金属与酸或盐溶液的反应规律，没有进一步了解物质的结构等理论知识与性质的关系。本节在初中介绍的金属与金属材料的基础上，进一步从物质的类别、结构、元素化合价、氧化还原反应理论等知识来认识物质的性质。
金属钠是一种典型的活泼金属单质，学生对其的了解甚少，通过学习可以丰富学生对金属单质的认识；同时在运用原子结构理论解释金属钠的性质、运用氧化还原反应、离子反应的规律理解过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠性质的过程中，学生能将宏观现象与微观本质联系起来，逐步使自己的认识系统化。
1、能从钠原子的结构分析认识钠是一种非常活泼的金属，具有很强的还原性，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。
2、通过钠与氧气的反应，促进“变化观念”的化学核心素养的发展。
3、设计实验探究钠水的反应，会分析钠与酸、碱、盐溶液的反应，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
4、通过对钠着火的处理，理解化学知识在公共危险性事故的处理中的重要作用，促进“科学态度和社会责任”化学核心素养的发展。
教学重点：通过实验和探究认识钠的物理性质、化学性质。
教学难点：钠与水反应的实验探究。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第一节 钠及其化合物
第1课时 活泼的金属单质——钠
一、钠元素的存在
在自然界中都以化合物的形式存在，如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等
在实验室中，金属钠保存在石蜡油或煤油中
二、钠的物理性质：
①质软
②具有银白色金属光泽固体
③熔、沸点低
④密度小，ρ(煤油)<ρ(Na)<ρ(H2O)
三、化学性质
1、钠与氧气的反应
常温下 4Na + O2 = 2Na2O (白色固体)
加热时 4Na + 2O2 
2Na2O2 (淡黄色固体)
钠与其他非金属单质直接化合
2Na + Cl2
2NaCl
2Na + S
Na2S
2、钠与水的反应
现象：浮、熔、游、响、红
化学方程式：2Na + 2H2O =2NaOH + H2↑
离子方程式：2Na + 2H2O=2Na＋ + 2OH－ + H2↑
实质：钠置换水电离出的H＋生成H2
3、钠与盐溶液的反应（以硫酸铜溶液为例）
现象：浮、熔、游、响、蓝色沉淀
2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 + H2↑
反应历程：
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
结论：钠与盐溶液的反应，实质为钠与水反应。
教学过程
【教师活动】海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素。钠是其中含量较高的元素，也是典型的金属元素。钠元素在自然界中都以化合物的形式存在，如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
【板书】第1课时 活泼的金属单质——钠
一、钠元素的存在
在自然界中都以化合物的形式存在，如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等
【过渡】钠的单质只能通过化学反应制得。为什么自然界不存在单质钠呢？下面我们就一起来了解这个物质，我们研究物质，需要研究它的结构、性质、用途等方面。
【教师活动、投影展示】展示钠元素的原子结构示意图。
【教师活动】结构决定性质，钠原子的最外电子层上只有一个电子，在化学反应中该电子很容易失去，因此钠的化学性质非常活泼，表现出强的还原性。那么，金属钠究竟是个什么样子呢？下面我们就来观察一下。（展示被保存的钠）
【教师活动】我们观察发现，钠单质是保存在一种液体当中，这种液体会是什么呢？我们可以闻一下液体的气味。
【学生活动】液体是煤油。
【板书】在实验室中，金属钠保存在石蜡油或煤油中
【提出疑问】为什么要把钠保存在石蜡油或煤油中呢？
【学生活动】思考讨论：钠的性质很活泼，很容易与空气反应，所以需要用煤油或石蜡油隔绝空气，防止与空气反应。
【教师活动】下面我们就来看一看金属钠的庐山真面目。
【实验2-1】用镊子取一小块钠，用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去一端的外皮，观察钠的光泽和颜色，并注意新切开的钠的表面所发生的变化。提醒：不要用手直接接触钠，而要用镊子夹取！实验完毕后将钠放回原试剂瓶。
【学生活动】观察并描述实验现象，总结钠的物理性质。
实验现象：取出的金属钠表面有一层灰黄色物质，金属钠用小刀很容易切开，切开后的切口处露出银白色金属光泽，切口在空气中迅速变暗。
【板书】二、钠的物理性质：（阅读教材P32，熔点：97.8℃，沸点：883℃，密度：0.971g/cm3)
①质软
②具有银白色金属光泽固体
③熔、沸点低
④密度小，ρ(煤油)<ρ(Na)<ρ(H2O)
练习1：下列有关钠的存在、保存及取用方法的描述正确的是 （ ）
A.钠在自然界中主要以化合态形式存在，少量以游离态形式存在
B.钠需要密封保存在四氯化碳中
C.实验室中可直接用药匙取用钠
D.实验室中取用后剩余的钠要放回原试剂瓶中
练习2：实验室中，用镊子从煤油中取出一小块金属钠，然后用滤纸吸干表面的煤油，再用小刀切开观察。在这一实验过程中不能得出的钠的物理性质是 （ ）
A.钠在常温下是固体 B.钠的熔点很低
C.钠具有银白色的金属光泽 D.金属钠很软
【教师活动】刚才钠的切割实验中，我们发现新切开的钠的光亮的表面很快变暗了，这是因为钠与氧气发生反应，在钠的表面生成了一薄层氧化物，这种氧化物是氧化钠。
【板书】三、化学性质
1、钠与氧气的反应
常温下 4Na + O2 = 2Na2O (白色固体)
【过渡】如果我们把钠放到空气中加热，又会发生什么变化呢？
【实验2-2】将一个干燥的坩埚加热(坩埚不便于观察，也可以用石棉网代替)，同时切取一块绿豆大的钠，迅速投入到热的坩埚中，继续加热坩埚片刻，待钠熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。
【学生观察现象并描述】钠受热后先熔化，再燃烧，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。
【教师活动】燃烧后的产物是淡黄色的，而不是白色的，可见不是生成了氧化钠，而是生成另一种物质，这种物质是过氧化钠，我们后续再学习它的性质。
【板书】 加热时 4Na + 2O2 
2Na2O2 (淡黄色固体)
【教师活动】钠除了能与氧气反应外，还能与其他非金属单质直接化合，如：
【板书】2Na + Cl2 
2NaCl
2Na + S 
Na2S
【教师活动】我们前面讲了钠单质可以保存在煤油当中，那能不能保存在水中呢？
【学生讨论】不能，因为水的密度比钠的密度大，钠会浮在水面上，起不到隔绝空气的作用。
【教师活动】钠单质不能保存在水中只是因为密度的原因吗？还有没有其他原因呢？钠与水会反应吗？如果能反应的话，产物又会是什么呢？(提示：从物质组成及氧化还原反应的角度，预测钠与水反应的生成物)
【学生讨论】钠的还原性很强，有可能与水发生反应，并且是金属单质和化合物之间的置换反应，产物可能是氢气或氧气。根据氧化还原反应原理，钠只能失电子，化合价升高，必然有元素化合价降低，而整个反应物中只有氢元素的化合价可以降低，氢元素化合价降低则生成氢气。
此外，生成物中一定有钠元素和氧元素，又知Na2O与水反应，所以生成物还有NaOH。
【学生分组实验探究】在烧杯中加入一些水，滴加几滴酚酞溶液，然后把一块绿豆大的钠放入水中，观察现象并填表。（从钠在水中的位置、钠的形状的变化、溶液颜色的变化等方面观察和描述实验现象）
【填表】
实验现象 | 分析及结论 | |
钠在水中的位置 | 浮在水面上 | ρ(Na)<ρ(H2O) |
钠的形态变化 | 熔化成光亮的小球 | 钠与水反应放热，钠的熔点低 |
钠的运动 | 四处游动 | 反应产生气体 |
反应的声音 | 嘶嘶的响声 | 钠与水反应剧烈 |
溶液颜色的变化 | 变成红色 | 有碱性物质生成 |
【总结】溶液变红可证实生成了NaOH，生成的气体为氢气，我们也可以通过实验来探究。
【实验设计】将一小块金属钠放入到装有水的小试管中，然后用带有橡胶管的橡胶塞塞住小试管，将反应产生的气体通入到肥皂泡中，再用带火星的木条刺破肥皂泡，听到尖锐爆鸣声或噗的一声，证明是H2。
【板书】2、钠与水的反应
现象：浮、熔、游、响、红
化学方程式：2Na + 2H2O =2NaOH + H2↑
离子方程式：2Na + 2H2O=2Na＋ + 2OH－ + H2↑
实质：钠置换水电离出的H＋生成H2
判断正误：
(1)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体( )
(2)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同( )
(3)等质量的钠无论生成氧化钠、过氧化钠还是它们的混合物，转移的电子数均相同( )
(4)钠失火时不能用水扑灭，应该用沙土盖灭( )
(5)钠与水反应的离子方程式为Na+H2O=Na＋+OH－+H2↑( )
【感想】火灾灭火，我们必须了解燃烧物品的化学性质，有针对性采取有效措施实施灭火。
练习3：下列关于钠的叙述正确的是（ ）
A.钠是银白色的金属，硬度很大
B.钠与水反应，钠作还原剂，水作氧化剂
C.金属钠在空气中燃烧生成氧化钠
D.金属钠的熔点很高
练习4：下列关于钠的叙述错误的是 （ ）
A.钠元素只能以化合物的形式存在于自然界中
B.金属钠可以保存在煤油中
C.钠燃烧时发出黄色的火焰
D.金属钠着火时，可以用泡沫灭火器(主要成分：H2O)灭火
【拓展延伸】西汉《淮南万毕术》有记载“曾青得铁化为铜”，曾青又名胆矾，这是湿法炼铜的原理：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。在金属活动性顺序中，钠也在铜的前面，所以有人说“将钠加入到硫酸铜溶液中，也会置换出铜”。大家怎么看？
【学生交流、讨论】赞同。不赞同，钠与水反应很激烈，会与硫酸铜溶液中的水直接反应，不会置换出铜。
【实验探究】在烧杯中加入适量的硫酸铜溶液，然后放入一块绿豆大小的钠，观察现象。
实验现象：浮、熔、游、响、蓝色沉淀。
【结论】实验中无红色固体产生，没有置换出铜，而是有蓝色沉淀生成，产物有Cu(OH)2。
【板书】3、钠与盐溶液的反应（以硫酸铜溶液为例）
现象：浮、熔、游、响、蓝色沉淀
2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 + H2↑
反应历程：
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
结论：钠与盐溶液的反应，实质为钠与水反应。
练习5：下列反应的离子方程式正确的是 ( )
A.钠与水反应：Na+2H2O=Na++2OH－+H2↑
B.钠与CuSO4溶液反应：2Na+Cu2+=Cu+2Na+
C.钠与盐酸反应：Na+2H+=Na++H2↑
D.钠与氯化钾溶液反应：2Na+2H2O=2Na++2OH－+H2↑
练习6：将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有白色沉淀产生的是______________。
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③饱和NaCl溶液
④饱和澄清石灰水 ⑤FeCl3溶液 ⑥Ca(HCO3)2溶液
【课堂总结】我们通过几个实验认识了钠的物理性质；理解了钠具有较强的还原性，钠极易被氧气氧化，与水剧烈反应，与盐溶液的反应实质上也是与水反应。通过实验认识钠与氧气反应因条件不同，发生的反应不同，得到的产物不同。通过钠与水反应、钠与盐溶液反应的探究，建立了观点、结论和证据之间的逻辑关系。
【课后对点练】
题组一 金属钠的物理性质及存在
1.下列有关钠的物理性质的叙述正确的是 （ ）
①银白色金属 ②质软，可以用小刀切 ③熔点低于100 ℃ ④密度比水小 ⑤热和电的良导体
A.仅①②④⑤ B.仅①②③④
C.仅①③④⑤ D.①②③④⑤
题组二 钠与氧气反应
2.下列说法错误的是 （ ）
A. 钠在常温下就容易被氧化
B.钠受热后能够着火燃烧
C.钠在空气中缓慢氧化能自燃
D.钠在空气中燃烧比在空气中更为剧烈
3.等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块与足量氧气在常温下充分反应，则下列说法正确的是 （ ）
A.第一块钠失去电子数多
B.两块钠失去的电子一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大
D.两块钠的反应产物质量一样大
题组三 钠与水的反应
4.某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的 （ ）
①钠的密度比水的小 ②钠的熔点较低
③钠与水反应时放出热量 ④钠与水反应后溶液呈碱性
A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
5.向一盛有水的烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中加入绿豆粒大小的金属钠，可能观察到的现象是 （ ）
题组四 钠与酸、碱、盐溶液的反应
6.将一小块钠投入到盛有氯化镁溶液的试管里，不可能观察到的现象是 （ ）
A.钠熔成小球并在液面上游动
B.有气体生成
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊
【作业布置】学法大视野
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