碱金属(精选16篇)
碱金属 第1篇
第一节 钠
教学目标
1.知识目标:知道钠的物理性质;理解和掌握钠的化学性质;了解钠的存在和用途。
2.能力目标:通过学生动手实验,培养学生的动手能力、观察能力和思维能力。
3. 德育目标:通过实验培养学生学习化学的兴趣,培养学生严谨求实的科学态度;指导学生用实验的方法认识物质的性质,教给学生初步的研究化学的一般方法;对学生进行安全教育和勤俭节约的教育。
教学重点和难点:
钠的化学性质。
教学方法:
边讲边实验。
实验准备:
1. 学生分组(24组):烧杯、三脚架、石棉网、酒精灯、火柴、镊子、小刀、滤纸(每组2张)、金属钠(大块)、酚酞试液、蒸馏水。
2. 教师演示:水槽、小试管、镊子、小刀、滤纸、金属钠、火柴、硫酸、空塑料瓶、胶塞、大头针、酒精灯。
[引言] 请同学门看课本上28页的章图,观察li,na,k,rb,cs的原子结构有什么相同点?由此可以推测应具有怎样的化学性质?
[讲述] 原子的最外层只有一个电子,li,na,k,rb,cs和fr的化学性质相似,且它们的氧化物的水化物是可溶于水的强碱,故称它们为碱金属元素。
[板书] 第二章 碱金属
[讲解] 碱金属的代表元素为na元素,本节课学习第一节 钠。
[板书] 第一节 钠
[投影] 本节课学习目标 强调钠的化学性质是本节课的学习重点
。
识 记 理 解 应 用
物理性质 √
化学性质 √ √ √
存在和用途 √
[板书] 一、钠的性质
[讲述] 本节课我们准备运用实验的方法去探究钠的性质。
[阅读] 学生阅读实验报告的内容。
[讲述] 实验操作要求
本节课需要完成的实验1、钠在空气中燃烧 2、钠与水的反应。
实验时注意:1、取用钠时,打开瓶塞闻一下瓶中液体的味道(是煤油)。思考钠为什么不暴露在空气中?
2、用镊子夹取钠,不能用手拿考虑为什么?
3、大块钠切割时你能获得什么现象和结论?(特别注意钠块断层的变化)在玻璃片上切割时镊子要夹紧,刀不要切手,余下的钠放回瓶中,切下的钠用滤纸吸干煤油。
4,实验中同学们要团结,相互协作,在实验过程中要认真仔细,全面观察,积极思考依据什么观象,能得出什么结论。
[学生进行实验] 学生实验时,教师要巡回查看指导,实验完毕让学生对实验报告整理。
[提问],通过刚才的实验,依据什么现象,推出钠有什么性质;其中哪些是物理性质,哪能些是化学性质?
学生发表自己的观点,并请其他学生评价,补充,完善。
然后由教师和一名学生完成课本实验[实验2-4]
[投影]
1,物理性质:
(1)硬度小
(2)熔、沸点低,熔点97.81 ℃
沸点882.9℃
(3)密度小 0.97 g/cm3
(4)银白色光泽 (5),导电,导热
2,化学性质:
(1).与氧气反应:
4na+o2=2na2o2 2na+o2点燃 na2o2
(2).与水反应:
2na+2h2o=2naoh+h2
[学生练习],标出上述反应电子转移的方向和数目,指出还原剂
[讲解] 从氧化还原角度看,在上述反应中,钠均失去电子做还原剂,是一种活泼的金属,具有强还原性,也能和其它氧化剂,如氯气,硫反应。
3,与氯气,硫反应
[练习] 写出na与cl2,s反应的化学方程式:
[提问]金属钠为何保存在煤油中?为何能保存在煤油中?
[学生讨论回答]:钠易与空气中的o2,h2o反应,所以应将金属钠与空气隔绝:因为钠比煤油重且不与煤油反应,所以保存在煤油中。
三,钠的存在和用途
[学生阅读],指导学生阅读课本,归纳出钠的存在和主要用途。
[投影]. 1.存在:化合态,如:nacl,na2so4,na2co3等
2.用途: (1)过氧化钠
( 2).制k-na合金,做原子反应堆的导热剂(钠的导热剂)
( 3).高压钠灯
(4).还原贵重金属
思考题:金属钠比铜活泼,能否从硫酸铜溶液中置换单质铜。
学生推测得 1,能 2,不能
[演示] 请一名学生操作:将一小块金属钠投入硫酸铜溶液中,让观察实验现象,推断产物并写出化学方程式。
2na+2h2o+cuso4=cu(oh)2 +na2so4+h2↑
[作业] 课本第31页 三,四,五。
高密一中 邹希贞
第二节 钠的化合物
教学目标
1、 知识目标
(1)、了解钠的化合物的主要用途
(2)、掌握钠的两种氧化物及碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其性质之间的差异
(3)了解碳酸钠和碳酸钠的鉴别方法
2、 能力目标
(1)培养学生的观察能力
(2)训练学生用对比的方法认识事物和全面的分析事物的逻辑思维能力
(3)完善学习的实验能力和创造思维能力
3、 德育目标
(1) 刺激学生的求知欲望和学习期望;培养学生认真细致和严谨求实的科学态度
(2) 通过我国著名化学家侯得榜对世界制碱工业、中国化学工业作出的巨大贡献,对学生进行爱国主义教育。
教学重点: 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:引导探究教学法。
教学过程:
[引入] 展示盛在试剂瓶中na2o和na2o2样品,请学生观察并思考:它们是金属钠与氧气在什么条件下化合生成的?写出化学反应方程式,标明电子转移的方向的数目。请两位同学板演。
4na +o2=2na2o 2na +o2点燃na2o2
[过渡] na2o和na2o2都是钠的含氧化合物这节我们学习——————
[板书] 第二节 钠的化合物
一、 钠的氧化物
[提问]:通过对钠的氧化物观察,你能认识钠的氧化物的哪些物理性质?请列表加以对比。
[投影]
化学式 na2o na2o2
颜色 白色 淡黄色
状态 固态 固态
[追问] 对钠的氧化物物理性质,还能了解它们的溶解性,根据你了解的na2o的性质, na2o在水中仅使溶解过程吗?学生思考并回答:na2o在水中不是简单的溶解,而是与水发生了反应。并让学生写出化学方程式。
[板书] na2o +h2o=2naoh
[过度] na2o与水发生化学反应,已经属于化学性质。na2o2是否能表现类似的性质?
[演示][实验2-5]把水注入盛有na2o2固体的试管中,用带火星的木条放在试管口,检验生成的气体。并向试管中注入酚酞试剂。
[提问] 你观察到什么现象?由此可推出反应产物是什么?
[学生问答] 产生使带火星木条复燃的气体-o2
无色溶液变为红色-有碱生成,推知为naoh
. [板书] 2na2o2+2h2o =4naoh+o2
[讲解] na2o2与水发生反应,生成naoh和o2,请同学们分析反应的化学原理。并标出电子转移的方向和数目,指出氧化剂
[板书]
2na2o2+2h2o =4naoh+o2↑
[演示] 向品红溶液中加入少量na2o2
[思考] 这说明na2o2具有什么样的作用,为什么会有这种作用
[讲解] na2o2中-1价的氧元素具有强氧化性,所以能使品红等有机色质褪色,表现漂白性,可以来漂白织物,麦杆,羽毛等。
[演示] 请一位同学上讲台演示[实验2-6],以说明na2o2与水反应是一放热反应。
[讲解] na2o与co2反应生成na2co3
[板书] na2o + co2 = na2co3
[追问] na2o2与co2的反应情况是怎样的呢?
根据na2o2中氧元素的化合价特征及na2o2与h2o反应的反应类型,讲解na2o2与co2的反应
na2o和na2o2性质对比
↑
化学式 na2o na2o2
颜色 白色 淡黄色 状态 固态 固态
与水反应 na2o+h2o=2naoh 2na2o2+2h2o=4naoh+o2↑
与co2反应 na2o+co2=na2co3 2 na2o2+2co2=2 na2co3 + o2
用途 漂白剂供氧剂
[过渡] 钠的重要化合物还有碳酸钠和碳酸氢钠
[板书] 碳酸钠和碳酸氢钠
一物理性质
[展示] 请学生观察试剂瓶中的无水碳酸钠,碳酸钠,十水碳酸钠晶体的颜色,状态。检验它们是否溶于水:取碳酸钠,碳酸氢钠各少量,分别装入试管中,加5-6毫升水,振荡,观察有什么现象。
[结论] 均溶于水。碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠。
[板书]
二化学性质
[演示] [实验2-7]在两支试管中分别加入3ml稀盐酸,将两个各装有0.3gna2co3或nahco3粉末的小气球分别套在两支试管口,观察现象。
[现象] 气球均膨胀起来,盛nahco3的气球膨胀的快,体积大。
[说明] nahco3与盐酸反应比na2co3与盐酸剧烈得多,并且生成气体多。
[练习] 写出上述反应的化学方程式并改写成离子方程式。请两个学生板演。
【学生观察】表面皿中昨天放置的结晶碳酸钠和试剂瓶里的结晶碳酸钠有什么不同?这是什么现象?若加热十水碳酸钠,有什么现象?能写出化学反应方程式吗?
【板书】3、受热分解
na2co3·10h2o====na2co3 + 10h2o
【教师引导】无水碳酸钠能继续分解吗?
【演示】[实验2-8] 把na2co3放在试管里,约占试管容积的1/6,往另一支试管里倒入澄清的石灰水,然后加热。观察现象,换上一支放入同样nahco3的试管,加热。观察现象。
现象:na2co3受热没有变化;
nahco3受热时,试管口内壁有细小无色液滴,澄清石灰水变浑浊。
【板书】2nahco3===na2co3 + co2↑+ h2o
结论:热稳定性 na2co3>nahco3
可利用上述的反应来鉴别na2co3和nahco3。
【介绍生活常识】发酵粉;面碱、小苏打的日常生活中的应用。总结碳酸钠、碳酸氢钠的用途。
引导学生思考、讨论,在不断完善的过程中完成填写下表:
化学名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学组成
(化学式) 无水物 结晶水合物 nahco3
na2co3 na2co3·10h2o
俗称 纯碱、苏打 小苏打
晶体颜色 无水物 结晶水合物 白色晶体
白色粉末 无色晶体
溶解性(水中) 大 较大
与盐酸反应 na2co3 + 2hcl=2nacl + co2↑+ h2o nahco3 + hcl=nacl + co2↑+ h2o
热稳定性 受热不分解 2nahco3==== na2co3 + co2↑+ h2o
[阅读]
通过我国著名化学家侯德榜对世界制碱工业和我国化学工业做出的巨大贡献,激励学生为建设好自己的祖国发愤读书。
【探索性研究】某未知溶液中加入盐酸产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中一定
⑴可能含co32-离子;
⑵可能含hco3-离子;
⑶同时含co32- hco3离子。
到底是哪种情况呢?请同学们课后设计实验,到实验室通过实验证明。
【作业】三、四。
高密一中 邹希贞
第三节 碱金属元素
第 一 课 时
教学目标:
1.知识目标:使学生了解碱金属的性质、化学性质和原子结构,并能运用原子结 构的初步知识来了解它们在性质上的差异极其递变规律。
2.能力目标:培养和发展学生的自学能力、观察能力和创新能力。
3.德育目标:培养学生的辨证唯物主义观点,对学生进行科学态度和科学方 法的教育。
教学重点:碱金属元素的性质,以及跟原子结构的关系。
教学难点:科学方法模式的训练,碱金属的化学性质。
教学方法:启发式教法。
教学用品:
1. 学生用品(两人一组):金属钾、滤纸、小刀、石棉网、酒精灯、铁架台(带铁圈)、火柴、镊子。
2. 教师用品:除学生实验用品外。
3. 还需要蒸馏水、酚酞溶液、锥型瓶、玻璃片、投影仪、投影片。
教学过程:
[提问] 碱金属元素包括哪几种元素?
[板书] 锂(li)、钠(na)、钾(k)、铷(rb)、铯(cs)、钫(fr)。
由于它们的氢氧化物都是易溶于水的强碱,故有碱金属元素之称。
[引入] 这些元素之间存在着某种内在联系,这种内在联系是什么呢?下面我们将从它们的结构特征和性质等方面进行探讨。由于钫是放射性元素,暂时不讨论。
[板书] 第三节 碱金属元素
1、 碱金属元素的原子结构和碱金属的性质。
(一)、碱金属元素的原子结构
[投影](表2-2碱金属元素的原子结构)
[讨论] 分析表2-2碱金属元素的原子结构,可发现什么规律?(前后四人为一组,展开讨论)。
[板书] (学生小结)
1.相同点:最外电子层上都只有1个电子。
2.递变规律:从锂到铯核电荷数增大,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
[讲述]碱金属元素在原子结构上有一定的相似性及递变规律。我们知道,结构决定性质,因此,我们可以推测碱金属在性质上也存在相似性和递变规律。下面,我们先研究它们的物理性质,请同学们先阅读教材表2-1及其有关的内容,然后进行以下讨论。
[讨论] 碱金属的主要物理性质有那些相似性及递变规律?
[板书] (二)、碱金属的物理性质
[投影] (学生小结)
碱金属的物理性质:
1.相似性:(1)银白色(铯略带金色) (2)硬度小 (3)密度小
(4)熔点低 (5)导热导电
2.递变性:从锂到铯
(1)、密度呈增大趋势
(2)、熔点、沸点逐渐降低。
[讲述] 一般的说随着原子序数的增加,单质的密度增大。但从na到k出现了“反常”现象,根据密度公式,na到k的相对原子量增大所起的作用小于原子体积增大所起的作用,因此钾的密度比钠的密度小。
通过上面的讨论可以得知,碱金属的主要物理性质跟结构一样存在着一定的相似性及其递变性。那么在化学性质上是不是也存在着一定的相似性和递变性呢?
[讨论] 根据碱金属的原子结构,推测碱金属的化学性质的相似性和递变性。
[学生小结] 碱金属元素的最外电子层上都只有一个电子,因此可以推测它们都与钠相似,都能与氧气等非金属以及水等起反应。但由于从锂到铯核电荷数增大,电子层数增多,所以它们在化学性质上也有一定的差异。也存在着递变规律。
[板书](三)碱金属的化学性质
1。碱金属与非金属的反应
[讲述]同学们的推测是否正确,还需要通过实验进行论证。
[学生实验] 用镊子取一小块钾,擦干表面的煤油后,放在石棉网上加热,观察发 生的现象。
[提问]观察到哪些现象?比较与钠的在空气中燃烧的现象有什么差异?
(学生回答)钾熔化成小球,剧烈燃烧,钾比钠在空气中燃烧更剧烈。
[提问]从上述现象比较钠与钾的失电子的能力和金属性。
(学生回答)钾比钠更易失去电子,金属性更强。
[讲述]钾燃烧后生成的是比过氧化钾更复杂的氧化物,由于大纲和教材不要求,我们就不讨论了,有兴趣的同学可以在课后查阅有关的资料进行学习。下面我们观察钾与水是如何进行反应的
[板书]2、碱金属与水的反应
[演示实验]教材[实验2-10]
[提问]在上述实验中能够观察到什么实验现象?
(学生回答)钾块浮在水面上,熔化成光亮的小球,在水面上迅速游动,发出嘶嘶声,溶液变红。
[提问]钾与钠分别与水反应何者更强烈?
(学生回答)钾更剧烈。
[提问]根据上述实验现象可得出什么结论?
(学生回答)钾密度比水小,熔点较低,与水反应是放热反应,生成物中一种是氢气,另一种是氢氧化钾。
[课堂练习] 写出钾与水反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。
[学生板书] 2k +2h2o === 2koh + h2↑
[提问] 根据上述实验事实,比较钾与钠的失电子能力和金属性强弱顺序。
(学生回答)钾比钠易失去电子,金属性更强。
[讨论]阅读教材中碱金属反应的有关内容,结合上述两个实验,总结碱金属性质的有关的规律。
(学生小结):
[投影] 碱金属的化学性质
相似性:1、都能与氧气等非金属反应
4li +o2 ====2li2o
2na + s===na2s
2、都能与水反应,生成氢氧化物和氢气
3、均为强还原剂:m - e- ===m+
从锂到铯递变规律:
1、 与氧气反应越来越剧烈。
2、 与水反应越来越剧烈。
3、 金属性逐渐增强。
[叙述] 从上面的实验及大量事实证明,同学们前面根据原子结构所作的推论是合理的,也是正确的,今后我们在学习中要学会这种方法。由于碱金属的化学性质都非常活泼。因此,它们在自然界中都以化合态存在,碱金属的单质都由人工制得。实验室保存碱金属时,都要密封保存,以隔绝空气,如把k、na保存在煤油中。li因密度小于煤油,而应存放在石蜡中。
[投影] 巩固练习
1、 下列叙述正确的是( )。
(a) 锂可以保存在煤油中
(b) 钾在空气中燃烧生成过氧化钾
(c) 从锂到铯其密度逐渐增大
(d) 从锂到铯其熔、沸点逐渐降低
2、 碱金属在与氧气、氯气以及水的反应中有什么共同点?
4、 碱金属在与盐溶液反应时有什么共同点?
[小结]
碱金属(m):li na k rb cs
⑴原子半径
⑵失e-能力
⑶金属性
⑷单质还原性
⑸moh碱性
⑹m与h2o反应
⑺m与o2反应
⑻m+的氧化性
⑼熔点、沸点
⑽硬度
⑾密度
结构决定性质,性质反映结构。
[作业]
p40:三、四
碱金属 第2篇
[教学过程]
课前练习:
金属钠在空气中长时间放置的最终产物是( )
A.Na2O B.NaOH C. Na2CO3 D.Na2O2
(请写出有关反应的化学方程式)
[新课引入]
钠的是一种非常活泼的金属,在自界没有游离态的金属钠存在,通过上面的练习,我们知道,它在空气中经过了复杂的反应,但最终产物是碳酸钠,我们在初中也学过碳酸钠的一些的性质,现在大家一起回忆一下碳酸有哪些化学性质呢?(可以与酸及某些盐发生反应),碳酸钠是钠的一种重要化合物,除此之外钠的化合物还有哪些?(氢氧化钠.氧化钠.过氧化钠.硫酸钠等),碳酸氢钠是碳酸钠的酸式盐,那么它与碳酸钠是否有类似的性质呢?这节课就让我们一起通过实验来研究这两种物质的有关性质.
[板书]:碳酸钠与碳酸氢钠
[过渡]:我们这节课主要讨论它们的化学性质
由于它们都是碳酸这种弱酸的盐,那么大家想象它们共同的性质是什么呢?是不是都能与某种物质反应生成CO2呢?
[板书]:(1)与酸的反应
[练习]写出碳酸钠.碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式,如果属于离子反应, 请写出离子反应方程式.
[过渡] 碳酸钠和碳酸氢钠都能与酸反应,现在让我们再来研究一下碳酸钠和碳酸氢钠在热稳性上是不是一样,能否根据已有知识来判断,如果它们受热分解,产物可能是什么呢?如何证明有二氧化碳产生呢?让我们先来做一个实验。
[演示实验]分别加热碳酸钠 碳酸氢钠
[板书](2)热稳定性:
2NaHCO3 ======Na2CO3 + CO2↑ + H2O
Na2CO3与NaHCO3热稳定的差别可以用来鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
[板书](3)用途:
Na2CO3: 制皂 玻璃 造纸 纺织
NaHCO3: 发酵粉 灭火器 治胃酸过多
巩固练习:
1.如何除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3? [指导练习] 除杂:(1)除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠;(2)除去碳酸氢钠溶液中少量的碳酸钠
2.往碳酸钠溶液加入下列物质,能反应但观察不到明显现象的是( )
A.Ca(OH)2 溶液 B.Na2O2 固体 C.盐酸 D.Na2O固体
[教学目的]
1.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其性质之间的异同以及它们的主要用途
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,培养学生认真负责和严谨求实的科学态度.
[教学重点]
碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法
[教学难点]
碳酸钠和碳酸氢钠的性质差别的原因
[教学方法]
对比法、实验探索法.
[教学用具]
投影仪.实物演示实验仪器
我们过去学过泡沫灭火器,泡沫灭火器筒内装的是饱和碳酸氢钠溶液与发泡剂的混合液,玻璃瓶里装的硫酸铝的饱和溶液。
把灭火器倒转时,筒内的两种药液相互混和后,发生如下的反应:
A12(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3+6CO2↑
大量的二氧化碳跟发泡剂形成泡沫,从喷嘴中喷射出来,覆盖在燃烧物上,使燃烧物隔绝空气和降低温度,达到灭火的目的。最终是由于二氧化碳比空气的密度大,灭火时,二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中,降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度,产生窒息作用而灭火。其实泡沫灭火器是二氧化碳灭火器的一种, 二氧化碳灭火器主要包括泡沫灭火器、干粉灭火器及液体二氧化碳灭火器。
干粉灭火器内充装的是干粉灭火剂。干粉灭火剂在消防中是广泛应用的,如碳酸氢钠干粉、改性钠盐干粉、钾盐干粉、磷酸二氢铵干粉、磷酸氢二铵干粉、磷酸干粉和氨基干粉灭火剂等。干粉灭火剂主要通过在加压气体作用下喷出的粉雾与火焰接触、混合时发生的物理、化学作用灭火:一是靠干粉中的无机盐的挥发性分解物,与燃烧过程中燃料所产生的自由基或活性基团发生化学抑制和副催化作用,使燃烧的链反应中断而灭火;二是靠干粉的粉末落在可燃物表面外,发生化学反应,并在高温作用下形成一层玻璃状覆盖层,从而隔绝氧,进而窒息灭火。另外,还有部分稀释氧和冷却作用。那么碳酸氢钠干粉灭火器就是利用了它的不稳定性。,受热分解产生的二氧化碳气体对空气产生稀释作用
在常压下,液态的二氧化碳会立即汽化,一般1kg的液态二氧化碳可产生约0.5立方米的气体。另外,二氧化碳从储存容器中喷出时,会由液体迅速汽化成气体,而从周围吸引部分热量,起到冷却的作用。
清水灭火器中的灭火剂为清水,它主要依靠冷却和窒息作用进行灭火。
简易式灭火器 简易式灭火器适用于家庭使用,简易式1211灭火器和简易式干粉灭火器可以扑救液化石油气灶及钢瓶上角阀,或煤气灶等处的初起火灾,也能扑救火锅起火和废纸篓等固体可燃物燃烧的火灾。简易式空气泡沫适用于油锅、煤油炉、油灯和蜡烛等引起的初起火灾,也能对固体可燃物燃烧的火进行扑救。
碱金属 第3篇
第三节 碱金属元素
1.使学生了解碱金属的物理性质和化学性质,并能运用原子结构的初步知识来了解它们在性质上的差异及递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
2.使学生了解焰色反应,并能利用焰色反应检验钾、钠及其化合物。
3.对学生进行科学方法的训练。
碱金属元素的性质以及原子结构的关系。
教学方法模式的训练。
第一课时:投影仪、铁架台(带铁圈)、石棉网、酒精灯、烧杯、玻片、水、金属钠、钾、酚酞溶液。
第二课时:投影仪、酒精灯、装在玻棒上的铂丝,Na2CO3、CuSO4、KCl、BaCl2、CaCl2溶液蓝色钴玻璃。
共2课时
第一课时:碱金属元素的原子结构和碱金属的性质。
第二课时:焰色反应及相关练习。
★第一课时
[复习提问]碱金属元素的家庭成员有哪些?为什么把它们称做碱金属?
[引言]本节课我们就来系统地学习碱金属元素。
[板书] 第三节 碱金属元素
[讲解]人们把锂、钠、钾、铷、铯等叫做碱金属,并把它们放在一起研究,说明它们之间存在着某种内在的联系。这种内在的联系是什么呢?下面,我们将从它们的结构特征和性质等来进行探讨。
[板书]一、碱金属元素的原子结构
[教师]首先,我们来分析碱金属元素在原子结构上的差异。
[投影]
[学生分析总结]
[板书]相同点:最外层都只有一个电子。
不同点:随核电荷数的增多,电子层数增多,原子半径逐渐增大。
[讲解]根据碱金属元素在原子结构上的特点,我们可进行如下分析:由于元素化学性质与元素原子的最外层电子数密切相关,碱金属元素原子的最外层上都只有一个电子,因此它们应该具有相似的化学性质,由此可推知它们也应该像碱金属的代表物钠一样,在化学反应中易失去一个电子,形成+1价的阳离子,并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。
现在,我们用实验来证明这个推测。
[板书]二、碱金属的化学性质
[演示实验2—9]取Na、K同时放在石棉网上灼烧。
[演示实验2—10]Na、K分别与水反应。
[讲解]实验证明,Na、K具有相似的化学性质。K比Na更容易燃烧,K与水反应比Na与水反应更剧烈,说明K的金属性要比Na强。
元素的结构决定了元素的性质。如果说K与Na的化学性质相似是由于碱金属元素的最外层电子数相等而引起的,那么K比Na性质活泼又应该怎样解释呢?
[学生讨论并回答]
[教师总结]元素金属性的强弱,是由元素原子失电子能力的难易程度决定的。碱金属元素随核电荷数的增加,原子的电子层数逐渐增多,原子半径也逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱。因此,碱金属元素的原子失去最外电子层中电子的能力逐渐增强,也就是说从锂到铯,它们的金属性逐渐增强。所以,K与O2及水反应时要比Na剧烈。
综合上述实验及分析,我们可得出碱金属的以下性质:
2Na+O2======Na2O2
[教师]已知锂在空气中燃烧生成氧化锂,写出该反应的化学方程式。
[学生练习,教师板书]
4Li+O2======2Li2O
[讲解]Rb、Cs在室温时,遇到空气会立即燃烧。K、Rb等碱金属与O2反应,会生成比过氧化钠更复杂的氧化物。
碱金属除了能与O2反应外,还能与Cl2、S等大多数非金属发生反应,表现出很强的金属性,且金属性从锂到铯逐渐增强。
[过渡]除Na、K外,其他碱金属元素也都可以和水反应生成相应的碱与H2。
[板书]2.与水的反应
[教师]请大家写出Na、K、Rb分别与水反应的化学方程式。
[找一个同学上黑板板书]
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2K+2H2O====2KOH+H2↑
2Rb+2H2O====2RbOH+H2↑
[教师]预测它们与水反应的剧烈程度并证明理由。
[学生回答]
[讲解]上面的实验及大量事实说明,碱金属元素随核电荷数的增加,原子的电子层数增多原子半径增大,它们的金属性由锂到铯逐渐增强。
[过渡]由刚才我们所学的碱金属的化学性质可知,碱金属元素的化学性质随核电荷数的递增而呈现出一定的相似性和递变性。那么,碱金属的物理性质是否也符合上述规律呢?
大家分析课本上表2—1,并总结出碱金属元素物理性质的特点和递变规律。
[板书]三、碱金属的物理性质
[教师]请大家将分析结果填入下表:
[板书]
颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
密度变化
熔沸点变化
[学生活动,填表]
[讲解]因为锂的密度比煤油小,因此,不能保存在煤油里,通常保存在石蜡中。
[小结]碱金属元素原子结构上的相似性和递变性,决定了碱金属元素性质的相似性和递变性。
[投影练习]
1.下列有关碱金属元素的叙述,错误的是 ( )
A.单质是很强的还原剂
B.碱金属与非金属直接化合后都生成盐
C.随原子的电子层数的增加,单质的熔沸点降低
D.原子电子层越多,其单质与水反应越剧烈
E.钾是最活泼的金属
2.碱金属元素在自然界中以什么状态存在?说明理由。
[板书设计] 第三节 碱金属元素
一、碱金属元素的原子结构
相同点:最外层都只有一个电子。
不同点:随核电荷数的增多,电子层数增多,原子半径逐渐增大。
二、碱金属的化学性质
1. 与非金属的反应
2Na+O2======Na2O
4Li+O2======2Li2O
2.与水的反应
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2K+2H2O====2KOH+H2↑
2Rb+2H2O====2RbOH+H2↑
三、碱金属的物理性质
颜色
均为银白色(Cs略带金色)
硬度
柔软
密度
较小
熔沸点
较低
导电导热性
强
密度变化
逐渐增大(K特殊)
熔沸点变化
单质的熔沸点逐渐降低
[教学说明]本节课从实验对比和理论分析入手,总结出了碱金属元素性质的相似性及递变规律。教师在讲述本节课的同时,要特别注意启发,引导学生从物质的结构入手来分析物质的性质并逐渐使学生学会比较的学习方法,以此来培养学生分析问题、解决问题的能力,为以后学习元素周期律知识打下良好的基础。
碱金属 第4篇
讲义四 碱金属一.存在和制备1.存在由于碱金属的化学性质很活泼,所以它们以化合态状态存在于自然界中。在碱金属中,钠和钾在地壳中分布很广,两者的丰度都为2.5﹪。主要矿物有钠长石na[alsi3o8]、钾长石k[alsi3o8]、光卤石kcl.mgcl2.6h2o以及明矾石k2so4.al2(so4)3.24h2o等。海水中nacl的含量为2.7﹪,植物灰中也含有钾盐。锂的重要矿物为锂辉石li2o.al2o3.4sio2,锂、铷和铯在自然界中储量较少且分散,被列为稀有金属。2.制备由于碱金属的性质很活泼,所以一般都用电解它们的熔融化合物的方法制取。钠和钾主要用电解熔融的氯化物制取。①电解熔融的氯化纳制取金属钠电解用的原料是氯化钠和氯化钙的混合盐。若只用氯化钠进行电解,不仅需要高温,而且电解出来的钠易挥发(nacl的熔点为1073k,钠的沸点为1156k),还容易分散在熔融盐中,难以分离出来。假如氯化钙后,一则可降低电解质的熔点(混合盐的熔点约873k),防止钠的挥发,再则可减少金属钠的分散性,因熔融混合物的密度比金属钠大,钠易浮在上面。总反应:2nacl== 2na + cl2电解得到的钠约含有1﹪的钙。②热还原法制取金属的方法还有热还原法、金属置换法和热分解法。热还原法一般采用焦炭或碳化物为还原剂,例如:k2co3 + 2c == 2k + 3co2kf + cac2 ====caf2 + 2k + 2c③金属置换法钾、铷和铯虽然也可以用电解法制取,但常用强还原性的金属如na、ca、mg、ba等在高温和低压下还原它们氯化物的方法制取,例如:kcl + na ==nacl + k↑2rbcl +ca ==cacl2 + 2rb↑2csalo2 + mg == mgal2o4 + 2cs上面几个反应看起来都是较不活泼的金属把活泼金属从其盐类中置换出来,这似乎与金属的活动顺序相矛盾。而这个规律只能在水溶液的情况下应用,而上述反应都是在高温下进行的,所以不能应用。钠的沸点为1155.9k,钾的为1032.9k,钾在高温更易挥发,在分馏塔中利用钾在高温时挥发度大而分离出来。钾沸点低易挥发,钾易熔于熔融kcl中难以分离,在电解过程中产生的ko2与k会发生爆炸反应,所以一般不用熔融盐电解法制钾,主要用金属置换法等制取。④热分解法碱金属得化合物,如氰化物和叠氮化物,加热也能分解成碱金属。4kcn == 4k+ 4c + 2n22mn3 == 2m + 3n2 m = na、k、rb、cs铷、铯常用这种方法制备:2rbn3 === 2rb + 3n22csn3 === 2cs + 3n2碱金属的叠氮化物较易纯化,而且不易发生爆炸。这种方法是精确定量制备碱金属的理想方法。锂因形成很稳定的li3n,故不能用这种方法制备。二.单质的物理性质碱金属的单质除cs略带金色外,其它都具有银白色光泽。碱金属具有密度小、硬度小、熔点低、导电性强的特点,是典型的轻金属。li、na、k都比水轻,li是固体单质中最轻的,它的密度约为水的一半。该族金属单质之所以轻是因为它们在同一周期里比相应的其它元素原子量较小,而原子半径较大的缘故。由于碱金属的硬度小,所以na、k都可以用刀切割。切割后的新鲜表面可以看到银白色的金属光泽,接触空气后,由于生成氧化物、氮化物和碳酸盐的外壳,颜色变暗。碱金属在常温下能形成液态合金(77.2﹪k和22.8﹪na,熔点260.7k)和钠汞齐(熔点236.2k),前者由于具有较高的比热和较宽的液化范围而被用作和反应堆的冷却剂,后者由于具有缓和的还原性而常在有机合成中用作还原剂。na在实验室中常用来除去残留在各种有机溶剂中的水分。三.单质的化学性质碱金属可以与水反应。锂在与水反应中不熔化,钠与水反应剧烈,反应放出的热使钠熔化成小球。钾与水的反应更剧烈,产生的氢气能燃烧,铷、铯与水剧烈反应并发生爆炸。锂与水反应不如钠剧烈,这是因为(1)锂的熔点较高,反应时产生的热量不足以使它熔化,而钠与水反应时放出的热可以使钠熔化,因而固体锂与水接触的表面不如液态钠大;(2)反应产物lioh的溶解度较小,它覆盖在锂的表面,阻碍反应的进行。碱金属在室温下能迅速地与空气中的氧反应,所以碱金属在空气中放置一段时间后,金属表面就生成一层氧化物,在锂的表面上,除了生成氧化物外还有氮化物。na、k在空气中稍微加热就燃烧起来,而铷、铯在室温下遇空气就立即燃烧。 4li + o2 ==2li2o 6li + n2 ==2li3n 因此碱金属应保存在煤油中。li因密度小,可以浮在煤油表面上,所以将其浸在液体石蜡或封存在固体石蜡中碱金属最有兴趣的性质之一是它们在液氨中表现得性质。碱金属的液氨溶液呈蓝色,随着碱金属溶解量的增加,溶液的颜色变深。当此溶液中钠的浓度超过1mol/l以后,就在原来深蓝色溶液之上出现一个青铜色的新相。再添加碱金属,溶液就由蓝色变成青铜色。如将溶液蒸干,又可以重新得到碱金属。根据研究认为:在碱金属的稀氨溶液中碱金属离解生成碱金属正离子和溶剂合点子: m(s) + (x+y)nh3(l) m(nh3)+x + e(nh3)--y 因为离解生成氨合阳离子和氨合电子,所以溶液有导电性。此溶液具有高导电性主要是由于有溶剂合电子存在。痕量杂质如过渡金属的盐类、氧化物和氢氧化物的存在,以及光化作用都能促进溶液中的碱金属和液氨之间发生反应而生成氨基化物: na + nh3(l) == nanh2 + 1/2h2碱金属液氨溶液中的溶剂合电子是一种很强的还原剂。它们广发应用于无机和有机制备中。四.碱金属的化合物1.氧化物碱金属在空气中燃烧时,只有锂生成氧化锂(白色固体)。尽管在缺氧的空气中可以制得除锂以外的其它碱金属普通氧化物,但这种条件不易控制,所以其它碱金属的氧化物m2o必须采用间接方法来制备。例如,用金属钠还原过氧化钠,用金属钾还原硝酸钾,可以制得氧化钠(白色固体)和氧化钾(淡黄色固体): na2o2 + 2na == 2na2o 2kno3 + 10k == 6k2o + n2 碱金属氧化物m2o与水化合而生成氢氧化物(moh): m2o + h2o ==2moh碱金属氧化物m2o与水反应的程度,从li2o到cs2o依次加强。li2o与水反应很慢,但rb2o和cs2o与水反应时会发生燃烧甚至爆炸。2.过氧化物将钠加热至溶化,通入一定量的除去co2的干燥空气,维持温度在453~473k之间,钠即被氧化为na2o,进而增加空气流量并迅速提高温度至573~673k,可制得na2o2(淡黄色粉末): 4na + o2 ===== 2na2o 2na2o + o2 ===== 2na2o2 na2o2 与水或稀酸反应产生h2o2,h2o2 会立即分解放出氧气: n2o2 + 2h2o== h2o2 + 2naoh na2o2 + h2so4 ==h2o2 + na2so4 2h2o2 ==2h2o +o2↑所以na2o2可用作氧化剂、漂白剂和氧化剂。na2o2 与co2反应,也能放出氧气: 2na2o2 + 2co2 ==2na2co3 + o2 利用这一性质,na2o2在防毒面具、高空飞行和潜艇中用作co2的吸收剂和供氧化。过氧化钠是一种强氧化剂,它能将矿石中硫、锰、铬、钒、锡等成分氧化成可溶性的含氧酸盐,而从试样中分离出来,因此常用作分解矿石的熔剂。例如 cr2o3 +3na2o2 ==2na2cro4 + na2o mno2 +na2o2 ==na2mno4由于na2o2有强碱性,熔融时不能采用磁制器皿或石英器皿,宜用铁、镍器皿。由于它有强氧化性,熔融时遇到棉花、炭粉或铝粉会发生爆炸,使用时应十分小心。3.氢氧化物碱金属的氢氧化物对纤维和皮肤有强烈的腐蚀作用,所以称他们为苛性碱。naoh和koh通常分别称为苛性钠(又名烧碱)和苛性钾。除了lioh外,其余碱金属的氢氧化物都易溶于水,并放出大量的热。在空气中容易吸湿潮解,所以固体naoh是常用的干燥剂。它们还容易与空气中的co2反应而生成碳酸盐,所以要密封保存。但naoh表面总难免要接触空气而带有na2co3,如果在化学分析工作中需要不含na2co3的naoh溶液,可先配制naoh饱和溶液,na2co3因不溶于饱和的naoh溶液而沉淀析出,静置,取上层清液,用煮沸冷却的新鲜水稀释到所需的浓度即可。碱金属的氢氧化物的突出化学性质是强碱性。它们的水溶液和熔融物,既能溶解某些两性金属(al、zn)及其氧化物,也能溶解许多非金属(si、b)及其氧化物。 2al+ 2naoh + 6h2o==2na[al(oh)4]+3h2 即2al+ 2naoh+ 2h2o == 2naalo2 + 3h2 al2o3 +2naoh ==2naalo2 +h2o si+2naoh +h2o ==na2sio3 + 2h2 sio2 + 2naoh == na2sio3 + h2o熔融的naoh腐蚀性更强,工业上熔融的naoh一般用铸铁容器,在实验室可用银或镍的器皿。naoh能腐蚀玻璃,实验室盛naoh溶液的试剂瓶,应用橡皮塞,而不能用玻璃塞,否则存放时间较长,naoh就和瓶口玻璃中的主要成分sio2反应而生成粘性的na2sio3而把玻璃塞和瓶口粘在一起。naoh的制备:工业上,电解饱和食盐水法: 2nacl + 2h2o ==== 2naoh + cl2 + h2如需要少量naoh,也可用苛化法制备,即用消石灰或石灰乳与碳酸钠浓溶液反应: na2co3 + ca(oh)2 == caco3 + 2naoh溶解度的变化:碱金属氢氧化物在水中的溶解度很大(lioh例外),并全部电离。该族元素的氢氧化物的溶解度从上到下是逐渐增大的。因为从lioh到csoh随着阳离子半径的增大,阳离子和阴离子之间的吸引力逐渐减少,roh晶体能量越来越容易白日水分子拆开。碱性变化:为什么碱金属的碱性特别强?一方面由于它们在水溶液中有较大的溶解度,可以得到浓度较大的溶液;另一方面,它们在水中几乎完全电离,因此可以得到高浓度的oh-离子,oh-离子浓度越大,碱性越强。碱金属的氢氧化物是最强的碱。4.盐类溶解性:最大特征是易溶于水,并且在水中完全电离,所有碱金属离子都是无色的。只有少量碱金属盐是难溶的,它们的难溶盐一般都是由大的阴离子组成,而且碱金属离子越大,溶盐的数目越多。钾盐和钠盐性质的差异:a.溶解度:钠、钾盐的溶解度都比较大,相对来说,钠盐更大些,但nahco3溶解度不大,nacl的溶解度随温度的变化不大,这是常见的钠盐中溶解度叫特殊的。b.吸湿性:钠盐的吸湿性比相应钾盐强。因此,化学分析工作中常用的标准试剂许多是钾盐,在配制炸药是用kno3或kclo3而不用相应的钠盐。c.结晶水:含结晶水的钠盐比钾盐多,如na2so4·10h2o、na2hpo4·12h2o等。钠的化合物与相应钾的化合物性质上一般相似,钠的化合物价格要便宜一些,故一般多使用钠的化合物,而不用钾的化合物。但要注意某些特殊情况,如钾肥不能用钠的化合物代替,制硬质玻璃必须用k2co3,制黑火药一定要用kno3等。形成结晶水合物的倾向:一般说来,离子越小,它所带的电荷越多,则作用于水分子的电场越强,它的水合热越大。碱金属离子是最大的正离子,离子电荷最少,故它的水合热常小于其它离子,易形成水合物。碱金属的水合能力从li到cs是降低的,几乎所有的锂盐都是水合的,钠盐约75﹪是水合的,钾盐有25﹪是水合物,铷盐和铯盐仅有少数是水合盐。热稳定性:碱金属卤化物在高温时挥发而难分解,硫酸盐在高温下既难分解又难挥发,碳酸盐除li2co3在1543k以上分解为li2o和co2外,其余更难分解,唯有硝酸盐热稳定性较低,加热到一定温度就可以分解,如: 4lino3 ==== 2li2o + 4no2 + o2 2nano3 ==== 2nano2 + o2 2kno3 === 2kno2 +o2 掌握候氏制碱法的原理对角线规则:在周期表中某一元素的性质和它左上方或右下方的另一元素性质的相似性,成为对角线规则。这种相似性比较明显的表现在li和mg、be和al、b和si三对元素之间锂和镁性质上的相似性表现如下:a.li和mg在过量氧气中燃烧,并不生成过氧化物,只生成正常氧化物。b.li和mg的氢氧化物在加热时,可分解为li2o和mgoc.li和mg的碳酸盐不稳定,分解产生相应的氧化物li2o、mgo和co2d.li和mg的某些盐类如氟化物、碳酸盐、磷酸盐等均难溶于水e.li+和mg2+的水合能力均较强练习:1.室温时,在空气中保存金属li和钾时,会发生哪些反应,写出所有的反应方程式2.金属钠应如何贮存?将钠放入液氨中情况如何?3.商品naoh中为什么常含有杂质na2co3?怎样用最简单的方法加以检验?如何除去它?4.为了使鱼苗顺利运输,必须满足三个条件:①需要保持适量的氧气 ②使鱼苗呼出的二氧化碳及时排出 ③防止细菌大量繁殖。已知下述四种物质加入水中都可起到供氧灭菌作用,过氧化钙极微溶于水,生成氢氧化钙和氧气.在长距离运输鱼苗的水中,最好加入----- a.过氧化钠 b.氯水 c.过氧化钙 d.双氧水5下列盐溶液中,加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入稀硝酸振荡,白色沉淀不消失的是----------------------------------- a.na2 so3 b.k2 co3 c.na3 po4 d.na2 sio36将过氧化钠投入到氯化亚铁溶液中,可观察到的现象是-- a.最终生成白色沉淀 b.最终生成红褐色沉淀 c.有气泡产生 d.无变化7下列各组金属混和物的质量相同,它们分别跟足量盐酸反应,在相同的条件下产生的氢气体积也相同,则其中锌的含量最多的是 a.锌和铁 b.锌和铝 c.锌和镁 d.锌和钠8下列物质各1摩,分别加水成1升溶液,相同温度下所得溶液的质量分数浓度最小的是---------------------------------------------------- a.cao b.so3 c.kno3 d.na2o29某无水盐r,其分子量是m,该无水盐50克能与36克水结合成结晶水合物,则该结晶水合物的化学式为-------------------------------------- a.r·h2o b. r·2h2o c. r· h2o d. r· h2o10下列各种说法中正确的是--------------------------------- a.固体naoh暴露在空气中,极易吸收空气中的二氧化碳,其水溶液中,必然含有co32-、hco3-、oh-等 b.某溶液经分析知含有k+、na+、no3-、cl-,所以这种溶液一定是由kno3和nacl组成 c.纯碱加到氯化钡溶液中,生成不溶于盐酸的沉淀 d.将na2co3·10h2o放置于空气中,晶体质量逐渐减少11铷和另一种碱金属的合金6克,与足量的水反应得到2.24升(标况)氢气,则另一种碱金属是-------------------------------------------- a.钠 b.钾 c.锂 d.铯12.200℃时.11.6克co2和水蒸汽的混和气体与足量的na2o2充分反应后,固体质量增加了3.6克,则原混和气体的平均分子量为------------------ a.5.8 b.11.6 c.23.2 d.46.413.某容器中放入少量na2o2,通入m升co2(过量),反应完毕后,气体变为n升(以上体积均在相同条件下测定),则未被吸收的co2的体积为---------- a.2(m-n)升 b. 升 c.(2n-m)升 d.(2m-n)升14加入氯化钙溶液不产生沉淀,而加入氢氧化钡溶液时有沉淀产生的是 a.亚硫酸氢钠溶液 b.碳酸氢钠溶液 c.碳酸钠溶液 d.氯化钠溶液15用足量的盐酸与100克caco3反应,将生成的co2通入含有30克naoh的溶液中,溶液里生成的钠盐是--------------------------------------- a.na2co3 b.nahco3 c.na2co3和nahco3 d.nacl16下列叙述中不正确的是----------------------------------- a.钠在反应ticl4+4na == ti+4nacl中作还原剂 b.naoh应密封保存,以防分解变质 c.盛放koh溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 d.当足量的co2通入饱和naoh溶液中,会有固体析出17某固体koh样品含h2o7.55%、k2co34.32%,将a克此样品与b毫升1摩/升盐酸反应完全,再用c摩/升koh溶液25.12毫升恰好使剩余盐酸中和,所得的溶液蒸干后,固体质量最接近------------------------------------- a.0.8a克 b.0.0745b克 c.0.0375c克 d.无法计算18.100℃时,3.36克无色无味气体x与足量的na2o2 完全反应,放出能使带火星木条复燃的气体,固体质量增加了1.76克,试推断x什么气体?其物质的量是多少?19.4克naoh与nahco3的固体混和物,在密闭容器中加热到250℃,经充分反应后排出气体,冷却,称得剩余固体的质量为16.6克。试计算原混和物中naoh的质量分数。20.0.23克金属钠完全燃烧后的固体粉未和标准状况下的224毫升二氧化碳充分反应后再溶于水,配成250毫升溶液,取25毫升溶液用0.1摩/升盐酸滴定,用去盐酸的体积为21.200℃时,11.6克co2和水蒸气的混合气体与足量的na2o2充分反应,反应后固体质量增加了3.6克,则原混和气体的平均式量为-------------------------〖c〗
a.5.8 b.11.6 c.23.2 d.46.4
【解一】:差量法
设原混和气体中co2和h2o物质的量分别是x、y
2na2o2+2co2 == 2na2co3+o2 dw
88 32 56
44x ?=28x
2na2o2+2h2o == 4naoh+o2 dw
36 32 4
18y ?=2y
解方程: 解得:
则混和气体的平均分子量 =
【解二】:平均值法
由化学方程式:
2na2o2+2co2 == 2na2co3+o2、2na2o2+2h2o == 4naoh+o2可知,固体质量的增加应是co2的质量与h2o的质量之和减去o2的质量,也就是说,o2的质量=11.6-3.6=8克。则氧气的物质的量= =0.25摩。
从以上两个反应式中可以看出,氧气的总量是co2与h2o物质的量之和的一半,也即co2与h2o物质的量之和=0.25×2=0.5摩。
所以混和气体的平均分子量 =
【解三】:估算法
co2的分子量为44,水的分子量为18,这两种气体组成的混和气体的分子量一定介于这两个数值之间,而符合此范围的只有选项c。22.有nahco3、ch3coona的混和物若干,化验员不慎将分析数据遗失,但还记得氢的质量分数为2.00%。不进行重新化验,如何求出其它元素的质量分数和两种物质的物质量之比?请写出计算过程
碱金属 第5篇
教学目标概览
(一)知识目标
使学生了解焰色反应,并能利用焰色反应检验钠和钾及其化合物。
(二)能力目标
1、使学生初步掌握以焰色反应检验钠和钾及其化合物的操作技能.
2、培养学生的发散思维能力。
(三)情感目标
通过学习碱金属元素递变规律的学习,体会化学的规律美。焰色反应的学习体悟化学的现象美。
教学重点:碱金属元素的焰色反应及科学方法模式的训练。
教学方法:讨论、讲解、实验相结合
教学过程:
[设问]从上节课的学习我们懂得K、Na的化学性质是非常相似的。初中学习物质的溶解性时我们就知道钠盐、钾盐是全溶的,用离子反应是不可能把钠离子和钾离子鉴别出来的。怎么样鉴别钠盐和钾盐?
同学们有没有注意到平时我们炒菜时如果不小心把盐水洒在炉火上,火焰会变成黄色。酒精燃烧的火焰本身是淡蓝色的,但我们使用酒精灯时发现酒精灯的火焰实际上也是黄色的,这是为什么?
[学生]可能存在一些物质改变了火焰的颜色。
[教师]这种假设合不合理呢?我们用实验来验证。同学们认真观察实验时火焰颜色的变化。
[演示]NaCl、NaOH、Na2SO4的焰色反应。
[学生归纳]有钠离子的化合物在灼烧时火焰都是黄色的。
[演示] K2CO3、Cu、CuSO4、BaCl2、CaCl2的焰色反应
[电脑展示]Sr、Rb的焰色反应
[板书]四、焰色反应
1、焰色反应——很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰发出特殊的颜色,在化学上称为焰色反应(实质不是化学反应,是物理变化)。
2、焰色反应的操作
完成要点:先要灼烧铂丝成无色,做完一种离子的鉴别后,要用盐酸洗,再灼烧至无色,再检验第二种离子。
[思考].:为什么铂丝用稀盐酸洗涤、灼烧后才能做下一个焰色反应实验?
[学生]:氯化物绝大多数都是易溶的,只有氯化银不溶,用稀盐酸洗涤灼烧可使铂丝上残留的阳离子除去。
[设问]观察钾的焰色反应,为什么要透过蓝色的钴玻璃?(焰色反很灵敏,微量的金属都能被检验出来,一般的溶液中都有少量的钠离子,由于钾焰色反应的颜色浅,容易被钠干扰)
[强调]1.钠原子与钠离子的焰色反应的颜色是一样的,书中说:"金属或金属离子"
2.熟记钠,钾的焰色反应的颜色:钠 黄色 钾:紫色(透过蓝色钴玻璃)
[设问]一种溶液,若其焰色反应呈黄色,能证明它是钠盐溶液吗?(不能,能得出其中含有钠离子,也可能是氢氧化钠)
[板书]3、焰色反应的用途(引导学生归纳)
① 离子检验
② 焰火材料(电脑展示节日焰火图片)
[讨论] :制造玻璃的主要原料之一是纯碱。当在玻璃管口点燃某些可燃性气体时,火焰常呈现黄色。能否由此说明这些气体的火焰为黄色?为什么?
建议有条件的学校可补充混合物的计算。
例如:18.4g由NaOH和NaHCO3组成的固体混合物,在密闭容器中加热到约2500C,经充分反应排出气体,冷却后称得剩余固体质量为16.6g。试计算原混合物中NaOH的质量分数。(54.3%)
[反馈练习]
1、 灼某物质灼烧时,焰色反应呈黄色,下列判断正确的是( )
(A)该物质一定含钠元素 (B)该物质一定是钠的化合物
(C)该物质一定是金属钠 (D)不能确定是否含钾元素
2、 下列关于铯的叙述中,正确的是( )
(A)CsOH是一种可溶于水的强碱性物质
(B) Cs在空气中燃烧生成一种氧化物Cs2O
(C)Cs与水反应,能发生爆炸,并放出O2
(D) 加热Cs2CO3可生成氧化铯和二氧化碳
3、A,B,C,D四种化合物的焰色反应,透过钴玻璃观察均为紫色.A,B,C和盐酸反应均生成D,B和C 反应可生成A,在B溶液中通入一种无色,无味气体时,适量时得A,过量时得C,写出分子式:
A___ ____B____ ____C___ ____D_____ ____
4、一定条件下,下列各物质可发生如图所示的变化(反应中生成的水没有写出)。请回答:
(1)固体A的化学式:_______________。
(2)反应①的化学方程式为 ___________________________________________ ;
(3)反应②的化学方程式为 ______________________________________ 。
5、有A、B、C、D四种物质的水溶液,焰色反应均为黄色。A为酸性,B为碱性,C、D为两种盐。在A的水溶液里加入HNO3酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀;A与B、C、D反应时,B无明显现象,C、D均能产生无色无臭气体,并能使澄清石灰水变浑浊;B、D也可以等物质的量相互反应生成C。试回答:
(1)写出化学式A ________ B________ C_______ D_______
(2)B与D作用的离子方程式为 _______________________________
(3)A与D作用的离子方程式为 _______________________________
(4)A显酸性的原因(用离子方程式表示) _____________________
碱金属 第6篇
一、教学目的:1.使学生认识钠是一种很活泼的金属,了解钠
的物理性质,掌握钠的化学性质。
2.培养学生根据实验现象探究、分析、推理和
判断的能力。
二、教学重点:钠的性质
三、教学难点:对实验现象的观察和分析
四、课时安排:1课时
五、教学方法:实验、探究、讨论相结合
六、教学过程:【引言】在人类已发现的一百多种元素中,有一类原子最外层电子都为1的活泼金属,由于它们的氧化物的水化物都是可溶于水的强碱。因此,又将它们统称为碱金属。
【板书】第二章 碱金属
【问】碱金属的家庭成员都有哪些呢?
请大家阅读课本p28页的有关内容进行回答,并写出其元素符号。
【板书】锂li 钠na 钾k 铷rb 铯cs 钫fr
【说明】钫是一种放射线元素,在中学化学中一般不讨论。
【过渡】本节课我们就来认识碱金属中有代表性的金属—钠
【板书】§2-1钠
【演示】用镊子从盛钠的试剂瓶中取出一小块钠,并用滤纸吸干表面的液体。(注意!不可用手接触)放在玻璃片上,用小刀切割,请仔细观察其断面处的变化。
【问】描述你们所看到的现象。
【答】钠很软,刚切开时其断面呈银白色,后逐渐变暗。
【讲述】纯净的钠是银白色,表面变暗是因为钠与空气中的物质发生了化学反应,以致变暗。事实上,是由于空气中的氧气在常温下与钠反应生成了氧化钠,从而使金属钠失去光泽。纯净的氧化钠是一种白色粉末。
【过渡】下面,我们改变钠与氧气反应的条件,观察现象是否和刚才一样。
【演示实验2-2】把钠放在石棉网上加热,并罩上一个干燥的小烧杯。
【问】请大家描述刚才的实验现象。
【答】钠在空气中燃烧时,发出黄色火焰,在烧杯壁上有淡黄色的固体出现。
【讲解】烧杯壁上出现的淡黄色固体物质是过氧化钠,它是一种不同于氧化钠的新物质。这说明,钠与氧气的反应条件不同,得到的产物也不相同。
【过渡】下面,我们再来做一个有关钠的性质的实验。
【演示实验2-3】向一个盛水的小烧杯里滴几滴酚酞试液,然后取一小块金属钠(约为绿豆大小)用滤纸吸干其表面的液体,并用小刀切去其表面的氧化物薄膜,切下的薄膜仍放回原试剂瓶中,注意不要用手接触,然后把处理好的钠块投入小烧杯中,并盖上表面皿。观察发生的现象。
【问】怎样描述以上现象?
【叙述】现象及原因
⑴钠投入水里后,浮在水面上
⑵钠立即跟水反应,并有气体产生
⑶钠熔化成银白色小球,而水没有沸腾
⑷小圆球在水面上向各个方向迅速游动(钠能在静止的水面迅速游动,说明有气体生成)
⑸有嘶嘶的声音,钠球不断地缩小直至小球消失
⑹反应后水溶液使酚酞指示剂变红
比水轻
钠活泼
na与水的反应是放热反应,
na的熔点低于100°c
放出的气体推动小球,由于受力不匀,故游动
部分h2和o2反应爆炸结果
溶液显碱性(应是naoh)
【分析】根据化合价升降分析产物,钠失电子显正价,那么得电子的必然是水中显正价的氢元素,水中的氧元素为负二价,不可能再得电子而降价了,所以这种气体只能是h2。
【板书】2na+2h2o=2naoh+h2↑
2na+2h2o=2na++2oh-+h2↑
【过渡】下面,我们通过以上实验来归纳钠的性质。
碱金属 第7篇
教学目标
1.使学生了解碱金属的物理性质、化学性质和原子结构,并能运用原子结构的初步知识来了解它们在性质上的差异及其递变规律。
2.培养和发展学生的自学能力、观察能力、思维能力和创新能力。
3.培养学生的辩证唯物主义观点,对学生进行科学态度和科学方法的教育。
教学重点 碱金属元素的性质,以及跟原子结构的关系。
教学难点 科学方法模式的训练,碱金属的化学性质。
教学方法 启发式教法。
教学用品
1.学生用品(两人一组):金属钾、滤纸、小刀、石棉网、酒精灯、铁架台(带铁圈)、火柴、镊子。
2.教师用品:除学生实验用品外,还需要蒸馏水、酚酞溶液、锥形瓶、玻璃片、投影仪、投影片。
教学过程
[提问]碱金属元素包括哪几种元素?
[板书]锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。
[引入]这些元素之间存在着某种内在联系,这种内在联系是什么呢?下面我们将从它们的结构特征和性质等方面来进行探讨。由于钫是放射性元素,暂不讨论。
[板书]第三节碱金属元素
一、碱金属元素的原子结构和碱金属的性质
(一)碱金属元素的原子结构
[投影](表2-2碱金属元素的原子结构)
[讨论]分析表2-2中碱金属元素的原子结构,可发现什么规律?(前后四人为一组,展开讨论)
[板书](学生小结)
1.相同点:最外电子层上都只有1个电子。
2.递变规律:从锂到铯核电荷数增大,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
[讲述]碱金属元素在原子结构上有一定的相似性及递变规律。我们知道,结构决定性质,因此,我们可以推测碱金属在性质上也存在相似性和递变规律。下面,我们先研究它们的物理性质,请同学们先阅读教材表2-1及相关内容,然后进行下列讨论。
[讨论]碱金属的主要物理性质有哪些相似性及送变规律?
[板书](二)碱金属的物理性质
[投影](学生小结)
碱金属的物理性质
1.相似性:(1)银白色(铯略带金色)(2)硬度小(3)密度小
(4)熔点低(5)导热、导电
2.递变规律:从锂到铯
(1)密度呈减小趋势(但钾反常)
(2)熔点、沸点逐渐降低
[讲述]一般地说,随着原子序数的增加,单质的密度增大。但从Na到K出现了“反常”现象,根据密度公式,Na到K的相对原子质量增大所起的作用小于原子体积增大所起的作用,因此,K的密度比Na的密度小。
通过上面的探讨可知,碱金属的主要物理性质跟结构一样存在着相似性及递变规律。那么在化学性质上是不是也存在着一定的相似性及递变规律呢?
[讨论]根据碱金属的原子结构,推测碱金属化学性质的相似性和递变规律。
[学生小结]碱金属元素原子的最外层上都只有1个电子,因此,可以推测它们具有相似的化学性质,它们都与钠相似,都能与氧气等非金属以及水等起反应。但由于从锂到铯核电荷数增大,电子层数增多,所以它们在化学性质上也有一定的差异,也存在递变规律。
[板书](三)碱金属的化学性质
1.碱金属与非金属反应
[讲述]同学们的推测是否正确,还需要通过实验和事实进行论证。
[学生实验]用镊子取一小块钾,擦干表面煤油后,放在石棉网上稍加热,观察发生的现象。
[提问]观察到哪些现象?比较与钠在空气中燃烧的现象有什么差异?
(学生回答)钾熔化成小球,剧烈燃烧,钾比钠在空气中燃烧更剧烈。
[提问]从上述现象比较钠与钾失电子能力强弱和金属性。
(学生回答)钾比钠更易失去电子,金属性更强。
[讲述]钾燃烧后生成的是比过氧化钾更复杂的氧化物,由于大纲和教材不要求,我们就不讨论了,有兴趣的同学可以在课后查阅有关资料进行学习。下面我们观察钾与水是如何进行反应的。
[板书]2.碱金属与水的反应
[演示实验]教材[实验2-10]。
[提问]在上述实验中观察到什么实验现象?
(学生回答)钾块浮在水面上,熔化成光亮的小球,在水面上迅速游动,发出嘶嘶声,溶液变红。
[提问]钾、钠分别与水反应,何者更剧烈?
(学生回答)钾更剧烈。
[提问]根据上述实验现象可得出什么结论?
(学生回答)钾密度比水的小,熔点较低,与水反应是放热反应,生成物一种是氢气,另一种是氢氧化钾。
[课堂练习]写出钾与水反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。
[提问]根据上述实验事实比较钾与钠的失电子能力和金属性强弱顺序。
(学生回答)钾比钠易失去电子,金属性更强。
[讨论]阅读教材中碱金属反应的有关内容,结合上述两个实验,总结碱金属性质的有关规律。
(学生小结):
①碱金属都能与氧气反应,从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、比过氧化物更复杂的氧化物(钾、铷、铯)。
②碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气。从锂到铯与水反应越来越剧烈。
③从锂到铯,碱金属随着核电荷数增多,原子半径增大,失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
[投影]碱金属的化学性质
相似性:1.都能与氧气等非金属反应
4Li+O22Li2O
2Na+SNa2S
2.都能与水反应,生成氢氧化物和氢气
3.均为强还原剂:M-e-==M+(M代表碱金属)
从锂到铯递变规律:
1.与氧气反应越来越剧烈。
2.与水反应越来越剧烈。
3.金属性逐渐增强。
[叙述]从上面的实验及大量事实证明,同学们前面根据原子结构所作的推论是合理的,也是正确的,今后我们在学习中要学会这种方法。由于碱金属的化学性质都非常活泼,因此,它们在自然界中都以化合态存在,碱金属的单质都由人工制得。实验室保存碱金属时,都要密封保存,如把K、Na保存在煤油中。
[投影]巩固练习
1.下列叙述正确的是
(A)锂可以保存在煤油中
(B)钾在空气中燃烧生成过氧化钾
(C)从锂到铯其密度逐渐增大
(D)从锂到铯其熔、沸点逐渐降低
2.碱金属在与氧气、氯气以及水的反应中有什么共同点?
[小结]结构决定性质,性质反映结构
结构性质
作业 教材习题三;习题五、2。
碱金属 第8篇
教学目标
知识目标
掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
了解焰色反应的操作及应用。
能力目标
通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。
情感目标
树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。
教学建议
碱金属知识结构网络图
在学习完全章后应该指导学生总结出本章内容的知识网络图。这是学生学习的第一个金属元素族,关键是熟悉自然族的学习方法。每一族重点掌握代表物质的性质,其他元素的性质可以利用相似性和递变性的规律加以掌握。培养学生良好的学习习惯是很重要的。形成知识结构的网络可以把分散的内容统一起来。为以后学习典型的非金属元素族 卤族铺平道路,使得元素周期表和元素周期律的学习“水到渠成”。
教材分析
本节主要包含两个主要内容:的原子结构及其单质的性质、焰色反应。其中前一部分是本节的重点,也是本章的难点。
第一部分内容中,先由两张表格切入,让学生通过表中提供的数据等信息的分析,总结归纳出的原子结构的特点。为后面学习它们的化学性质打好基础,因为结构决定性质,通过总结结构的相同点和递变性,完全可以大胆的预测其化学性质的相似性和递变性。然后利用实验事实验证推测的正确性,这样的学习顺序是对学生科学的学习方法和学习态度的培养。教材在重点介绍了钠的有关知识之后,由个别到一般,进一步归纳出碱金属性质的相似性与递变性,以及与核外电子排布的关系,从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础,使将来元素周期律的引出能够做到“水到渠成”。
第二部分内容中,主要介绍了钠和钾的焰色反应,以及它的正确操作和应用。
阅读材料“金属钾的发现”,意在激发学生的学习兴趣,对学生进行化学史的教育。
教学建议
高一第二章第三节的编写,采用了化学学习中使用较多的科学方法模式,即通过实验和观察,将实验现象和数据等资料加以分析,找出规律性的知识,并根据这些规律性的知识,进一步对一些物质的性质作出推论和预测,当这些推论和预测经过多次论证后,便可将其中的正确部分上升为理论。这种科学方法模式的训练,有利于培养学生的思维能力和自学能力。因此在这一节的教学中应注意培养学生的能力。
1.碱金属单质的主要物理性质和原子结构的特点,可以让学生以教材中的两个表格为主要依据,结合前面学过的钠的有关性质,运用对比的方法通过自学、讨论的方法掌握这部分知识。建议从相同点和递变性两方面指导学生总结出规律。
2.碱金属的化学性质的相似性和递变性,可以让学生结合原子结构的相似性和递变性去思考,利用规律大胆推测,然后用实验加以验证。此处的教学是培养学生思维能力的最佳时机。这样可以极大地调动学生的学习积极性。通过以上分析可以看出,此处的实验尤为重要。要做好钾在空气中燃烧以及钾和水反应的实验。可以事先复习钠的有关的实验现象,写出反应的化学方程式,分析氧化剂和还原剂,标出电子转移的方向和数目。再通过讲解或者阅读,从反应发生的条件,反应的剧烈程度以及生成物等方面比较Li、Na、K、Rb、Cs与氧气反应,与水反应的不同,从而得出结论:“碱金属的金属性都很强,是强还原剂,而且随着核电荷数的增大而逐渐增强”的结论。从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础。
3.在自然界的存在,可以结合它们的化学性质让学生自然地得出结论。此外还应涉及药品的保存,例如:钠和钾应保存在煤油里,锂保存在石蜡中。
4.焰色反应的教学,可以结合生活实际:美丽的烟火、食盐溅在火焰上呈现黄色。教学中可以适当增加一些离子的焰色反应,引发学生的兴趣。教师应强调焰色反应的正确操作方法和步骤及其原因,特别指出钾的焰色反应应透过蓝色的钴玻璃观察,并解释原因。讲解焰色反应的应用时应明确它可以用来检验金属或其化合物。
教学设计示例
第三节
教学目标
1.知识目标
(1)掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
(2)了解焰色反应的操作及应用。
2.能力目标
通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。
3.情感目标
树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。
教学重难点
重点:
结构性质的相似性,递变性及其原因。
难点:
科学方法模式的训练;碱金属的化学性质。
教学过程
1.的原子结构和物理性质
[引入]学生上黑板写出的名称、符号及原子结构示意图。
[提问]
(1)的原子结构的相同点是什么?
最外层有一个电子,在反应中易失掉一个电子,表现出还原性。
(2)的物理性质是否相似?
接着指导学生阅读课本第36页[表 2—l],碱金属的主要物理物质并加以总结。①色状:银白色金属(铯略带金色光泽)②柔软、密度小,熔点低 ③有较强的导电导热性。
[提问]
(1) 的原子结构的不同点是什么?
随着核电荷数的增多,它们的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。核对于外层电子的束缚能力越来越弱,失电子的能力越来越容易。
(2)的物理性质有什么变化规律?
指导学生根据课本第36页[表2—1]与[表2-2],总结出碱金属由于核电荷数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,物理性质也有所不同。如:
a.硬度:柔软,有展性,由小到大;
b.密度:由小到大,(K反常)。
c.熔沸点:由高到低, 略低于水的沸点,K稍高于人的体温, 低于人的体温,除汞外,金属中铯的熔点最低。
[归纳]学生通过讨论,分析得到结论。①在变化规律中有个别反常现象,如钾的密度比钠的密度小,②从密度的大小得到锂的密度比煤油小,得到锂保存在石蜡中,而钠钾则可以保存在煤油中。
2.碱金属的化学性质
[讲解]碱金属原子的最外层都是1个电子。则化学性质应与金属钠相似。对比 与 、 、 的反应及碱金属其他金属的反应,加上阅读课文,发现 与 反应只生成氧化物, 与 反应会生成氧化物和过氧化物,而K与 反应除生成氧化物、过氧化物外,还能生成超氧化物。这说明 的活泼性,应该是 。分析了碱金属与 的反应后,再比较钾与水的反应
[演示实验]课本第37页实验[2—9]与[2—10],教师可边演示边强调操作方法,并要求学生注意比较实验的现象与程度。
[讲解]通过观察现象可知,钾与 反应能产生超氧化钾,且比钠与氧气反应更加剧烈,钾与水反应,与钠与水反应的产物是一样的,但更剧烈。
[讨论]
(1)碱金属表现哪些共同的化学性质?与原子结构、电子层数、原子半径的变化有什么
联系?
(2)的原子半径与相应离子半径的关系?
[小结](1)碱金属的共同的化学性质与递变性
a.碱金属都能与氧气反应,从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、比过氧化物更复杂的氧化物,如超氧化物等(钾、铷、铯)。
b.碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气。从锂到铯与水反应越来越剧烈。
c.均为强还原剂 ,我们知道,物质的化学性质是由其本性决定的,的原子结构特点决定了化学性质的相似性和差异性,原子最外层都是一个电子,决定了它们都是活泼的金属,强还原性。而随核电荷数的增加,原子半径增大,核对外层电子的吸引力逐渐减小,失电子能力逐渐增强,金属活动性逐渐增强,因而,生成氧化物时越复杂,与水反应更剧烈。
(2)因为为活泼金属,易失去最外层电子使次外层变为最外层,所以其原子半径大于相应的离子半径。如:
即: 原子半径 半径。
3.焰色反应
[引入]每当我们看到五光十色、绚丽多彩的焰色时就会想:焰火是怎么制造的?为什么燃烧时火焰会有不同的颜色呢?我们下面可以根据演示实验的现象来解释这些问题。
[演示]课本第38页实验[2—11],学生通过实验现象得出结论,教师指导学生阅读课文焰色反应的定义。
[提问]
(1)每次试验完后,为什么都要用盐酸洗净铂丝(或光洁的铁丝或镍、铬、钨丝)?
(2)除金属的化合物之外,单质金属能不能有同样的现象?
(3)在观察钾的火焰颜色时,为什么要隔着蓝色的钴玻璃?
(4)学习焰色反应的主要作用是什么?让学生参阅课本封里“焰色反应”彩图,了解除碱金属及它们的化合物外,钙、锶、钡、铜等金属及其化合物也能呈现焰色反应,并重点记忆钠钾焰色反应的颜色。强调 指出:由于一般钠盐、钾盐易溶于水,在溶液中又无颜色,无法通过其他反应进行检验“ ”,所以常常利用焰色反应来检验。
总结、扩展
1.总结
碱金属作为典型的金属族,通过分析、总结的性质变化规律,学习最外层电子数相同的一族元素及化合物知识的一般方法;通过对实验现象的观察分析,培养了学生透过现象看本质,抓住事物内在的不同和联系的学习方法。
2.扩展
学习性质的相同性与递变性的变化规律,掌握了学习元素及化合物性质的规律的方法,为学习其他各族元素及元素周期律与元素周期表下了一个良好的基础。
板书设计
第三节 碱金属
(-)的原子结构(见下页)
(二)碱金属单质的物理性质
相同点:硬度小,熔点低,只能放入石蜡或煤油中保存。
不同点:密度依次增大(K反常比Na小),熔沸点依次降低,硬度依次减小。
(三)碱金属的化学性质
1.与 等非金属反应
(1)与氧气反应
(过氧化钾、淡黄色) (超氧化钾)
(2)与 反应
(白烟) (剧烈)
(爆炸) (剧烈爆炸)
2.与水反应
(轻→浮、热→球、氢→游、烈→叫)
(剧烈、轻微爆炸)
3.与酸反应
(剧烈、发生爆炸)
(更剧烈、强烈爆炸)
4.与盐溶液
要点:先与水发生置换,再与盐发生复分解反应。
(溶液由蓝色变无色,并有蓝色沉淀产生,还有气体生成)。
(溶液由棕黄色变无色,并有红褐色沉淀产生,还原气体生成)。
[小结]的性质与原子结构的变化规律
随核电荷数的增加,电子层数依次增加,原子半径依次增大,还原性依次增强。即:
(四)焰色反应
1.定义:(见课本第38页第三自然段)
2.作用:利用焰色反应,可以测定金属或金属离子的存在。
碱金属 第9篇
●教学目标
1.使学生了解碱金属的物理性质和化学性质,并能运用原子结构的初步知识来了解它们在性质上的差异及递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
2.使学生了解焰色反应,并能利用焰色反应检验钾、钠及其化合物。
3.对学生进行科学方法的训练。
●教学重点
的性质以及原子结构的关系。
●教学难点
教学方法模式的训练。
●教学用具
第一课时:投影仪、铁架台(带铁圈)、石棉网、酒精灯、烧杯、玻片、水、金属钠、钾、酚酞溶液。
第二课时:投影仪、酒精灯、装在玻棒上的铂丝,Na2CO3、CuSO4、KCl、BaCl2、CaCl2溶液蓝色钴玻璃。
●课时安排
共2课时
第一课时:的原子结构和碱金属的性质。
第二课时:焰色反应及相关练习。
●教学过程
★第一课时
[复习提问]的家庭成员有哪些?为什么把它们称做碱金属?
[引言]本节课我们就来系统地学习。
[板书] 第三节
[讲解]人们把锂、钠、钾、铷、铯等叫做碱金属,并把它们放在一起研究,说明它们之间存在着某种内在的联系。这种内在的联系是什么呢?下面,我们将从它们的结构特征和性质等来进行探讨。
[板书]一、的原子结构
[教师]首先,我们来分析在原子结构上的差异。
[投影]
[学生分析总结]
[板书]相同点:最外层都只有一个电子。
不同点:随核电荷数的增多,电子层数增多,原子半径逐渐增大。
[讲解]根据在原子结构上的特点,我们可进行如下分析:由于元素化学性质与元素原子的最外层电子数密切相关,原子的最外层上都只有一个电子,因此它们应该具有相似的化学性质,由此可推知它们也应该像碱金属的代表物钠一样,在化学反应中易失去一个电子,形成+1价的阳离子,并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。
现在,我们用实验来证明这个推测。
[板书]二、碱金属的化学性质
[演示实验2—9]取Na、K同时放在石棉网上灼烧。
[演示实验2—10]Na、K分别与水反应。
[讲解]实验证明,Na、K具有相似的化学性质。K比Na更容易燃烧,K与水反应比Na与水反应更剧烈,说明K的金属性要比Na强。
元素的结构决定了元素的性质。如果说K与Na的化学性质相似是由于的最外层电子数相等而引起的,那么K比Na性质活泼又应该怎样解释呢?
[学生讨论并回答]
[教师总结]元素金属性的强弱,是由元素原子失电子能力的难易程度决定的。随核电荷数的增加,原子的电子层数逐渐增多,原子半径也逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱。因此,的原子失去最外电子层中电子的能力逐渐增强,也就是说从锂到铯,它们的金属性逐渐增强。所以,K与O2及水反应时要比Na剧烈。
综合上述实验及分析,我们可得出碱金属的以下性质:
点燃
[板书]1.与非金属的反应
2Na+O2======Na2O2
[教师]已知锂在空气中燃烧生成氧化锂,写出该反应的化学方程式。
[学生练习,教师板书]
4Li+O2======2Li2O
[讲解]Rb、Cs在室温时,遇到空气会立即燃烧。K、Rb等碱金属与O2反应,会生成比过氧化钠更复杂的氧化物。
碱金属除了能与O2反应外,还能与Cl2、S等大多数非金属发生反应,表现出很强的金属性,且金属性从锂到铯逐渐增强。
[过渡]除Na、K外,其他也都可以和水反应生成相应的碱与H2。
[板书]2.与水的反应
[教师]请大家写出Na、K、Rb分别与水反应的化学方程式。
[找一个同学上黑板板书]
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2K+2H2O====2KOH+H2↑
2Rb+2H2O====2RbOH+H2↑
[教师]预测它们与水反应的剧烈程度并证明理由。
[学生回答]
[讲解]上面的实验及大量事实说明,随核电荷数的增加,原子的电子层数增多原子半径增大,它们的金属性由锂到铯逐渐增强。
[过渡]由刚才我们所学的碱金属的化学性质可知,的化学性质随核电荷数的递增而呈现出一定的相似性和递变性。那么,碱金属的物理性质是否也符合上述规律呢?
大家分析课本上表2—1,并总结出物理性质的特点和递变规律。
[板书]三、碱金属的物理性质
[教师]请大家将分析结果填入下表:
[板书]
Li Na k Rb Cs
颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
密度变化
熔沸点变化
[学生活动,填表]
[讲解]因为锂的密度比煤油小,因此,不能保存在煤油里,通常保存在石蜡中。
[小结]原子结构上的相似性和递变性,决定了性质的相似性和递变性。
[投影练习]
1.下列有关的叙述,错误的是 ( )
A.单质是很强的还原剂
B.碱金属与非金属直接化合后都生成盐
C.随原子的电子层数的增加,单质的熔沸点降低
D.原子电子层越多,其单质与水反应越剧烈
E.钾是最活泼的金属
2.在自然界中以什么状态存在?说明理由。
[板书设计] 第三节
一、的原子结构
相同点:最外层都只有一个电子。
不同点:随核电荷数的增多,电子层数增多,原子半径逐渐增大。
二、碱金属的化学性质
1. 与非金属的反应
点燃
2Na+O2======Na2O
点燃
4Li+O2======2Li2O
2.与水的反应
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2K+2H2O====2KOH+H2↑
2Rb+2H2O====2RbOH+H2↑
三、碱金属的物理性质
Li Na k Rb Cs
颜色
均为银白色(Cs略带金色)
硬度
柔软
密度
较小
熔沸点
较低
导电导热性
强
密度变化
逐渐增大(K特殊)
熔沸点变化
单质的熔沸点逐渐降低
[教学说明]本节课从实验对比和理论分析入手,总结出了性质的相似性及递变规律。教师在讲述本节课的同时,要特别注意启发,引导学生从物质的结构入手来分析物质的性质并逐渐使学生学会比较的学习方法,以此来培养学生分析问题、解决问题的能力,为以后学习元素周期律知识打下良好的基础。
碱金属 第10篇
§6.1 钠【教学目标】1.知道钠的物理性质和用途。2.掌握钠的化学性质。3.知道烧碱的工业制法和电解的概念。4.培养学生观察能力以及分析、归纳思维能力,对学生进行科学态度、科学方法的教育和训练。【重点】:钠的物理性质和有关的化学性质。【难点】:通过钠跟水反应的实验,推测钠的性质。第1课时【教学过程】: [引言]:在第四、五章里,我们学习了最外层电子数分别为7和6的卤族元素和氧族元素,它们都是非金属元素。观察元素周期表,我们不难发现在107个“席位”中,非金属元素只占了16个,大部分是金属元素。我们有必要学习一下金属元素的知识。这一章,我们先学元素周期表中最左侧的一族金属元素。它们是,它们氧化物的水化物是可溶于水的碱,所以这6种元素称为碱金属。[板书]:锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)原子结构示意图(略)[提问]:碱金属元素原子结构的共同点。[指出]:碱金属元素最外层的电子数都是1个,容易失去而达到8电子稳定结构,所以碱金属元素化学性质很活泼。这节课我们主要讨论钠的性质。[板书]:第六章 碱金属6.1 钠[介绍]:钠的存在。[实验]:6.1(学生据此推测钠的物理性质。)[板书]:一、钠1.物理性质银白色固体,有金属光泽,很软,比煤油重,比水轻[实验]:6.3(学生观察实验现象,推测钠的性质及反应产物)[副板]:浮:钠比水轻;游:受到推力,说明钠与水反应生成了气体,气体的推力使小球四处游动;响:存在气流;红:反应后的溶液呈碱性球:反应放热,使钠熔化而变成闪亮的小球,说明钠的熔点很低。[实验];6.4(检验反应生成的气体)[板书]:熔点低。2.化学性质(1)与H2O反应2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑+ Q[实验]:6.2[板书]:(2)与非金属反应
点燃2Na + O2 → Na2O2 (淡黄色)
[观察]:被切开的金属钠表面呈银白色,在空气中很快变暗。[板书]:常温下,4Na + O2 → 2Na2O (白色)
点燃
2Na + Cl2 → 2NaCl
点燃
2Na + S → Na2S[提问]:钠为什么要保存在煤油里?[板书]:(3)与酸反应2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑NaOH + HCl → NaCl + H2O∴2Na + 2HCl → 2NaCl + H2(反应太剧烈,不能用以制取氢气。)(4)与盐反应[设问]:钠与硫酸铜溶液反应产物是什么?[实验]:[板书]:2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + Na2SO4∴2Na + CuSO4 + 2H2O →Na2SO4+ Cu(OH)2↓+ H2↑3.用途(略)[作业]:(略)第2课时[板书]:二、过氧化钠(Na2O2)电子式:(略)[实验]:在盛有过氧化钠粉末的试管里滴几滴水,用香棒检验气体。[板书]:(1) 2Na2O2+ 2H2O → 4NaOH + O2↑(标出电子转移的方向和数目)[实验]:蓬松的棉花上洒上过氧化钠粉末后,滴一滴水(不能多)。[指出]:该反应是放热反应,生成的氧气使棉花燃烧更旺。过氧化钠是强氧化剂,可以用来漂白织物、麦杆、羽毛等;在呼吸面具和潜水艇里,过氧化钠还可以供给高空和海底作业人员使用,这是为什么?[板书]:(2) 2Na2O2+ 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑[提问]:a、钠着火能否用水或二氧化碳灭火器灭火?b、工业上如何制取过氧化钠?[指出]:过氧化钠会灼伤皮肤,熔化时与易燃物或某些有机物接触,立即发生爆炸,使用时注意安全。[过渡];钠的另一个重要的化合物是氢氧化钠,俗名叫烧碱、火碱、苛性钠,是重要的工业原料。[板书];三、氢氧化钠(NaOH)[实验]:取少许NaOH固体,放在表面皿上,观察。[板书]:1、物理性质:白色固体,极易溶解于水(易潮解)[指出]:NaOH可干燥某些气体(除氯气和酸性气体CO2、SO2、HCl、H2S等)[提问]:NaOH固体如何保存?[板书]:2、化学性质NaOH→Na+ + OH- ∴NaOH具有碱的通性(略)。[提问]:什么叫电离?[板书]:电离:电解质在水分子作用下或熔化状态下离解成自由移动的离子的过程。(该过程不需要通电)[讲述]:NaOH是重要的化工原料,用以制造其他化工产品、生产纸浆、肥皂和洗涤剂等。[板书]:3、用途:(略)[设问]:既然NaOH这么重要,工业上如何制取NaOH呢?[板书]:4、制法:电解饱和食盐水(1)电解:直流电通过电解质溶液而发生氧化还原反应的过程。(将化学能转化成电能)[实验]:1、电解饱和食盐水2、检验氢气、氧气和OH-[分析]:电解过程和电解原理[板书]:(2)电解原理(作图略)a、阴极:与直流电源负极相连的电极阳极:与直流电源正极相连的电极[讲述]:接通直流电源后,在电场作用下,带正电的钠离子、氢离子向阴极移动,带负电的氯离子、OH-向阳极移动。[板书]:b、电极反应阴极上:∵H+比Na+容易得电子∴2H+ + 2e → H2(还原反应)H2O H+ + OH-阴极上H+不断得到电子形成H2,促进水不断电离成H+和OH-。由于H+转化成H2逸出,导致溶液中OH-浓度大于H+浓度。因此在阴极附近,溶液呈碱性,即生成了NaOH溶液。阳极上:∵Cl-比OH-容易失电子∴2Cl- - 2e → Cl2(氧化反应)
通电c、电解总反应:
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑+ Cl2↑(3)阴极上阳离子得电子顺序:反“金属活动性顺序表”阳极上阴离子失电子顺序:I->Br->Cl->OH->SO42- (NO3-)[练习]:电解氯化铜溶液,写出电极方程式和总方程式。[介绍]:工业上电解食盐水的方法[作业]:(略)§6.2 酸碱中和滴定【教学目标】1.知道水的离子积。理解溶液的酸碱性和氢离子浓度、氢氧跟离子浓度的关系。2.掌握一元强酸,一元强碱溶液PH值的计算。3.理解中和滴定和原理;掌握中和滴定及其计算。4.掌握酸碱指示剂的选用。5.通过溶液酸碱性的教学,对学生进行对立与统一的观点教育。通过中和滴定实验对学生进行实验测定、数据处理等科学方法训练和实事求是、一丝不苟的科学态度的培养。【重点】:1.溶液的酸碱性和氢离子浓度、氢氧跟离子浓度的关系。 2. 一元强酸,一元强碱溶液PH值的计算。3. 酸碱中和滴定及指示剂的选用。【难点】:中和滴定原理及操作。第1课时【教学过程】: [引言]:在日常生活中,我们接触到的大多数溶液往往呈现出不同的酸碱性。例如可乐呈酸性,而茶水呈碱性,肥皂水也呈碱性。溶液的酸碱性与水的电离有着密切的关系。[板书]:一、水的电离H2O + H2O H3O+ + OH-简写为:H2O H+ + OH-[指出]:根据精确的实验证明,由于水分子的相互作用,水能微弱地电离出水合氢离子和氢氧跟离子。水的电离程度很小,是极弱的电解质。常温下大约5亿个水分子中有1个水分子是电离的,电离出氢离子和氢氧跟离子。一定温度下,纯水的氢离子和氢氧跟离子浓度乘积是一个常数。[板书]:1、水的离子积(Kw)Kw =cH+ ·cOH-24℃时,纯水中cH+=cOH-=1.0×10-7mol/L∴24℃时,纯水中Kw =cH+·cOH-=1.0×10-14[指出]:温度升高,水分子运动加剧,水的电离程度增大,氢离子和氢氧跟离子浓度增大,Kw增大。[阅看]:P129表6.3(补充;100℃,Kw=1.0×10-12)[指出]:Kw的单位是(mol/L)2。但通常在表达式中不标单位[设问]:一定温度下,纯水中氢离子和氢氧跟离子浓度乘积是一个常数,那么在酸性溶液或碱性溶液中氢离子和氢氧跟离子浓度有着怎样的关系呢?[板书]:二、溶液的酸碱性和PH值[阅看]:P130表6.4[板书]:1、24℃时,在酸性或碱性的稀溶液里cH+=cOH-=1.0×10-7mol/L2、溶液的酸碱性和cH+、cOH-的关系24℃中性溶液cH+=cOH-cH+=10-7mol/LcH+·cOH-=1.0×10-14酸性溶液cH+>cOH-cH+>10-7mol/L碱性溶液cH+ (2)中和盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆反应。 水解酸+碱 盐 + 水 + Q [指出]:中和反应产生的原因是由于生成极弱的电解质水;盐类水解产生是由于生成了弱酸弱碱。因为水的电离程度比弱酸弱碱还小,所以上述平衡常常是强烈地移向生成水的一方,因此盐类的水解程度一般都很小。促进水解的方法:升温、稀释。[分析]:CH3COONa、NH4Cl水解过程[板书]:(3)盐类水解的实质:破坏水的电离平衡[分析]:各类盐的水解[板书]:(4)盐类水解的规律:有弱才水解、无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解[思考]:为什么强酸强碱盐不水解?[板书]:4、盐类水解离子方程式的书写:水写化学式,中间用可逆,后无沉气出,多元弱酸盐,水解分步写。NaHCO3:HCO3- + H2O H2CO3 + OH-Na2CO3:CO32- + H2O HCO3- + OH-HCO3- + H2O H2CO3 + OH- Na2CO3的碱性比NaHCO3强[练习]:(略)[板书]:5、盐类水解的应用(1)判断溶液的酸碱性和PH值大小(2)判断离子能否共存(3)比较溶液中各离子浓度大小(4)实际应用a. Na2CO3 K2CO3可用于洗涤,且热水效果更好b. KAl(SO4)2·12H2O、Al2(SO4)3、FeCl3可净水c. 酸碱式灭火机里装有NaHCO3、Al2(SO4)3d. 实验室配制某些盐溶液时,加入一定量相应的酸或碱e. 合理使用化肥;改良土壤[作业]:(略)§6.4碱金属【教学目标】1.掌握碱金属的原子结构特点和性质递变规律。2.掌握碱金属的化学性质。3.知道焰色反应及其应用。【重点】:1. 碱金属的原子结构特点和性质递变规律。 2. 碱金属的化学性质。【难点】:碱金属的原子结构和性质的相互关系。【教学过程】:[引言]:到了本章的最后,我们要对碱金属的性质加以归纳,类似于归纳卤族元素和氧族元素。碱金属包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。钫(Fr)是放射性元素,不作讨论。[板书]:一、碱金属元素的原子结构和物理性质原子结构示意图核电荷数电子层数原子半径对应阳离子半径原子核对核外电子吸引力Li增大增加增大增大减弱NaKRbCs(1)原子半径 > 对应的阳离子半径(2)具有相同电子层数时,r碱金属 > r氧族元素 > r卤族元素颜色状态(常温)密度熔沸点Li银白色固体增大减小NaKRbCs略带金色[指出]:碱金属单质都比较柔软,都是热和电的良导体,有延展性,密度较小,熔点低。结构决定性质!碱金属最外层只有1个电子,很容易失去而达到8电子稳定结构,是强还原剂。[板书]:二、碱金属的化学性质 点燃1、与非金属应反 2Na + Cl2 → 2NaCl2K + Br2 → 2KBr △4Li + O2 →Li2O 4Na + O2 →2Na 2O 2Na + O2 →Na 2O2[指出]:钾、铷等与氧气反应,生成比过氧化物更复杂的氧化物,叫超氧化物。碱金属与非金属的反应中,碱金属都是强还原剂,表现很强的金属性。[板书]:2、与水反应2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑2K + 2H2O → 2KOH + H2↑[指出]:碱金属都能与水反应,生成氢氧化物并放出氢气,钾与水反应更剧烈,铷和铯遇水就立即燃烧甚至发生爆炸,锂跟水反应不如钠剧烈。说明碱金属的活动性从锂到铯依次增强。[提问]:请从结构上分析为什么从锂到铯金属的活动性依次增强。[讲述]:三、碱金属用途。[实验]:碳酸钠、氯化钾、硫酸铜等盐的焰色反应[板书]:四、焰色反应1、概念2、钠 钾 锂 铷 钙 锶 钡 铜 黄 紫 紫红 紫 砖红洋红 黄绿 绿[作业]:(略)反思:1、本章教材要求学生以学过的基本概念、基本理论为指导,用学习卤素、硫的方法来学习碱金属。教学中要以比较,归纳的方法来理顺各部分的知识,使知识融会贯通。2、本章概念多,学生对许多相近的概念容易混淆。电解质溶液这部分内容是高中化学理论的重头戏,但学生还未真正入门,对电离、水解、电解、溶液酸碱性、中和滴定等内容掌握得不够理想。因此,在平时的教学中,必须加大训练量,举一反三,触类旁通。3、“实验10 酸碱中和滴定”要求学生初步学会中和滴定的操作技能,但学生在实际过程中操作不够规范,涂改实验数据。在教学过程中要加强数据测定、数据处理、结果分析等科学方法的训练,培养学生实事求是的科学态度 一、碱金属单质的物理性质 1、相似性:软可切,银白色(铯略带金色光泽)丽光泽、密度小、熔沸点较低,良好的导电导热性。 2、递变规律:熔点、沸点逐渐降低,密度呈增大趋势( ) 二、碱金属的原子结构 1、相同点:最外层电子数相同都是一个电子,次外层电子数相同为8电子(li除外)。 2、不同点:核外电子层数不同。 3、递变规律:按li、na、k、rb、cs、顺序,原子半径依次增大,离子半径依次增大。(同种元素的原子半径大于离子半径)。 4、推论性质递变:随原子核外电子层数的增多原子半径依次增大核对外层电子引力的减弱、失去电子的趋势增强,无素的金属性增强,单质的还原性增强。 三、碱金属的化学性质 它们都能跟卤素、氧气、硫等非金属直接化合,在反应中表现出很强的还原性。单质都能与水剧烈反应,生成相应的碱和氢气。反应的实质可表示为: 2r+2h20=2roh+h2↑反应的现象各不相同。与水反应不熔化;钠与水反应时熔化;钾与水反应熔化,且使产生的h2燃烧;铷、铯都与水猛烈反应。碱金属与盐溶液反应,都是先与水反应,若符合复分解反应发生的条件,则生成的氢氧化物继续同盐发生复分解反应。碱金属均不能在水溶液中置换另外的金属单质。 1、跟非金属反应 卤素: 氧气: (k、rb、cs与氧气反应,都生成比过氧化物更复杂的氧化物)。 氢气:na、k、rb、cs与氢气反应,都生成 rh。 与硫等大多多数的非金属起反应。 2、跟水的反应 碱金属都能跟水反应生成氢氧化物和氢气。 。钠与水反应比锂与水反应激烈,钾跟水的反应比钠更剧烈,常使生成的氢气燃烧并发生轻微爆炸,据此可得出结论:金属单质置换出水中氢越容易说明该元素的金属性越强。因此随着原子的电子层数增多原子半径的增大,碱金属的活动性增强。 与常见盐溶液反应的离子方程式:(r表示碱金属元素) 四、焰色反应 定义:某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈特殊的颜色。这在化学上叫做焰色反应。 焰色反应鉴别盐类的步骤: ①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液(沾取固体)放在火焰上灼烧,观察火焰颜色,观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察。③盐酸洗铂丝④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色(如不能灼烧至原火焰色,则需再酸洗,再灼烧)。⑤再蘸取(沾取)另外化学药品进行实验。 钾、钠焰色反应颜色:钾——紫色(透过蓝色钴玻璃) 钠——黄色 五、钾肥 通常使用的钾肥:氯化钾、硫酸钾、碳酸钾,由于均易溶于水,在施用时要防止雨水淋失。草木灰中含碳酸钾。 钾肥肥效通常以氧化钾的质量分数表示: 六、常见钠的化合物的化学式和俗称: 名称 氢氧化钠 氯化钠 硫酸钠晶体 钠晶体 化学式 naoh nacl na2so4·10h2o na2co3·10h2o 俗称 苛性钠、火碱、烧碱 食盐 芒硝 苏打、纯碱 名称 碳酸氢钠 硫代硫酸钠 硅酸钠 硝酸钠 化学式 nahco3 na2s2o3 ·5h2o na2sio3 nano3 俗称 小苏打 大苏打、海波 泡花碱、水溶液叫水玻璃 智利硝石 重点、难点点拨 1.钠氧化物制取 当钠在氧气中燃烧时,生成的产物是过氧化钠。这是因为氧化钠不稳定,会跟氧气继续起反应,生成过氧化钠。所以工业常用钠在氧气中燃烧制过氧化钠:2na+o2=na2o2 氧化钠一般用间接方法来制取,如: 2nan02+6na=4na20+n2↑ 2.碱金属中的一般和特殊之处 (1)na、k需保存于煤油中,但li的密度比煤油小,所以li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡 (2)碱金属中,从liàcs,密度呈增大的趋势,但ρ(k)=0.862g/cm3 (3)酸式盐的溶解度一般大于正盐,但溶解度nahc03 (4)氧在化合物中一般显-2价,氢显+1价,但na2o2 、h202中的氧显-1价,nah、cah2中的氢显[-1]价。 (5)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但ia金属na、k等除外。 (6)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对ia非常活泼的金属na、k等除外。如:2na+cus04+2h20=cu(oh)2↓=h2↑+na2s04。 经典解析 1、(·上海)碱金属与卤素所形成的化合物,大都具有的性质是 ( ) ①高沸点 ②能溶于水 ③水溶液能导电 ④低熔点 ⑤熔融状态不导电 a.①②③ b.③④⑤ c.①④⑤ d.②③⑤ [解析] 碱金属与卤素所形成的化合物大都是离子化合物,因此具有高沸点、能溶于水、熔融态或水溶液都能导电的性质。 [答案] a 2、(竞赛题)碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中可形成良好的还原剂“汞齐”。取7g某种碱金属的汞齐与水作用得到0.2g氢气,并得到几密度为ρ g/cm3的溶液,则溶液中溶质的质量分数可以是 ( ) a. b. c. d. [解析] 汞不能与水反应,碱金属(m)能与水发生反应。 设碱金属的质量为x(x<7g),相对原子质量为a。 2m+2h20=2moh+h2↑x=0.2ag。 因为0.2ag<7g,故a<35,相对原子质量小于35的碱金属只有li和na,分别计算可知答案为a、b。 [答案] ab 3、(上海)甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放人 0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入 100ml水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁的质量分数大小的顺序是 ( ) a.甲<乙<丙<丁 b.丁<甲<乙=丙 c.甲=丁<乙:丙 d.丁<甲<乙<丙 [解析] 由na+守恒比较四种溶液中的溶质质量;由溶液净增重(△m)比较溶液质量。每摩尔na、na20、 na202溶于水,分别使溶液净增重(23-1)g、(62-0)g、 (78-16)g,即na20、na202使溶液净增重相等。 [答案] b 4、a为单质,b、c、d是a元素的三种不同的化合物,用铂丝蘸取b、c、d的溶液进行焰色反应,都呈紫色,按各图变化,写出有关反应的化学方程式。 [解]:b、c、d中都含钾元素,则a为单质钾,b为钾的氢氧化物,c为钾的碳酸盐,d为钾的氯化物。 答:① ② ③ ④ 5、8.1g某碱金属(r)及其氧化物(r2o)组成的混合物,与水充分反应后,蒸发反应后的溶液,得到12g无水晶体,通过计算确定该金属的名称。 [解]:假设该混合物为单一成分组成的纯净物。 ⅰ:若全为金属,则 ⅱ:若全为氧化物,则 因为应满足: ,在此区间的金属只能钠,钠原子量为23。 说明:按常规法解题非常麻烦,亦可得。 6、khco3和caco3的混合物和与之等质量的nahco3分别与盐酸反应时,消耗酸的量相等,求混合物中khco3、caco3的质量比。 [解]:设混合物的质量为m 解得: 因为 ,所以 7、现有a、b、c三种白色固体及一种无色气体d。a、b、c均可溶于水,其中c的溶液为碱溶液,焰色反应均呈黄色,且四种物质中间存在如下反应关系: ① ② ③ ④ 试推断:a是 ________ b是 ________ c是 _________ d是 ________。 答案: a:na2co3 b:nahco3 c:naoh d:co2 或 a:na2so3 b:nahso3 c:naoh d:so2 8、nahco3和na2co3的混合物100g和20gnaoh固体混合物加热,充分反应后冷却称量,剩余固体质量为108g,求原混合物中na2co3的质量分数是多少? [解]:设20gnaoh与足量nahco3反应减少质量为x,消耗nahco3质量为y 因为 ,所以肯定有过量的nahco3分解。 设:分解的nahco3为m 答:(略)。 9、现有 和 的混合物,为了测定x的值,某同学采用如下图装置进行实验: (1) a的装置的作用是 _____________________________ (2) b的装置的作用是 _____________________________ (3) c的装置的作用是 _____________________________ (4)若在试管a中装入 和 的混合物3.7g,用酒精灯加热到反应完全,此时b管增重1.89g,c管增重0.22g,则x值为 ______ 。 [解]:(1)加热使 失去结晶水,使 分解。 (2)吸收反应中生成的水。 (3)吸收co2。 (4) 答:(略)。 10、向5.68gcaco3和mgco3组成的混合物中加入足量的盐酸,将产生的气体通入500ml 0.2mol/l naoh 溶液中,co2完全被吸收,naoh无剩余,把吸收co2后的溶液在减压低温条件下蒸干,得无水固体5.92g。求混合物质mgco3的质量分数。 [解]:0.1mol naoh全部转变成na2co3,则 0.1mol naoh全部转变成nahco3, 则 因为 ,所以5.92g固体为 和 的混合物。 答:(略)。 一、碱金属单质的物理性质 1、相似性:软可切,银白色(铯略带金色光泽)丽光泽、密度小、熔沸点较低,良好的导电导热性。 2、递变规律:熔点、沸点逐渐降低,密度呈增大趋势( ) 二、碱金属的原子结构 1、相同点:最外层电子数相同都是一个电子,次外层电子数相同为8电子(Li除外)。 2、不同点:核外电子层数不同。 3、递变规律:按Li、Na、K、Rb、Cs、顺序,原子半径依次增大,离子半径依次增大。(同种元素的原子半径大于离子半径)。 4、推论性质递变:随原子核外电子层数的增多原子半径依次增大核对外层电子引力的减弱、失去电子的趋势增强,无素的金属性增强,单质的还原性增强。 三、碱金属的化学性质 它们都能跟卤素、氧气、硫等非金属直接化合,在反应中表现出很强的还原性。单质都能与水剧烈反应,生成相应的碱和氢气。反应的实质可表示为: 2R+2H20=2ROH+H2↑反应的现象各不相同。与水反应不熔化;钠与水反应时熔化;钾与水反应熔化,且使产生的H2燃烧;铷、铯都与水猛烈反应。碱金属与盐溶液反应,都是先与水反应,若符合复分解反应发生的条件,则生成的氢氧化物继续同盐发生复分解反应。碱金属均不能在水溶液中置换另外的金属单质。 1、跟非金属反应 卤素: 氧气: (K、Rb、Cs与氧气反应,都生成比过氧化物更复杂的氧化物)。 氢气:Na、K、Rb、Cs与氢气反应,都生成 RH。 与硫等大多多数的非金属起反应。 2、跟水的反应 碱金属都能跟水反应生成氢氧化物和氢气。 。钠与水反应比锂与水反应激烈,钾跟水的反应比钠更剧烈,常使生成的氢气燃烧并发生轻微爆炸,据此可得出结论:金属单质置换出水中氢越容易说明该元素的金属性越强。因此随着原子的电子层数增多原子半径的增大,碱金属的活动性增强。 与常见盐溶液反应的离子方程式:(R表示碱金属元素) 四、焰色反应 定义:某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈特殊的颜色。这在化学上叫做焰色反应。 焰色反应鉴别盐类的步骤: ①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液(沾取固体)放在火焰上灼烧,观察火焰颜色,观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察。③盐酸洗铂丝④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色(如不能灼烧至原火焰色,则需再酸洗,再灼烧)。⑤再蘸取(沾取)另外化学药品进行实验。 钾、钠焰色反应颜色:钾——紫色(透过蓝色钴玻璃) 钠——黄色 五、钾肥 通常使用的钾肥:氯化钾、硫酸钾、碳酸钾,由于均易溶于水,在施用时要防止雨水淋失。草木灰中含碳酸钾。 钾肥肥效通常以氧化钾的质量分数表示: 六、常见钠的化合物的化学式和俗称: 名称 氢氧化钠 氯化钠 硫酸钠晶体 钠晶体 化学式 NaOH NaCl Na2SO4·10H2O Na2CO3·10H2O 俗称 苛性钠、火碱、烧碱 食盐 芒硝 苏打、纯碱 名称 碳酸氢钠 硫代硫酸钠 硅酸钠 硝酸钠 化学式 NaHCO3 Na2S2O3 ·5H2O Na2SiO3 NaNO3 俗称 小苏打 大苏打、海波 泡花碱、水溶液叫水玻璃 智利硝石 重点、难点点拨 1.钠氧化物制取 当钠在氧气中燃烧时,生成的产物是过氧化钠。这是因为氧化钠不稳定,会跟氧气继续起反应,生成过氧化钠。所以工业常用钠在氧气中燃烧制过氧化钠:2Na+O2=Na2O2 氧化钠一般用间接方法来制取,如: 2NaN02+6Na=4Na20+N2↑ 2.碱金属中的一般和特殊之处 (1)Na、K需保存于煤油中,但Li的密度比煤油小,所以Li必须保存在密度更小的石蜡油中或密封于石蜡 (2)碱金属中,从LiàCs,密度呈增大的趋势,但ρ(K)=0.862g/cm3 (3)酸式盐的溶解度一般大于正盐,但溶解度NaHC03 (4)氧在化合物中一般显-2价,氢显+1价,但Na2O2 、H202中的氧显-1价,NaH、CaH2中的氢显[-1]价。 (5)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但IA金属Na、K等除外。 (6)一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属,但对IA非常活泼的金属Na、K等除外。如:2Na+CuS04+2H20=Cu(OH)2↓=H2↑+Na2S04。 经典解析 1、(2001·上海)碱金属与卤素所形成的化合物,大都具有的性质是 ( ) ①高沸点 ②能溶于水 ③水溶液能导电 ④低熔点 ⑤熔融状态不导电 A.①②③ B.③④⑤ C.①④⑤ D.②③⑤ [解析] 碱金属与卤素所形成的化合物大都是离子化合物,因此具有高沸点、能溶于水、熔融态或水溶液都能导电的性质。 [答案] A 2、(竞赛题)碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中可形成良好的还原剂“汞齐”。取7g某种碱金属的汞齐与水作用得到0.2g氢气,并得到几密度为ρ g/cm3的溶液,则溶液中溶质的质量分数可以是 ( ) A. B. C. D. [解析] 汞不能与水反应,碱金属(M)能与水发生反应。 设碱金属的质量为x(x<7g),相对原子质量为a。 2M+2H20=2MOH+H2↑x=0.2ag。 因为0.2ag<7g,故a<35,相对原子质量小于35的碱金属只有Li和Na,分别计算可知答案为A、B。 [答案] AB 3、(上海)甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放人 0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入 100mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁的质量分数大小的顺序是 ( ) A.甲<乙<丙<丁 B.丁<甲<乙=丙 C.甲=丁<乙:丙 D.丁<甲<乙<丙 [解析] 由Na+守恒比较四种溶液中的溶质质量;由溶液净增重(△m)比较溶液质量。每摩尔Na、Na20、 Na202溶于水,分别使溶液净增重(23-1)g、(62-0)g、 (78-16)g,即Na20、Na202使溶液净增重相等。 [答案] B 4、A为单质,B、C、D是A元素的三种不同的化合物,用铂丝蘸取B、C、D的溶液进行焰色反应,都呈紫色,按各图变化,写出有关反应的化学方程式。 [解]:B、C、D中都含钾元素,则A为单质钾,B为钾的氢氧化物,C为钾的碳酸盐,D为钾的氯化物。 答:① ② ③ ④ 5、8.1g某碱金属(R)及其氧化物(R2O)组成的混合物,与水充分反应后,蒸发反应后的溶液,得到12g无水晶体,通过计算确定该金属的名称。 [解]:假设该混合物为单一成分组成的纯净物。 Ⅰ:若全为金属,则 Ⅱ:若全为氧化物,则 因为应满足: ,在此区间的金属只能钠,钠原子量为23。 说明:按常规法解题非常麻烦,亦可得。 6、KHCO3和CaCO3的混合物和与之等质量的NaHCO3分别与盐酸反应时,消耗酸的量相等,求混合物中KHCO3、CaCO3的质量比。 [解]:设混合物的质量为m 解得: 因为 ,所以 7、现有A、B、C三种白色固体及一种无色气体D。A、B、C均可溶于水,其中C的溶液为碱溶液,焰色反应均呈黄色,且四种物质中间存在如下反应关系: ① ② ③ ④ 试推断:A是 ________ B是 ________ C是 _________ D是 ________。 答案: A:Na2CO3 B:NaHCO3 C:NaOH D:CO2 或 A:Na2SO3 B:NaHSO3 C:NaOH D:SO2 8、NaHCO3和Na2CO3的混合物100g和20gNaOH固体混合物加热,充分反应后冷却称量,剩余固体质量为108g,求原混合物中Na2CO3的质量分数是多少? [解]:设20gNaOH与足量NaHCO3反应减少质量为x,消耗NaHCO3质量为y 因为 ,所以肯定有过量的NaHCO3分解。 设:分解的NaHCO3为m 答:(略)。 9、现有 和 的混合物,为了测定x的值,某同学采用如下图装置进行实验: (1) A的装置的作用是 _____________________________ (2) B的装置的作用是 _____________________________ (3) C的装置的作用是 _____________________________ (4)若在试管A中装入 和 的混合物3.7g,用酒精灯加热到反应完全,此时B管增重1.89g,C管增重0.22g,则x值为 ______ 。 [解]:(1)加热使 失去结晶水,使 分解。 (2)吸收反应中生成的水。 (3)吸收CO2。 (4) 答:(略)。 10、向5.68gCaCO3和MgCO3组成的混合物中加入足量的盐酸,将产生的气体通入500mL 0.2mol/L NaOH 溶液中,CO2完全被吸收,NaOH无剩余,把吸收CO2后的溶液在减压低温条件下蒸干,得无水固体5.92g。求混合物质MgCO3的质量分数。 [解]:0.1mol NaOH全部转变成Na2CO3,则 0.1mol NaOH全部转变成NaHCO3, 则 因为 ,所以5.92g固体为 和 的混合物。 答:(略)。 教学目标 知识目标 掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。 了解焰色反应的操作及应用。 能力目标 通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。 情感目标 树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。 教学建议 碱金属知识结构网络图 在学习完全章后应该指导学生总结出本章内容的知识网络图。这是学生学习的第一个金属元素族,关键是熟悉自然族的学习方法。每一族重点掌握代表物质的性质,其他元素的性质可以利用相似性和递变性的规律加以掌握。培养学生良好的学习习惯是很重要的。形成知识结构的网络可以把分散的内容统一起来。为以后学习典型的非金属元素族 卤族铺平道路,使得元素周期表和元素周期律的学习“水到渠成”。 教材分析 本节主要包含两个主要内容:的原子结构及其单质的性质、焰色反应。其中前一部分是本节的重点,也是本章的难点。 第一部分内容中,先由两张表格切入,让学生通过表中提供的数据等信息的分析,总结归纳出的原子结构的特点。为后面学习它们的化学性质打好基础,因为结构决定性质,通过总结结构的相同点和递变性,完全可以大胆的预测其化学性质的相似性和递变性。然后利用实验事实验证推测的正确性,这样的学习顺序是对学生科学的学习方法和学习态度的培养。教材在重点介绍了钠的有关知识之后,由个别到一般,进一步归纳出碱金属性质的相似性与递变性,以及与核外电子排布的关系,从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础,使将来元素周期律的引出能够做到“水到渠成”。 第二部分内容中,主要介绍了钠和钾的焰色反应,以及它的正确操作和应用。 阅读材料“金属钾的发现”,意在激发学生的学习兴趣,对学生进行化学史的教育。 教学建议 高一第二章第三节的编写,采用了化学学习中使用较多的科学方法模式,即通过实验和观察,将实验现象和数据等资料加以分析,找出规律性的知识,并根据这些规律性的知识,进一步对一些物质的性质作出推论和预测,当这些推论和预测经过多次论证后,便可将其中的正确部分上升为理论。这种科学方法模式的训练,有利于培养学生的思维能力和自学能力。因此在这一节的教学中应注意培养学生的能力。 1.碱金属单质的主要物理性质和原子结构的特点,可以让学生以教材中的两个表格为主要依据,结合前面学过的钠的有关性质,运用对比的方法通过自学、讨论的方法掌握这部分知识。建议从相同点和递变性两方面指导学生总结出规律。 2.碱金属的化学性质的相似性和递变性,可以让学生结合原子结构的相似性和递变性去思考,利用规律大胆推测,然后用实验加以验证。此处的教学是培养学生思维能力的最佳时机。这样可以极大地调动学生的学习积极性。通过以上分析可以看出,此处的实验尤为重要。要做好钾在空气中燃烧以及钾和水反应的实验。可以事先复习钠的有关的实验现象,写出反应的化学方程式,分析氧化剂和还原剂,标出电子转移的方向和数目。再通过讲解或者阅读,从反应发生的条件,反应的剧烈程度以及生成物等方面比较Li、Na、K、Rb、Cs与氧气反应,与水反应的不同,从而得出结论:“碱金属的金属性都很强,是强还原剂,而且随着核电荷数的增大而逐渐增强”的结论。从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础。 3.在自然界的存在,可以结合它们的化学性质让学生自然地得出结论。此外还应涉及药品的保存,例如:钠和钾应保存在煤油里,锂保存在石蜡中。 4.焰色反应的教学,可以结合生活实际:美丽的烟火、食盐溅在火焰上呈现黄色。教学中可以适当增加一些离子的焰色反应,引发学生的兴趣。教师应强调焰色反应的正确操作方法和步骤及其原因,特别指出钾的焰色反应应透过蓝色的钴玻璃观察,并解释原因。讲解焰色反应的应用时应明确它可以用来检验金属或其化合物。 第 1 2 页 教学目标概览 (一)知识目标 使学生掌握碱金属的物理性质与化学性质,并能运用原子结构的知识来解释它们的性质上的异同及其递变规律,为学习元素周期律打好基础。 (二)能力目标 1、充分利用物质的结构与性质的关系,掌握学习金属元素及其化合物的方法。 2、培养学生的发散思维能力。 (三)情感目标 通过物理与化学性质递变规律的学习,对学生进行“量变到质变”、“对立统一”规律等辩证唯物主义观点的教育。 教学重点:碱金属元素的性质以及跟其原子结构的关系 教学方法:讨论、讲解、实验相结合 教学过程: [复习提问]展示一瓶金属钠,设问:金属钠为什么要保存在煤油中? 展示一瓶金属钾,设问:金属钾保存在什么物质中?为什么? [引入]这说明钾和钠以及锂、铷、铯元素之间存在着某种内在联系,这种内在联系是什么呢?下面我们将从它们的结构特征和性质等方面来进行探讨。由于钫是放射性元素,暂不讨论。 [板书]第三节碱金属元素 [板书]一、物理性质 指导学生阅读课本P36表2-1,碱金属的主要物理性质并加以总结。 1、相似性;银白色固体、硬度小、密度小(轻金属)、熔点低、导电、导热、有展性。 2、递变性(从锂到铯): ①密度逐渐增大(K反常)(锂能否放在煤油中?) ②熔点、沸点逐渐降低 [提问] 推测钫的密度和熔点沸点比铯高还是底? [板书]二、原子结构 请学生看P36表2-2,碱金属元素的原子结构,由学生小结。 [板书]1、相同点:最外电子层上都只有1个电子。 2、递变规律:从锂到铯核电荷数增大,电子层数增多,原子半径增大。 [讲述]:碱金属元素有原子结构上有一定的相似性和递变性,而结构决定性质,因此我们推测它们在性质上存在相似性和递变性。 元素化学性质主要由原子结构决定,请同学们根据原子结构的相似点和递变性推出碱金属元素的化学性质。 [学生小结]碱金属元素原子的最外层上都只有1个电子,因此,可以推测它们具有相似的化学性质,它们都与钠相似,都能与氧气等非金属以及水等起反应。但由于从锂到铯核电荷数增大,电子层数增多,所以它们在化学性质上也有一定的差异,也存在递变规律。 [板书]三、碱金属的化学性质 [讲述]同学们的推测是否正确,还需要通过实验和事实进行论证。 [板书] 1.碱金属与非金属反应 [学生实验]用镊子取一小块钾,擦干表面煤油后,放在石棉网上稍加热,观察发生的现象。 [提问]观察到哪些现象?比较与钠在空气中燃烧的现象有什么差异? (钾熔化成小球,剧烈燃烧,钾比钠在空气中燃烧更剧烈。) [提问]从上述现象比较钠与钾失电子能力强弱和金属性。 点燃 (钾比钠更易失去电子,金属性更强。) 点燃 [板书] 4Li + O2 2Li2O 2Na + O2 Na2O2 [讲述]钾燃烧后生成的是比过氧化钾更复杂的氧化物,由于大纲和教材不要求,我们就不讨论了,有兴趣的同学可以在课后查阅有关资料进行学习。下面我们观察钾与水是如何进行反应的。 [板书]2.碱金属与水的反应 [演示实验]教材[实验2-10]。 [讨论](1)在上述实验中观察到什么实验现象? (2)钾、钠分别与水反应,何者更剧烈? (3)根据上述实验现象可得出什么结论? 教师引导学生小结: 2R + 2H2O = 2ROH + H2↑ (1) 锂到钾与水反应越来越剧烈,生成的碱的碱性越来越强。 (2)锂到钾金属性逐渐增强。 [叙述]从上面的实验及大量事实证明,同学们前面根据原子结构所作的推论是合理的,也是正确的,今后我们在学习中要学会这种方法。由于碱金属的化学性质都非常活泼,因此,它们在自然界中都以化合态存在,碱金属的单质都由人工制得。实验室保存碱金属时,都要密封保存,如把K、Na保存在煤油中。 作业:P40:三、四、五 教学目标 知识目标 掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。 了解焰色反应的操作及应用。 能力目标 通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。 情感目标 树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。 教学建议 碱金属知识结构网络图 在学习完全章后应该指导学生总结出本章内容的知识网络图。这是学生学习的第一个金属元素族,关键是熟悉自然族的学习方法。每一族重点掌握代表物质的性质,其他元素的性质可以利用相似性和递变性的规律加以掌握。培养学生良好的学习习惯是很重要的。形成知识结构的网络可以把分散的内容统一起来。为以后学习典型的非金属元素族 卤族铺平道路,使得元素周期表和元素周期律的学习“水到渠成”。 教材分析 本节主要包含两个主要内容:的原子结构及其单质的性质、焰色反应。其中前一部分是本节的重点,也是本章的难点。 第一部分内容中,先由两张表格切入,让学生通过表中提供的数据等信息的分析,总结归纳出的原子结构的特点。为后面学习它们的化学性质打好基础,因为结构决定性质,通过总结结构的相同点和递变性,完全可以大胆的预测其化学性质的相似性和递变性。然后利用实验事实验证推测的正确性,这样的学习顺序是对学生科学的学习方法和学习态度的培养。教材在重点介绍了钠的有关知识之后,由个别到一般,进一步归纳出碱金属性质的相似性与递变性,以及与核外电子排布的关系,从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础,使将来元素周期律的引出能够做到“水到渠成”。 第二部分内容中,主要介绍了钠和钾的焰色反应,以及它的正确操作和应用。 阅读材料“金属钾的发现”,意在激发学生的学习兴趣,对学生进行化学史的教育。 教学建议 高一第二章第三节的编写,采用了化学学习中使用较多的科学方法模式,即通过实验和观察,将实验现象和数据等资料加以分析,找出规律性的知识,并根据这些规律性的知识,进一步对一些物质的性质作出推论和预测,当这些推论和预测经过多次论证后,便可将其中的正确部分上升为理论。这种科学方法模式的训练,有利于培养学生的思维能力和自学能力。因此在这一节的教学中应注意培养学生的能力。 1.碱金属单质的主要物理性质和原子结构的特点,可以让学生以教材中的两个表格为主要依据,结合前面学过的钠的有关性质,运用对比的方法通过自学、讨论的方法掌握这部分知识。建议从相同点和递变性两方面指导学生总结出规律。 2.碱金属的化学性质的相似性和递变性,可以让学生结合原子结构的相似性和递变性去思考,利用规律大胆推测,然后用实验加以验证。此处的教学是培养学生思维能力的最佳时机。这样可以极大地调动学生的学习积极性。通过以上分析可以看出,此处的实验尤为重要。要做好钾在空气中燃烧以及钾和水反应的实验。可以事先复习钠的有关的实验现象,写出反应的化学方程式,分析氧化剂和还原剂,标出电子转移的方向和数目。再通过讲解或者阅读,从反应发生的条件,反应的剧烈程度以及生成物等方面比较Li、Na、K、Rb、Cs与氧气反应,与水反应的不同,从而得出结论:“碱金属的金属性都很强,是强还原剂,而且随着核电荷数的增大而逐渐增强”的结论。从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础。 3.在自然界的存在,可以结合它们的化学性质让学生自然地得出结论。此外还应涉及药品的保存,例如:钠和钾应保存在煤油里,锂保存在石蜡中。 4.焰色反应的教学,可以结合生活实际:美丽的烟火、食盐溅在火焰上呈现黄色。教学中可以适当增加一些离子的焰色反应,引发学生的兴趣。教师应强调焰色反应的正确操作方法和步骤及其原因,特别指出钾的焰色反应应透过蓝色的钴玻璃观察,并解释原因。讲解焰色反应的应用时应明确它可以用来检验金属或其化合物。 教学设计示例 第三节 教学目标 1.知识目标 (1)掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。 (2)了解焰色反应的操作及应用。 2.能力目标 通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。 3.情感目标 树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。 教学重难点 重点: 结构性质的相似性,递变性及其原因。 难点: 科学方法模式的训练;碱金属的化学性质。 教学过程 1.的原子结构和物理性质 [引入]学生上黑板写出的名称、符号及原子结构示意图。 [提问] (1)的原子结构的相同点是什么? 最外层有一个电子,在反应中易失掉一个电子,表现出还原性。 (2)的物理性质是否相似? 接着指导学生阅读课本第36页[表 2—l],碱金属的主要物理物质并加以总结。①色状:银白色金属(铯略带金色光泽)②柔软、密度小,熔点低 ③有较强的导电导热性。 [提问] (1) 的原子结构的不同点是什么? 随着核电荷数的增多,它们的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。核对于外层电子的束缚能力越来越弱,失电子的能力越来越容易。 (2)的物理性质有什么变化规律? 指导学生根据课本第36页[表2—1]与[表2-2],总结出碱金属由于核电荷数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,物理性质也有所不同。如: a.硬度:柔软,有展性,由小到大; b.密度:由小到大,(K反常)。 c.熔沸点:由高到低, 略低于水的沸点,K稍高于人的体温, 低于人的体温,除汞外,金属中铯的熔点最低。 [归纳]学生通过讨论,分析得到结论。①在变化规律中有个别反常现象,如钾的密度比钠的密度小,②从密度的大小得到锂的密度比煤油小,得到锂保存在石蜡中,而钠钾则可以保存在煤油中。 2.碱金属的化学性质 [讲解]碱金属原子的最外层都是1个电子。则化学性质应与金属钠相似。对比 与 、 、 的反应及碱金属其他金属的反应,加上阅读课文,发现 与 反应只生成氧化物, 与 反应会生成氧化物和过氧化物,而K与 反应除生成氧化物、过氧化物外,还能生成超氧化物。这说明 的活泼性,应该是 。分析了碱金属与 的反应后,再比较钾与水的反应 [演示实验]课本第37页实验[2—9]与[2—10],教师可边演示边强调操作方法,并要求学生注意比较实验的现象与程度。 [讲解]通过观察现象可知,钾与 反应能产生超氧化钾,且比钠与氧气反应更加剧烈,钾与水反应,与钠与水反应的产物是一样的,但更剧烈。 [讨论] (1)碱金属表现哪些共同的化学性质?与原子结构、电子层数、原子半径的变化有什么 联系? (2)的原子半径与相应离子半径的关系? [小结](1)碱金属的共同的化学性质与递变性 a.碱金属都能与氧气反应,从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、比过氧化物更复杂的氧化物,如超氧化物等(钾、铷、铯)。 b.碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气。从锂到铯与水反应越来越剧烈。 c.均为强还原剂 ,我们知道,物质的化学性质是由其本性决定的,的原子结构特点决定了化学性质的相似性和差异性,原子最外层都是一个电子,决定了它们都是活泼的金属,强还原性。而随核电荷数的增加,原子半径增大,核对外层电子的吸引力逐渐减小,失电子能力逐渐增强,金属活动性逐渐增强,因而,生成氧化物时越复杂,与水反应更剧烈。 (2)因为为活泼金属,易失去最外层电子使次外层变为最外层,所以其原子半径大于相应的离子半径。如: 即: 原子半径 半径。 3.焰色反应 [引入]每当我们看到五光十色、绚丽多彩的焰色时就会想:焰火是怎么制造的?为什么燃烧时火焰会有不同的颜色呢?我们下面可以根据演示实验的现象来解释这些问题。 [演示]课本第38页实验[2—11],学生通过实验现象得出结论,教师指导学生阅读课文焰色反应的定义。 [提问] (1)每次试验完后,为什么都要用盐酸洗净铂丝(或光洁的铁丝或镍、铬、钨丝)? (2)除金属的化合物之外,单质金属能不能有同样的现象? (3)在观察钾的火焰颜色时,为什么要隔着蓝色的钴玻璃? (4)学习焰色反应的主要作用是什么?让学生参阅课本封里“焰色反应”彩图,了解除碱金属及它们的化合物外,钙、锶、钡、铜等金属及其化合物也能呈现焰色反应,并重点记忆钠钾焰色反应的颜色。强调 指出:由于一般钠盐、钾盐易溶于水,在溶液中又无颜色,无法通过其他反应进行检验“ ”,所以常常利用焰色反应来检验。 总结、扩展 1.总结 碱金属作为典型的金属族,通过分析、总结的性质变化规律,学习最外层电子数相同的一族元素及化合物知识的一般方法;通过对实验现象的观察分析,培养了学生透过现象看本质,抓住事物内在的不同和联系的学习方法。 2.扩展 学习性质的相同性与递变性的变化规律,掌握了学习元素及化合物性质的规律的方法,为学习其他各族元素及元素周期律与元素周期表下了一个良好的基础。 板书设计 第三节 碱金属 (-)的原子结构(见下页) (二)碱金属单质的物理性质 相同点:硬度小,熔点低,只能放入石蜡或煤油中保存。 不同点:密度依次增大(K反常比Na小),熔沸点依次降低,硬度依次减小。 (三)碱金属的化学性质 1.与 等非金属反应 (1)与氧气反应 [1][2]下一页 §6.1 钠【教学目标】1.知道钠的物理性质和用途。2.掌握钠的化学性质。3.知道烧碱的工业制法和电解的概念。4.培养学生观察能力以及分析、归纳思维能力,对学生进行科学态度、科学方法的教育和训练。【重点】:钠的物理性质和有关的化学性质。【难点】:通过钠跟水反应的实验,推测钠的性质。第1课时【教学过程】: [引言]:在第四、五章里,我们学习了最外层电子数分别为7和6的卤族元素和氧族元素,它们都是非金属元素。观察元素周期表,我们不难发现在107个“席位”中,非金属元素只占了16个,大部分是金属元素。我们有必要学习一下金属元素的知识。这一章,我们先学元素周期表中最左侧的一族金属元素。它们是,它们氧化物的水化物是可溶于水的碱,所以这6种元素称为碱金属。[板书]:锂(li)、钠(na)、钾(k)、铷(rb)、铯(cs)、钫(fr)原子结构示意图(略)[提问]:碱金属元素原子结构的共同点。[指出]:碱金属元素最外层的电子数都是1个,容易失去而达到8电子稳定结构,所以碱金属元素化学性质很活泼。这节课我们主要讨论钠的性质。[板书]:第六章 碱金属6.1 钠[介绍]:钠的存在。[实验]:6.1(学生据此推测钠的物理性质。)[板书]:一、钠1.物理性质银白色固体,有金属光泽,很软,比煤油重,比水轻[实验]:6.3(学生观察实验现象,推测钠的性质及反应产物)[副板]:浮:钠比水轻;游:受到推力,说明钠与水反应生成了气体,气体的推力使小球四处游动;响:存在气流;红:反应后的溶液呈碱性球:反应放热,使钠熔化而变成闪亮的小球,说明钠的熔点很低。[实验];6.4(检验反应生成的气体)[板书]:熔点低。2.化学性质(1)与h2o反应2na + 2h2o → 2naoh + h2↑+ q[实验]:6.2[板书]:(2)与非金属反应 点燃2na + o2 → na2o2 (淡黄色) [观察]:被切开的金属钠表面呈银白色,在空气中很快变暗。[板书]:常温下,4na + o2 → 2na2o (白色) 点燃 2na + cl2 → 2nacl 点燃 2na + s → na2s[提问]:钠为什么要保存在煤油里?[板书]:(3)与酸反应2na + 2h2o → 2naoh + h2↑naoh + hcl → nacl + h2o∴2na + 2hcl → 2nacl + h2(反应太剧烈,不能用以制取氢气。)(4)与盐反应[设问]:钠与硫酸铜溶液反应产物是什么?[实验]:[板书]:2na + 2h2o → 2naoh + h2↑2naoh + cuso4 → cu(oh)2↓ + na2so4∴2na + cuso4 + 2h2o →na2so4+ cu(oh)2↓+ h2↑3.用途(略)[作业]:(略)第2课时[板书]:二、过氧化钠(na2o2)电子式:(略)[实验]:在盛有过氧化钠粉末的试管里滴几滴水,用香棒检验气体。[板书]:(1) 2na2o2+ 2h2o → 4naoh + o2↑(标出电子转移的方向和数目)[实验]:蓬松的棉花上洒上过氧化钠粉末后,滴一滴水(不能多)。[指出]:该反应是放热反应,生成的氧气使棉花燃烧更旺。过氧化钠是强氧化剂,可以用来漂白织物、麦杆、羽毛等;在呼吸面具和潜水艇里,过氧化钠还可以供给高空和海底作业人员使用,这是为什么?[板书]:(2) 2na2o2+ 2co2 → 2na2co3 + o2↑[提问]:a、钠着火能否用水或二氧化碳灭火器灭火?b、工业上如何制取过氧化钠?[指出]:过氧化钠会灼伤皮肤,熔化时与易燃物或某些有机物接触,立即发生爆炸,使用时注意安全。[过渡];钠的另一个重要的化合物是氢氧化钠,俗名叫烧碱、火碱、苛性钠,是重要的工业原料。[板书];三、氢氧化钠(naoh)[实验]:取少许naoh固体,放在表面皿上,观察。[板书]:1、物理性质:白色固体,极易溶解于水(易潮解)[指出]:naoh可干燥某些气体(除氯气和酸性气体co2、so2、hcl、h2s等)[提问]:naoh固体如何保存?[板书]:2、化学性质naoh→na+ + oh- ∴naoh具有碱的通性(略)。[提问]:什么叫电离?[板书]:电离:电解质在水分子作用下或熔化状态下离解成自由移动的离子的过程。(该过程不需要通电)[讲述]:naoh是重要的化工原料,用以制造其他化工产品、生产纸浆、肥皂和洗涤剂等。[板书]:3、用途:(略)[设问]:既然naoh这么重要,工业上如何制取naoh呢?[板书]:4、制法:电解饱和食盐水(1)电解:直流电通过电解质溶液而发生氧化还原反应的过程。(将化学能转化成电能)[实验]:1、电解饱和食盐水2、检验氢气、氧气和oh-[分析]:电解过程和电解原理[板书]:(2)电解原理(作图略)a、阴极:与直流电源负极相连的电极阳极:与直流电源正极相连的电极[讲述]:接通直流电源后,在电场作用下,带正电的钠离子、氢离子向阴极移动,带负电的氯离子、oh-向阳极移动。[板书]:b、电极反应阴极上:∵h+比na+容易得电子∴2h+ + 2e → h2(还原反应)h2o h+ + oh-阴极上h+不断得到电子形成h2,促进水不断电离成h+和oh-。由于h+转化成h2逸出,导致溶液中oh-浓度大于h+浓度。因此在阴极附近,溶液呈碱性,即生成了naoh溶液。阳极上:∵cl-比oh-容易失电子∴2cl- - 2e → cl2(氧化反应) 通电c、电解总反应: 2nacl + 2h2o → 2naoh + h2↑+ cl2↑(3)阴极上阳离子得电子顺序:反“金属活动性顺序表”阳极上阴离子失电子顺序:i->br->cl->oh->so42- (no3-)[练习]:电解氯化铜溶液,写出电极方程式和总方程式。[介绍]:工业上电解食盐水的方法[作业]:(略)§6.2 酸碱中和滴定【教学目标】1.知道水的离子积。理解溶液的酸碱性和氢离子浓度、氢氧跟离子浓度的关系。2.掌握一元强酸,一元强碱溶液ph值的计算。3.理解中和滴定和原理;掌握中和滴定及其计算。4.掌握酸碱指示剂的选用。5.通过溶液酸碱性的教学,对学生进行对立与统一的观点教育。通过中和滴定实验对学生进行实验测定、数据处理等科学方法训练和实事求是、一丝不苟的科学态度的培养。【重点】:1.溶液的酸碱性和氢离子浓度、氢氧跟离子浓度的关系。 2. 一元强酸,一元强碱溶液ph值的计算。3. 酸碱中和滴定及指示剂的选用。【难点】:中和滴定原理及操作。第1课时【教学过程】: [引言]:在日常生活中,我们接触到的大多数溶液往往呈现出不同的酸碱性。例如可乐呈酸性,而茶水呈碱性,肥皂水也呈碱性。溶液的酸碱性与水的电离有着密切的关系。[板书]:一、水的电离h2o + h2o h3o+ + oh-简写为:h2o h+ + oh-[指出]:根据精确的实验证明,由于水分子的相互作用,水能微弱地电离出水合氢离子和氢氧跟离子。水的电离程度很小,是极弱的电解质。常温下大约5亿个水分子中有1个水分子是电离的,电离出氢离子和氢氧跟离子。一定温度下,纯水的氢离子和氢氧跟离子浓度乘积是一个常数。[板书]:1、水的离子积(kw)kw = ch+ ·coh-24℃时,纯水中ch+=coh-=1.0×10-7mol/l∴24℃时,纯水中kw = ch+·coh-=1.0×10-14[指出]:温度升高,水分子运动加剧,水的电离程度增大,氢离子和氢氧跟离子浓度增大,kw增大。[阅看]:p129表6.3(补充;100℃,kw=1.0×10-12)[指出]:kw的单位是(mol/l)2。但通常在表达式中不标单位[设问]:一定温度下,纯水中氢离子和氢氧跟离子浓度乘积是一个常数,那么在酸性溶液或碱性溶液中氢离子和氢氧跟离子浓度有着怎样的关系呢?[板书]:二、溶液的酸碱性和ph值[阅看]:p130表6.4[板书]:1、24℃时,在酸性或碱性的稀溶液里ch+=coh-=1.0×10-7mol/l2、溶液的酸碱性和ch+、coh-的关系24℃中性溶液ch+=coh-ch+=10-7mol/lch+·coh-=1.0×10-14酸性溶液ch+>coh-ch+>10-7mol/l碱性溶液ch+ (2) 中和盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆反应。 水解酸+碱 盐 + 水 + q [指出]:中和反应产生的原因是由于生成极弱的电解质水;盐类水解产生是由于生成了弱酸弱碱。因为水的电离程度比弱酸弱碱还小,所以上述平衡常常是强烈地移向生成水的一方,因此盐类的水解程度一般都很小。促进水解的方法:升温、稀释。[分析]:ch3coona、nh4cl水解过程[板书]:(3)盐类水解的实质:破坏水的电离平衡[分析]:各类盐的水解[板书]:(4)盐类水解的规律:有弱才水解、无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解[思考]:为什么强酸强碱盐不水解?[板书]:4、盐类水解离子方程式的书写:水写化学式,中间用可逆,后无沉气出,多元弱酸盐,水解分步写。nahco3:hco3- + h2o h2co3 + oh-na2co3:co32- + h2o hco3- + oh-hco3- + h2o h2co3 + oh- na2co3的碱性比nahco3强[练习]:(略)[板书]:5、盐类水解的应用(1)判断溶液的酸碱性和ph值大小(2)判断离子能否共存(3)比较溶液中各离子浓度大小(4)实际应用a. na2co3 k2co3可用于洗涤,且热水效果更好b. kal(so4)2·12h2o、al2(so4)3、fecl3可净水c. 酸碱式灭火机里装有nahco3、al2(so4)3d. 实验室配制某些盐溶液时,加入一定量相应的酸或碱e. 合理使用化肥;改良土壤[作业]:(略)§6.4碱金属【教学目标】1.掌握碱金属的原子结构特点和性质递变规律。2.掌握碱金属的化学性质。3.知道焰色反应及其应用。【重点】:1. 碱金属的原子结构特点和性质递变规律。 2. 碱金属的化学性质。【难点】:碱金属的原子结构和性质的相互关系。【教学过程】:[引言]:到了本章的最后,我们要对碱金属的性质加以归纳,类似于归纳卤族元素和氧族元素。碱金属包括锂(li)、钠(na)、钾(k)、铷(rb)、铯(cs)、钫(fr)。钫(fr)是放射性元素,不作讨论。[板书]:一、碱金属元素的原子结构和物理性质原子结构示意图核电荷数电子层数原子半径对应阳离子半径原子核对核外电子吸引力li增大增加增大增大减弱nakrbcs(1)原子半径 > 对应的阳离子半径(2)具有相同电子层数时,r碱金属 > r氧族元素 > r卤族元素颜色状态(常温)密度熔沸点li银白色固体增大减小nakrbcs略带金色[指出]:碱金属单质都比较柔软,都是热和电的良导体,有延展性,密度较小,熔点低。结构决定性质!碱金属最外层只有1个电子,很容易失去而达到8电子稳定结构,是强还原剂。[板书]:二、碱金属的化学性质 点燃1、与非金属应反 2na + cl2 → 2nacl2k + br2 → 2kbr △4li + o2 →li2o 4na + o2 →2na 2o 2na + o2 →na 2o2[指出]:钾、铷等与氧气反应,生成比过氧化物更复杂的氧化物,叫超氧化物。碱金属与非金属的反应中,碱金属都是强还原剂,表现很强的金属性。[板书]:2、与水反应2na + 2h2o → 2naoh + h2↑2k + 2h2o → 2koh + h2↑[指出]:碱金属都能与水反应,生成氢氧化物并放出氢气,钾与水反应更剧烈,铷和铯遇水就立即燃烧甚至发生爆炸,锂跟水反应不如钠剧烈。说明碱金属的活动性从锂到铯依次增强。[提问]:请从结构上分析为什么从锂到铯金属的活动性依次增强。[讲述]:三、碱金属用途。[实验]:碳酸钠、氯化钾、硫酸铜等盐的焰色反应[板书]:四、焰色反应1、概念2、钠 钾 锂 铷 钙 锶 钡 铜 黄 紫 紫红 紫 砖红洋红 黄绿 绿[作业]:(略)反思:1、本章教材要求学生以学过的基本概念、基本理论为指导,用学习卤素、硫的方法来学习碱金属。教学中要以比较,归纳的方法来理顺各部分的知识,使知识融会贯通。2、本章概念多,学生对许多相近的概念容易混淆。电解质溶液这部分内容是高中化学理论的重头戏,但学生还未真正入门,对电离、水解、电解、溶液酸碱性、中和滴定等内容掌握得不够理想。因此,在平时的教学中,必须加大训练量,举一反三,触类旁通。3、“实验10 酸碱中和滴定”要求学生初步学会中和滴定的操作技能,但学生在实际过程中操作不够规范,涂改实验数据。在教学过程中要加强数据测定、数据处理、结果分析等科学方法的训练,培养学生实事求是的科学态度 更多优质教案课件请关注微信公众号(本站右侧),找素材就来“鲸罗书馆”。上传您的稿件,人人都是创作者!碱金属 第11篇
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