金属的化学性质
赵红喜发起了2020-11-16
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一、教材分析

《金属的化学性质》是高中化学元素及其化合物知识学习的第一部分,它在编写上体现了分类研究的思想:将金属这个整体作为研究对象,抓住一些典型物质发生反应的实验事实,进行比较、归纳、总结,同中求异,异中求同,最后形成规律。这些知识的学习,既可以为前面所学的实验和理论知识补充感性认识的材料,又可以为在《必修2》中学习元素周期律、化学反应与能量等抽象的理论知识打下坚实的基础。

金属的化学性质在初中和高一必修中的要求是不同的。初中对金属是一种近乎静态的描述,而高中的学习则要赋予动态的“生命力”,让学生学会研究金属的反应规律——还原性,理解这条规律的归纳得来和外延拓展;同时,让学生感受、体验、理解实验条件的控制以及探究实验的操作过程,初步认识化学科学的研究方法,培养学生的科学素养。

二、学情分析

     学生在初中已学过一些金属及其化合物的知识,了解了金属活动性顺序,在高中第二章学习了氧化还原反应的初步知识,这些为本章进一步学习奠定了基础。

高一的学生大多喜欢做实验,但观察实验、分析实验、从实验中获取相关知识的能力尚需进一步培养。

三、教学目标

1、知识与技能

(1)了解钠、铝等金属与氧气的反应,理解金属与非金属的反应规律。

(2)了解氧化铝的高熔点和其对金属的保护作用。

(3)初步尝试用实验研究金属及其化合物性质的方法。

2、过程与方法:

(1)通过分组完成钠、铝与氧气的实验,初步体验有序地、全面地、敏锐地观察实验现象,并能准确地用语言描述,尝试对现象进行分析、归纳,了解科学探究的基本方法,提高初步的科学探究能力。

2)通过比较、归纳等方法,让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般线索、思路和方法,并转化为长时记忆。

3、情感态度与价值观:

1)感受反应条件不同对产物的影响

2)体验氧化铝对铝的冶炼、使用的影响。

(3)逐渐养成严谨的科学态度和科学实验的基本方法。

(4)通过小组合作的方式,学生逐渐体会社会支持,体会合作探究的乐趣。

(5)感受并赞赏化学对改善个人生活、促进社会发展的积极作用。

四、教学重点、难点

重点:钠、铝与氧气的反应。

难点:对铝与氧气的现象的观察、分析。

五、教学方法

本课主要从两个话题入手,“以问题为中心”,引导并探究钠与氧气反应、铝与氧气反应的教学,然后通过比较、归纳,总结出金属与非金属反应的通性。在设置问题时,注意问题与问题之间的联系具有链接性、层次性和递进性,以问题和情景展开探索与合作的活动。例如钠与氧气的反应通过开放性问题、学生猜测与假设、实验证实评价来进行;铝与氧气的反应通过实验探究、现象分析、深刻思考来进行。在实验验证、实验探究中体现分类法、氧化还原基本原理对学生学习的指导,分门别类地找出共性、通过金属活动顺序找变化(递变)规律,培养并开拓学生思维。

六、教学过程

教学环节

教 师 活 动

学 生 活 动

设计意图

课间

 

阅读

 

【阅读】 “金属的使用与人类社会的发展”

 

激发兴趣,感受金属在人类发展历程中的重要作用。

引入

 

【实验】镁条在空气中的燃烧

 

既重现已有知识,又为即将学习的知识铺路搭桥。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

钠与氧气     的

反应

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

钠与氧气     的

反应

 

 

 

 

 

【引入话题1】镁及其合金在我们生活中随处可见。生活中有没有触手可及的金属钠呢?

请猜测,并说出依据。

【引导实验验证】那我们自己动手实验看看钠在空气中会有何变化?

提醒学生注意1、看清实验步骤和观察要求 ,规范操作,注意安全;2、注意将钠块放回试剂瓶。

【提问】请同学描述观察到的现象,并说说通过这些现象你认识到一个怎样的钠?

 

 

 

【板书】Na + O2 — Na2O

 

 

【追问】外层的钠与氧气发生了反应,那整个钠块都不能在空气中存在了吗?

【展示】露置在空气中的钠块随时间变化的系列图片

 

【引导】如果把钠在空气中加热呢?请推测反应情况,并说出依据?

【提示】钠一定要吸干煤油。

 

【提问】请同学描述观察到的现象。这些现象说明了什么?

 

 

 

 

 

【讲述】这种淡黄色的物质叫做过氧化钠。

【板书】Na + O2 — Na2O2

 

 

提问】观察这两个方程式,你想到了什么?

【引导】那么钠如何保存?

【展示】实验室保存钠的试剂瓶、工业保存钠的铁桶图片。

 

 

【猜测】有或没有。

(只要阐述原因合理的都要肯定,暂不下结论。)

 

【实验】取一块钠,用滤纸吸干表面的煤油,置于表面皿中,用小刀切下一端的外皮,观察断面颜色变化。

 

 

【描述】能观察到钠沉在煤油的底部。感受到钠很软。切开外皮的金属钠,能观察到银白色的光泽,但很快变暗,生成白色物质。

【分析】常温下,钠极易被空气中的氧气氧化,生成白色的氧化钠。

【练习】完成方程式,用单线桥标明电子转移的方向和数目。

【评价】点评方程式书写正误。

【讨论】关键看生成的氧化钠能否起到“保护”作用。(学生可能会说到氧化钠与水反应,应肯定学生)

【体会】氧化钠不能很好地保护好钠块,所以钠块在空气中不能稳定存在。

 

【分析】根据镁条在空气中加热的现象,推测钠在空气中反应可能很剧烈。

【实验】把一小块钠吸干煤油后放在蒸发皿中加热,仔细观察有何变化。

【描述】钠熔化成小球,与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体物质。

(重视学生对异常现象的描述,引导学生分析)

【分析】钠熔点不太高,在空气中受热后能够剧烈燃烧。

 

 

【练习】完成方程式,用单线桥标明电子转移方向和数目。

【评价】点评方程式书写正误。

【分析】同样的反应物,但是条件不同,产物不同。

【思考】注意隔绝空气。可采用液封、密封等方法。

 

 

尝试回忆,联系生活

 

 

 

获得第一手感性认识

 

 

 

 

观察的敏锐性

 

 

 

 

 

 

培养学生思维的深刻性,将思维通过清晰的、科学的语言准确表达出来。同时为铝的氧化膜、氧化钠性质埋伏笔

 

联系地看问题,激发学生思维的深度

 

表达的准确性、完整性、清晰感

 

 

 

 

 

 

 

 

 

感受反应条件对反应结果的影响。

 

性质决定保存方式。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

铝与氧气的

反应

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

铝与氧气的

反应

 

 

 

【引入话题2】同学们看这幅图,此图为地壳中元素的含量,前四位分别为氧、硅、铝、铁,含量最高的非金属元素为氧,最多的金属元素为铝,那么生活中金属铝也是很常见的,如今一篇铝箔的价格只有几分钱。拿破仑三世时期(十九世纪),它比黄金还贵重。为什么呢?我们一起来找找原因。

【展示】铝箔

【引导】那我们把铝箔加热,看看有何现象?

 

 

 

【提问】请同学描述观察到的现象,

试分析产生这些现象的原因。

 

 

 

 

 

 

 

【展示】浸泡在酸中的铝箔

【设问】如果我们加热去掉了氧化膜的铝箔,会不会熔化的金属铝就能滴落下来?我们再来试试看。

【引导】注意与刚才的实验现象对比。

试解释产生这种现象的原因

 

【展示】冶炼铝的原料:铝土矿(主要成分——氧化铝)、铝制品

【引导】这两个实验带给我们什么启示呢?

 

 

 

【总结】 同一事物在不同场合往往会产生不同的影响。如果我们能多看多思,全面地、辩证地认识事物,用对了场合,便可趋利避害、为我所用。

【引导】而且人们还采用了各种方法把它的优点发扬光大。

【展示】各种颜色的氧化铝保护膜。

 

 

 

 

 

 

 

【探究活动1】

用坩埚钳夹住一小块铝箔一角,用酒精灯加热至熔化,轻轻晃动铝箔。

再用解剖针轻轻挑破最下端的膜,观察现象。

【描述】铝箔发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下。挑破最下端的膜,有银白色的金属流出。

【分析】

1、铝片表面的氧化铝形成了致密的保

护膜。

2、氧化铝的熔点高,金属铝的熔点低。

【阅读教材】铝的熔点(660℃)、氧化铝的熔点(2050℃)

 

【探究活动2】用坩埚钳夹住一小块用酸除去了氧化膜的铝箔一角,用酒精灯加热至熔化,轻轻晃动铝箔。

【描述】现象与实验探究1相同。

【分析】铝在空气中很快生成新的氧化膜。

 

 

【讨论】1、单质铝容易形成致密的氧化膜,对内部的铝起到了保护作用,所以活泼的金属铝才得以广泛应用。

2、氧化铝的高熔点是制约铝的冶炼的问题之一,从而铝贵。

 

 

 

 

 

 

【阅读】49页〖资料卡片〗

 

 

以史实的角度激发并驱动学生的思维。

 

 

 

百闻不如一见

 

小动作带来新发现、新思考。

 

 

 

 

感性认识上升为理性认识,体会到“致密”的含义。

 

 

 

对比(异中求同)当中获得真知

 

思维与观察同步,敏锐的观察,严密合理的思考

 

 

从化学的观点出发理解生活,解释生活中的常识,并将其发展,产生更大的作用

 

 

 

 

 

回归生活,将生活作为第一教材

 

 

 

 

 

 

总结

 

规律

 

【引导】分析钠、镁、铝、铁、铜与氧气的反应,你发现了哪些藏在现象下面的秘密?

 

 

 

【引导】为什么有这样的共性和变化规律呢?

 

 

 

【引导】你还知道哪些金属与非金属的反应呢?

 

 

 

 

 

【总结】除了能被氧气氧化之外,金属在一定条件下还能被氯气、硫等非金属单质氧化。

它们的反应中同样表现出共性---还原性。

 

 

填写钠、镁、铝、铁、铜与氧气的反应。

【讨论】除了金、银之外,大多数的金属能与氧气反应。

    反应的条件、难易程度、剧烈程度等呈现规律性的变化。

【分析】大多数金属原子最外层电子数小于4,易失去最外层电子,在反应中体现还原性。

同时随着金属活动性的减弱,它们的还原性也减弱。

【回顾】钠与氯气的反应

【课堂练习】下列五幅图片中,哪些包含金属被非金属单质氧化的过程?

A、铜器的生锈;B钠与硫研磨爆炸生成Na2SC、Mg在N2中剧烈燃烧;D、Cl2腐蚀铁质灯具; E、铝粉与碘反应(滴水生紫烟)

 

 

整理、归纳

将“看热闹”升华提炼为“看门道”,让学生感知到规律的得来过程和应用前提

 

 

 

 

 

“宜将剩勇追穷寇”,将规律进一步拓展,让学生看出科学的活力与魅力!

 

 

 

 

 

 

 

 

升华观点

 

知识应用1

【展示材料】人类使用金属的时间与金属活动性顺序坐标图

【设问】通过读图我们看到了二者之间有什么关系?试分析原因。

 

知识应用2

【引导探究】如何让铝燃烧起来?

【课后探究】请大家根据提出的思路,课后交流讨论,设计出具体的步骤和装置,提出自己独特的改进实验方案。我们将在后续的学习中让大家通过实践来检验自己实验方案的可行性。让我们拭目以待。

 

 

【讨论】大致的趋势为:金属越活泼,该金属的使用时间就越晚,冶炼越困难。

 

 

 

【讨论】思路1、2、3……

 

 

 

前后照应

化学史和社会发展史的有机统一。历史的厚重熏陶和化学的理性感染,让学生感受到其中的必然性。

 

思维的拓展,实验设计能力的提高。

 

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