一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,减轻高中教师们在教学时的教学压力。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?以下是小编为大家收集的“碱金属元素”希望能为您提供更多的参考。
第三节碱金属元素(第二课时)★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:
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]
LiNakRbCs
相
似
点
颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
递变性
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
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
LiNakRbCs
相
似
点
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
递变性
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。
一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师缓解教学的压力,提高教学质量。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢?下面是小编为大家整理的“高三化学教案:《碱金属》教学设计”,相信您能找到对自己有用的内容。
【易错指津】
1.注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中,Na及Na2O2溶于水均会产生气态物质,所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。
2.注意Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应:2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,必还发生2NaOH+ CO2=Na2CO3+H2O,即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。
3.正确理解“焰色反应”:
(1)它是元素的一种物质性质。无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应。它属物理变化过程。
(2)不是所有元素都有特征的焰色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。
(3)焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别。焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生各种颜色火焰的过程,而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色的光的过程。
【典型例题评析】
例1 碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是(2001年上海高考题)
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.②③
思路分析:碱金属与卤素两族元素为活泼的金属和非金属元素,它们形成的化合物为离子化合物,选项中①②③符合离子晶体的通性。
答案:A
方法要领:从物质结构的观点出发,理解物质所具体的性质。
例2 下列能用于扑灭金属钠着火的是(1996年上海高考题)
A.干冰灭火剂 B.黄沙 C.干粉(含NaHCO3)灭火剂 D.泡沫灭火剂
思路分析:Na为活泼金属,除能与O2反应外,还能与H2O、CO2等物质反应。干粉中NaHCO3受热会分解产生H2O和CO2;泡沫灭火剂中含水等物质。
答案:B
方法要领:灭火一是降低温度,二是隔绝空气,此外灭火剂不能和被扑救的物质发生反应。解题中应根据物质的性质,选择适宜的方法。
例3 联合制碱法中关键的一步是把NH4Cl从几乎饱和的NaHCO3溶液中分离出来,为此根据NaCl和NH4Cl溶解度的差异,向混合溶液中通入某种气体,同时加入磨细的食盐,可析出不夹带NaHCO3的NH4Cl.NaCl和NH4Cl共同存在时的溶解度曲线以下操作正确的是(1998年上海高考题)
思路分析:本题是电离平衡与溶解平衡统一在联合制碱法中一个很好的能力考核点。由于通入NH3使HCO3-与NH3.H2O反应转化为CO32-、NH4+ 与H2O,使NaHCO3转化为Na2CO3而不易析出,又由于增加了NH4+,并在降温条件下更易使NH4Cl析出(根据NaCl与NH4Cl共同存在时的溶解度曲线)。这是非常巧妙的综合分析能力的考核。
答案:D
方法要领:选项已指明了通过两个操作可达目的。由溶解度曲线知温度应低为好;再结合:NH4Cl(s) NH4++Cl-,要析出NH4Cl晶体,可增加[NH4+],因此可通入NH3。
例4 (1)分别写出由氧在一定条件下,生成下列物质的化学方程式(必须注明反应条件)。(2000的广东高考题)
①O3: ②Na2O2: ③Na2O:
(2)指出氧在下列各物质中的化合价:
O3: ; Na2O2: ; Na2O:
(3)KO2能吸收CO2生成K2CO3和O2,故可用作特殊情况下的氧气来源,试写出该反应的化学方程式
(4)人体内O2-离子对健康有害,使人过早衰老,但在催化剂SOD存在下可以发生如下反应,请完成该反应的离子方程式:
O2-+ H2O = H2O2+ O2+
思路分析:前2题为送分题(但要注意题目对反应条件的要求),3题关键是配平,4题先逆向配平:H2O2→O2-(O价态:-1到-0.5,变1 价),O2→O2-(O价态:0到-0.5,变1价),则1H2O2+1O2——2O2-+2H2O。由电荷守恒及H、O守恒判缺项为OH-。或先由H、 O守恒判缺项为OH-,再观察配平。
答案:(1)①3O2 2O3 ②2Na+O2 Na2O2 ③4Na+O2 2Na2O
(2)0;-1;-2 (3)4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2 (4)2O2-+2H2O = 1H2O2+1O2+2 OH-
方法要领:本题主要考查运用基本化学用语的能力。难点在第(4)小题,该题紧密联系生活实际,对中学生来说属于新知识、新情境。由电荷守恒可知,产物中必为一种阴离子,在H、O两种元素范围内组合,应为OH-。
解题的前提是要具备由Na2O2与CO2反应到KO2与CO2反应的迁移能力和从电荷守恒角度掌握缺项离子方程式的配平技能。
例5 若以X、Y和Z代表三种元素,且知X与Y形成原子数之比为1:1的化合物甲,Y与Z也可形成原子数之比为1:1的化合物乙,又知甲分子含18个电子,乙分子含38个电子,请填空:
(1)元素Y在第 周期。(2)化合物甲的分子式是 。(3)化合物乙的分子式是 。(2001年高考试测题)
思路分析:二元化合物甲的分子中含有18个电子,显然组成它的两种元素(X和Y)都只能在短周期。X与Y的原子数之比为1:1,因此,很容易想到可能是 HCl。但是无论是H还是Cl作元素Y都不可能再形成满足题设条件的化合物乙,于是化合物甲可考虑是H2O2(原子比为1:1,分子含18个电子)。进而把O作为元素Y,则化合物乙就是Na2O2(原子比为1:1,分子含38个电子)。这样,本题要求填写的三个空白均迎刃而解。
答案:(1)二 (2)H2O2 (3)Na2O2
方法要领:本题考查考生对分子组成、元素性质和周期表的掌握程度。18个电子的微粒有:Ar、F2、HCl、H2S、PH3、H2O2、SiH4、N2H4、CH3OH、C2H6、S2-、Cl-、K+、Ca2+、HS-。
例6 现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,选用适当的实验装置,设计一个最简单的实验,测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol/L盐酸和蒸馏水)。(1994全国高考题)
请填写下列空白:
(1)写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式_____________________。
(2)应选用的装置是_____________________________________。
(3)所选用装置的连接顺序应是(填各接口的字母;连接胶管省略)________________________。
思路分析:由于Na2O2和水反应放出O2,而Na2O与水反应不放出气体,所以最简单的方法是通过O2的量计算Na2O2的量,由于试样的量一定,即可求出Na2O2的纯度。
答案:方法1:(1)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2O+H2O=2NaOH (2)(G)接(A)(B)接(F)
方法2:(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na2O+CO2=Na2CO3 (3)(G)接(D)(C)接(H)(I)[或(I)(H)]接(J)(K)〔或(K)(J)〕接(A)(B)接(F)
方法要领:设计实验确定混合体系中某一物质的纯度,一般步骤是:
(1)断题:
a.称量
课题 (加入某物质或加热)b.生成沉淀
c.生成气体
通过称量混合物增重或减轻值可确定纯度;通过过滤、洗涤、烘干、称重可确认纯度;通过生成气体压水测气体体积亦可确认某物质的纯度。如确认Na2CO3和 NaHCO3混合物中Na2CO3的纯度用a;确认NaCl和BaCl2中NaCl纯度可用b;Na2O2和Na2O中Na2O2的纯度用c。
(2)框图分析(以Na2O2和Na2O混合物为例)
①首先应明确设计最佳实验的标准:Ⅰ.原理正确;Ⅱ.现象明显;Ⅲ.操作简单;Ⅳ.仪器药品易得;Ⅴ.安全可靠
②Na2O2和Na2O 产生气体(压水测气体体积)
若选CO2与Na2O2反应,则CO2尚需制备;若选盐酸与Na2O2直接反应,则生成H2O2在酸性条件下分解速率没有在碱性条件下分解速率快,故选择水直接和混合物反应产生O2,气体压出水测出O2的体积,从而可计算Na2O2的纯度,此法最简单,符合题意。
(3)此类题目解题模式的构建
①思维的总过程:
启动→发散→收敛→共识
明确问题→途径→核心→模式
②模式
思路的设计→优选方案→分析比较→操作程序→归纳总结
例7 将70g过氧化钠和氧化钠的混合物跟98g水充分反应后,所得的氢氧化钠溶液的质量分数为50%。试分别写出过氧化钠和氧化钠跟水反应的化学方程式,并计算混合物中过氧化钠和氧化钠的质量各为多少g?
思路分析:设混合物中Na2O2物质的量为x,Na2O物质的量为y,则有:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2O+H2O=2NaOH
x 2x x/2 y 2y
78g/mol x+62g/mol y=70g
根据题意得方程组:
解得:x=0.5mol y=0.5mol
则:m(Na2O2)=0.5mol×78g/mol=39g m(Na2O)=0.5mol×62g/mol=31g
答案:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、Na2O+H2O=2NaOH;Na2O2:39g、Na2O:31g
一题多解:上述反应式知,Na2O2与H2O反应Na2O2中既是氧化剂又是还原剂,产生的O2来自Na2O2,相当于2Na2O2=2Na2O+O2↑;若设Na2O2的物质的量X,则混合物与H2O反应可理解为将(70-16X)g Na2O与H2O作用。
根据题意,由钠离子守恒:
得:X=0.5mol。(以下略)
例8 某天然碱(纯净物)可看作由CO2和NaOH反应后的产物所组成。称取天然碱样品四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL,产生CO2的体积(标准状况)如下表:(2000年上海高考题)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
盐酸液的体积(mL) 30 30 30 30
样品(g) 3.32 4.15 5.81 7.47
二氧化碳的体积(mL) 672 840 896 672
(1)由第Ⅰ组数据中的CO2体积与样品质量之比,可以推测用2.49 g样品进行同样的实验时,产生CO2_________mL(标准状况)。
(2)另取3.32g天然碱样品于300℃加热分解至完全(300℃时Na2CO3不分解),产生CO2112mL(标准状况)和水0.45g,计算并确定该天然碱的化学式。
(3)已知Na2CO3和HCl(aq)的反应分下列两步进行:
Na2CO3+HCl→NaCl+NaHCO3 Na2CO3+HCl→NaCl+CO2↑+H2O
由上表中第Ⅳ组数据可以确定所用的HCL(aq)的浓度为 mol/L。
(4)依据上表所列数据以及天然碱的化学式,讨论并确定上述实验中CO2(标准状况)体积V(mL)与样品质量W(g)之间的关系式。
思路分析:试题以天然碱的组成及碳酸盐的性质为依托,构筑一道有层次、有深度且思维容量较大的计算题。对信息的理解能力、对数据的观察和处理能力是解答本题的关键。
(1)(672 mL/3.32 g)×2.49 g=504 mL。
(2)由题意可知,天然碱含NaHCO3、Na2CO3。
n(NaHCO3)=2n(CO2)=2×(112/22400)mol=0.01mol n(Na2CO3)=(672/22400)mol-0.01mol=0.02mol n(H2O)=[(0.45g-(112/22400)mol×18mol)/18mol=0.02mol
所以天然碱组成为2Na2CO3.NaHCO3.2H2O(式量332)。
(3)7.47 g样品中:n(Na2CO3)=(7.47 g/332 g.mol-1)×2=0.045 mol,则:
Na2CO3完全生成NaHCO3消耗HCl:0.045 mol;生成672mLCO2消耗HCl:672 mL/22400 mL.mol-1=0.03 mol。故c(HCl)=(0.045 mol+0.03 mol)/0.030 L=0.025 mol/L。
(4)30ml盐酸中n(HCl)=0.075mol,设样品与HCl反应全转化为NaCl,由:
2Na2CO3.NaHCO3+5HCl=5NaCl+3CO2↑+3H2O知:需样品质量:(0.075 mol/5)×332 g/mol=4.98 g
设样品中Na2CO3与HCl反应完全转化为NaHCO3(无CO2气体放出),由:
(2Na2CO3.NaHCO3)+2HCl=2NaCl+3NaHCO3知:需样品质量:(0.075mol/2)×332 g/mol=12.45g
讨论:①0
②4.98≤W≤12.45,Na2CO3 转化NaHCO3消耗n(HCl)=(W g/332 g.mol-1)×2;剩余n(HCl)= 0.075 mol-(W g/332 g.mol-1)×2,生成CO2物质的量等于剩余HCl物质的量,故V(CO2)=[0.075mol-(W g/332 g.mol-1×2)]×22400 mL/mol=(1860mL-134.9W) mL
③W≤12.45,HCl全部用于使Na2CO3转化NaHCO3,故V(CO2)=0。
答案:(1)504 (2)2Na2CO3?NaHCO3?2H2O (3)2.5 (4)①0
方法要领:本题是有关NaHCO3和 Na2CO3混合物系列计算,主要考查运用实验数据定量分析问题的能力,其难点主要是在第(4)小题的讨论上,关键是抓住盐酸的量是一个定值,即 2.5mol/L×30×10-3L=0.075mol,由此依据NaHCO3、Na2CO3与盐酸的反应式求得样品在不同情况下的用量,从而确定W的取值范围。
一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,帮助授课经验少的高中教师教学。高中教案的内容要写些什么更好呢?下面是小编精心为您整理的“高一化学《碱金属元素》教案”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
高一化学《碱金属元素》教案文章来源:http://m.jab88.com/j/114715.html
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