钠碱金属

§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

[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）

2Na + Cl₂ → 2NaCl

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）

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^->SO₄^2- (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 =c_H+ ・c_OH-

24℃时，纯水中c_H+=c_OH-=1.0×10^-7mol/L

∴24℃时，纯水中Kw =c_H+・c_OH-=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

c_H+=c_OH-=1.0×10^-7mol/L

2、溶液的酸碱性和c_H+、c_OH-的关系

[练习]：P131

[过渡]：对于c_H+很小的溶液，用浓度表示很不方便。化学上常采用c_H+的负对数来表示溶液的酸碱性强弱，叫做溶液的PH值。

[板书]：3、PH =-lg[H⁺]

[例题]：（略）

[练习]：（略）

[小结]：溶液的酸性越强，[H⁺]越大，PH值越小；

溶液的碱性越强，[H⁺]越小，PH值越大。

[板书]：4、常温下溶液的酸碱性与PH值的关系

中性溶液，PH =7；酸性溶液，PH < 7；碱性溶液，PH >7.

[指出]：c_H+、c_OH-的大小与PH值都可以表示溶液的酸碱性，通常c_H+或c_OH-<1mol/L时常用PH值表示。

[介绍]：PH值的测定与意义

[作业 ]；（略）

 

第2课时

[引入]：溶液PH值计算有多种类型，这节课我们分类讨论各种PH值的求算题目。

[板书]：三、PH值的计算

1.    基本求算

（1）由c求PH

例1.[HCl]=0.1mol/L,求PH

例2.[NaOH]=0.001mol/L，求PH

（2）由PH求c

例1.        PH=2的硫酸，盐酸，醋酸，分别求其浓度。

2.    强酸或强碱溶液稀释后求PH

例1.10mL 0.1mol/LHCl,PH=  ;加水稀释至100mL后，PH= 

例2.10mL 0.05mol/LBa(OH)₂,PH=  ;加水稀释至100mL后，PH=   

[小结]：PH值每增加n个单位，溶液中H⁺就减少到原来的1/10ⁿ, OH^-就增加到原来的10ⁿ。

[板书]：例3. 1mL PH=9的NaOH溶液稀释至1L，求PH

[小结]：酸溶液无限稀释时，溶液的PH值无限接近7，但小于7

碱溶液无限稀释时，溶液的PH值无限接近7，但大于7

[板书]：3.求溶液混合后的PH（V_混=V_前+V_后）

（1）强酸混合

例1.PH=2，PH=4的两种强酸等体积混合，求PH。

例2.PH=1，PH=5的两种强酸等体积混合，求PH。

[结论]：两强酸等体积混合，PH_混=PH_小值+0.3

[板书]：（2）强碱混合

例1.PH=11，PH=13的两种强酸等体积混合，求PH。

[结论]：两强碱等体积混合，PH_混=PH_大值-0.3

[板书]：（3）强酸强碱混合

例1.PH=2 HCl和PH=10 NaOH混合，求PH。

例2.99mL0.1mol/L HCl和101mL0.05mol/L

例3.0.01mol/L H₂SO₄与0.01mol/LBaCl₂等体积混合，求PH。

[补充]：例：室温下，在0.01mol/L的盐酸溶液中，求水电离出的[H⁺]。

[作业 ]：（略）。

 

第3课时

[引入]：上次课，我们着重讨论了PH值计算的各类题目。PH=-lg[H⁺],求PH值关键就是求[H⁺]。求[H⁺]通常都需要知道待测酸溶液或碱溶液的准确浓度，那么如何测定酸溶液或碱溶液的准确浓度呢？

[板书]：  H_nA + B(OH)_n → BA + nH₂O

c_酸V_酸     c_碱V_碱

(已知)  (待测)

则：c_碱=c_酸V_酸 /V_碱

四、酸碱中和滴定

1、概念：（略）

2、测定关键

（1）准确测定参加反应的两种溶液的体积

[介绍]：滴定管的分类和特点，操作要点（绿皮书P33）

[演示]：取20mL标准碱液

[板书]：（2）准确判断中和反应是否恰好进行完全

[讲述]：各指示剂的变色范围。一般酸滴定碱，用甲基橙指示剂，终点时由黄色变为橙色；碱滴定酸，用酚酞指示剂，终点有无色变为浅红色。

[板书]：3.操作（绿皮书P33）

[强调]：操作要领和注意事项。

[演示]：用已知浓度的盐酸来测定未知浓度的氢氧化钠溶液。

[板书]：4.误差分析

c_碱=c_酸V_酸 /V_碱 =0.1/0.020・V_酸

(1)锥形瓶用水洗涤后，直接盛氢氧化钠溶液

(2)锥形瓶用碱洗涤后，直接盛氢氧化钠溶液

(3)酸式滴定管用水润洗后，直接注入标准盐酸溶液

(4)酸式滴定管尖嘴部位有气泡，滴定时气泡消失

(5)滴定时，酸式滴定管漏液

(6)滴定后，仰视液面

(7)滴定后，俯视液面

(8)滴定时，锥形瓶摇动太剧烈，有少量液体溅出

[作业 ]：(略)。

 

 

 

 

 

 

§6.3碳酸钠和碳酸氢钠

【教学目标 】

1.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质。

2.理解盐类水解概念，掌握盐类水解规律，知道盐类水解的应用。

3.介绍我国纯碱工业的发展，对学生进行爱国主义教育。

【重点】：

1. 碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质。

2. 掌握盐类水解规律。

第1课时

【教学过程 】:

[引言]：在本章第一节内容里，我们学习了钠的重要化合物――氢氧化钠。它是重要的强碱，可以和酸性氧化物CO₂反应。那么反应的产物是什么？

[设问]：当NaOH和CO₂的物质的量之比介于1：1和1：2之间，产物是什么？

[引入]：在现实生活中，你有没有遇到使用Na₂CO₃和NaHCO₃的例子？

[讨论]：学生回答（略）

[指出]：这节课我们从它们的本质出发对它们进行系统的研究。

[板书]：6.3 碳酸钠 碳酸氢钠

[讲述]：碳酸钠和碳酸氢钠都是钠的化合物，都属于碳酸盐，但它们的组成是否一致？

[指出]：Na₂CO₃和就像兄弟俩，不仅有大名还有小名，在化学上称为俗名。Na₂CO₃俗称苏打，NaHCO₃俗称小苏打，大苏打是硫代硫酸钠。

[实物投影]：认识了俩兄弟的名字，接下来让我们来揭开他们的庐山真面目，看看他们的颜色、状态。

[讲述]：我们再来了解一下它们的溶解性。钠盐都能溶于水，20℃，S_Na2CO3 =21.5g/100g 水，S_NaHCO3=9.6 g/100g 水，可见，碳酸钠和碳酸氢钠都易溶于水，碳酸钠比碳酸氢钠溶解度大。

[指出]：1份碳酸钠结合10份水得到碳酸钠晶体，俗称石碱，是白色晶体。

[小结]：一、物理性质

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[实验]：Na₂CO₃ NaHCO₃分别与盐酸反应，比较现象。

[分析]：NaHCO₃与盐酸反应更剧烈的原因

[实验]：分别对Na₂CO₃ NaHCO₃固体加热,所得气体通入澄清石灰水。

[提问]：现象，该实验说明了什么？

[过渡]：通过这个实验，我们可以看出酸式盐和正盐之间可以相互转化。所以Na₂CO₃ NaHCO₃之间有区别也有联系。通过加碱，它们也可以转化。

[分析]：NaHCO₃与碱反应的原因。

[小结]：二、化学性质

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[讨论]：如何鉴别NaCl、Na₂CO₃、NaHCO₃三种固体？

[提问]：Na₂CO₃ NaHCO₃在我们日常生活中经常用到，请大家用学到的知识来分析下列用途利用了什么性质。（教材P138思考题）

[指出]：Na₂CO₃ NaHCO₃有很多用途，在玻璃、制皂、造纸、纺织、冶金等工业上有广泛的应用。为了满足工业需求，化工厂要大规模生产。我国的纯碱工业创始于1917年，有着悠久的历史。

[设问]：Na₂CO₃如何制取？

[设问]：NaHCO₃如何制取？怎样用最廉价的原料制取NaHCO₃？

[引导]：自然界能提供最廉价的原料是海水。

如何将NaCl溶液转化NaHCO₃溶液？

NaHCO₃中C元素如何解决？

二氧化碳在NaCl溶液中溶解度很小，如何增大溶解度？

工业生产中，原料氨气、二氧化碳哪里来？

[板书]：三、制备

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[提问]：侯氏制碱法利用了NaHCO₃的哪些性质？

[介绍]：侯氏制碱法的优点和侯德榜。

[板书]：四、两种组分混合物的计算

[例题]：把95g Na₂CO₃、NaHCO₃混合物加热到质量不再减少为止，称得剩余固体质量是79.5g，求原混合物中Na₂CO₃、NaHCO₃质量各多少?

[作业 ]：(略)

 

第2课时

[引入]：纯水：      c_H+ =c_OH-    PH =7

纯水中加酸：c_H+ > c_OH-    PH < 7

纯水中加碱：c_H+ < c_OH-    PH > 7

纯水中加盐：c_H+ ？c_OH-    PH ？7

[实验]：6.10

[设问]：实验表明盐溶液也有酸碱性，那么盐溶液的酸碱性是否存在一定的规律性呢？

[实验]：6.11

[板书]：五、盐类水解

1、盐溶液酸碱性的规律：“谁强显谁性”

[练习]：（略）

[设问]：盐溶液为什么也能呈现一定的酸碱性呢？

[板书]：2、盐溶液呈酸碱性的原因：

例：CH₃COONa → CH₃COO^- + Na⁺

         +

H₂O     H⁺ + OH^-

 

              CH₃COOH

∵H⁺与CH₃COO^-结合生成弱电解质CH₃COOH

∴H⁺减少，即水的电离平衡被破坏，c_H+<c_OH-

∴溶液呈碱性

[练习]：NH₄Cl溶液呈什么性？为什么？

[板书]：3、盐类水解

(1)概念

[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：CO₃^2-  + 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)₃

d.    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

(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

[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

2Na + Cl₂ → 2NaCl

2K + Br₂ → 2KBr

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