资源简介

2.1《钠及其化合物》课时教案
学科 化学 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版高中化学必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节课选自人教版高中化学必修第一册第二章第一节《钠及其化合物》，是金属元素知识体系的开篇内容。教材通过实验引导学生认识钠的物理性质和化学性质，重点突出其与氧气、水反应的现象与原理，并引入氧化钠与过氧化钠的基本性质。本节内容不仅是对金属活泼性的深化理解，也为后续学习铝、铁等金属打下基础，在整个元素化合物教学中具有承前启后的地位。
学情分析
高一学生已具备一定的实验观察能力和基本的化学符号表达能力，但对“结构决定性质”的思维尚未完全建立。他们对金属有一定生活认知（如铁锅、铜线），但对钠这类活泼金属缺乏直观经验。学生的抽象思维正在发展，容易被实验现象吸引，但也可能忽略本质规律。因此需借助真实实验情境激发兴趣，结合微观解释突破难点，同时加强安全教育，避免因好奇而忽视实验规范。
课时教学目标
化学观念
1. 认识钠是一种非常活泼的碱金属，掌握其与氧气、水反应的化学方程式及反应现象。
2. 理解氧化钠和过氧化钠的组成、性质差异及其在实际中的应用价值。
科学思维
1. 能从原子结构角度分析钠的强还原性，初步建立“结构—性质—用途”之间的逻辑关系。
2. 通过对实验现象的观察与推理，提升归纳总结和演绎判断的能力。
科学探究与实践
1. 能独立完成或合作进行钠与水反应的小型实验，准确描述实验现象并记录数据。
2. 学会使用控制变量法设计对比实验，验证不同条件下钠的燃烧产物。
科学态度与责任
1. 增强实验安全意识，严格遵守实验室规则，养成规范操作的习惯。
2. 感受化学在能源、航天等领域的重要作用，树立绿色化学理念和社会责任感。
教学重点、难点
重点
1. 钠与氧气、水反应的实验现象及化学方程式的书写。
2. 氧化钠与过氧化钠的主要性质及其用途。
难点
1. 从电子转移角度理解钠与水反应的本质。
2. 过氧化钠与水、二氧化碳反应的机理及其作为供氧剂的应用原理。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验探究法、讲授法、合作学习
教具准备
金属钠、小刀、滤纸、烧杯、玻璃片、酚酞试液、镊子、石棉网、酒精灯、火柴、集气瓶
教学环节 教师活动 学生活动
创设情境，导入新课
【5分钟】 一、故事引题：太空舱里的“生命之源” （一）、讲述真实事件引发思考。
同学们，你们知道吗？在国际空间站中，宇航员呼吸所需的氧气并不是从地球上源源不断地运送上去的。有一种神奇的物质——它能在密闭环境中吸收二氧化碳的同时释放出氧气，保障宇航员的生命安全。这种物质就是我们今天要学习的一种钠的化合物：过氧化钠（Na O ）。那么，它是如何做到这一点的呢？这背后又藏着怎样的化学奥秘？
让我们带着这个问题，走进钠的世界。钠虽然在自然界中不以单质存在，但它却是地壳中含量第六的元素，广泛存在于食盐（NaCl）之中。然而，一旦我们将它从化合物中提取出来，它的性格却极为“火爆”，甚至能与水剧烈反应！接下来，我们就一起揭开这位“烈性金属”的神秘面纱。
（二）、提出驱动性问题，明确学习任务。
本节课我们要完成三项核心任务：第一，亲眼见证钠与水反应的震撼现象；第二，亲手写出钠与氧气、水反应的正确化学方程式；第三，破解过氧化钠为何能成为“太空供氧神器”的秘密。请大家带着这三个任务，开启今天的探索之旅！ 1. 聆听故事，产生好奇。
2. 明确学习目标与任务。
3. 思考钠可能具有的性质。
4. 准备进入实验探究状态。
评价任务 倾听专注：☆☆☆
问题理解：☆☆☆
目标清晰：☆☆☆
设计意图 通过真实航天科技情境导入，激发学生兴趣，赋予知识现实意义。以“过氧化钠供氧”为线索贯穿全课，形成主线故事，增强课堂整体性和探究动机。同时明确学习任务，帮助学生建立目标导向的学习意识。
实验观察，感知钠的性质
【12分钟】 一、初识钠：外观与切割实验 （一）、展示金属钠样品，组织观察讨论。
教师用镊子从煤油瓶中取出一小块金属钠，放在滤纸上吸干表面煤油后置于玻璃片上，请学生近距离观察其颜色、光泽和状态。提问：“大家看到的钠是什么样子的？”引导学生描述：银白色、有金属光泽、质地较软。接着强调：“为什么钠保存在煤油中？说明它极易与空气中的某种成分反应。”由此引出钠的化学活泼性。
随后，教师戴上防护手套，在通风橱内用小刀轻轻切开钠块，立即展示断面。“请大家注意断面的变化！”学生会发现原本光亮的银白色断面迅速变暗。教师解释：“这是因为钠与空气中的氧气发生了反应，生成了白色的氧化钠（Na O），所以表面失去光泽。”并板书反应方程式：
4Na + O → 2Na O （常温下缓慢氧化）
该过程体现钠极强的还原性，也说明其必须隔绝空气保存。
（二）、点燃燃烧实验，对比产物差异。
将一小块钠放在坩埚中加热，先熔化成闪亮的小球，继续加热后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体。教师提醒：“注意火焰颜色和产物颜色！”待冷却后取出固体，告诉学生这是过氧化钠（Na O ），并板书反应式：
2Na + O → Na O （条件：加热或点燃）
引导学生比较两个反应的条件与产物差异，得出结论：反应条件不同，产物也不同。这也是高考常考点之一。
二、惊险实验：钠与水的反应 （一）、演示实验前的安全教育与预测。
“接下来是最精彩的环节——钠与水的反应。”教师郑重强调实验安全：“钠取绿豆大小即可，过大易爆炸；操作时佩戴护目镜，远离人群。”然后提问：“如果把钠放入水中，会发生什么？”鼓励学生大胆猜想：是否会浮？是否熔？是否动？是否响？是否红？
让学生分组讨论并填写预测表，培养科学假设能力。
（二）、规范演示实验全过程。
在烧杯中加入适量水，滴入几滴酚酞试液。用镊子夹取一小块钠（约黄豆大），用滤纸吸干煤油，迅速投入水中。学生立刻观察到以下现象：
1. 钠浮在水面——密度小于水；
2. 熔成小球——反应放热，钠熔点低（97.8℃）；
3. 四处游动——产生的气体推动钠球运动；
4. 发出嘶嘶声——氢气逸出的声音；
5. 溶液变红——生成碱性物质NaOH。
教师同步讲解，并板书化学方程式：
2Na + 2H O → 2NaOH + H ↑
进一步追问：“这个反应属于什么基本类型？有没有元素化合价变化？”引导学生分析钠由0价升至+1价，氢由+1价降至0价，确认为氧化还原反应，钠作还原剂。
（三）、拓展思考：若加入硫酸铜溶液会怎样？
教师设问：“如果把钠放进CuSO 溶液中，能否置换出红色的铜？”多数学生会回答“可以”。教师不做否定，而是现场演示：钠投入蓝色CuSO 溶液中，只看到熔球游动、嘶嘶作响、溶液变浑浊（生成蓝色沉淀），并无红色物质析出。
解释原因：钠先与水剧烈反应生成NaOH和H ，NaOH再与Cu 结合生成Cu(OH) 蓝色沉淀，根本来不及置换铜。反应如下：
2Na + 2H O → 2NaOH + H ↑
2NaOH + CuSO → Cu(OH) ↓ + Na SO
此案例警示学生不能机械套用金属活动顺序表，必须考虑实际反应环境。 1. 观察钠的物理性质。
2. 描述实验现象并记录。
3. 分析反应本质与方程式。
4. 反思异常现象的原因。
评价任务 现象描述：☆☆☆
方程式书写：☆☆☆
安全意识：☆☆☆
设计意图 通过“看—切—燃—投”四步递进式实验，层层深入揭示钠的性质。注重实验细节与安全教育，培养学生严谨的科学态度。利用“预测—观察—解释”模式发展科学思维，特别是对“钠不能置换铜”的反例剖析，打破思维定势，深化对反应优先级的理解。
建构模型，解析反应本质
【10分钟】 一、从宏观到微观：钠为何如此活泼？ （一）、回顾原子结构示意图，建立联系。
教师在黑板上画出钠的原子结构示意图：核外电子排布为2,8,1。提问：“最外层只有1个电子意味着什么？”引导学生回忆：“容易失去这个电子达到稳定结构。”进而指出：“正因为钠原子极易失电子，表现出极强的还原性，所以它在自然界中只能以化合态存在。”
进一步延伸：“不仅是钠，锂、钾、铷、铯都属于第ⅠA族元素，统称碱金属，它们的最外层都是1个电子，随着电子层数增加，原子半径增大，失电子能力增强，金属性依次增强。因此，钾与水反应比钠更剧烈，甚至发生爆炸。”
（二）、动画辅助理解电子转移过程。
播放钠与水反应的微观模拟动画：钠原子失去一个电子变成Na ，水分子中的氢离子（H ）获得电子生成氢气分子（H ），同时留下OH 与Na 结合成NaOH。强调这是一个典型的“单质+化合物→新单质+新化合物”的置换反应，同时也是氧化还原反应。
配合动画，教师板书离子方程式：
2Na + 2H O → 2Na + 2OH + H ↑
提醒学生：写离子方程式时，单质、气体、沉淀、弱电解质保留化学式。
二、深化认知：过氧化钠的“特异功能” （一）、讲解过氧化钠的组成与氧元素价态。
教师展示Na O 的化学式，提问：“这里的氧是-2价吗？”引导学生计算：设氧为x，则2×(+1) + 2x = 0 x = -1。说明过氧化钠中含有-1价的氧，处于中间价态，既可升高也可降低，因此既有氧化性又有还原性。
举例说明：Na O 与水反应时，一部分-1价氧升高到0价（生成O ），另一部分降低到-2价（生成OH ），属于自身氧化还原反应（歧化反应）。
板书反应方程式：
2Na O + 2H O → 4NaOH + O ↑
再次强调：“这就是为什么过氧化钠被称为‘供氧剂’的原因——遇水就能放出氧气！”
（二）、联系实际：呼吸面具中的化学原理。
教师展示消防员或潜水员使用的呼吸面具图片，介绍其中装有Na O 或KO 颗粒。“当人呼出CO 时，它会与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气。”板书反应式：
2Na O + 2CO → 2Na CO + O ↑
这一反应不仅吸收了废气CO ，还产生了维持生命的O ，实现了“一箭双雕”。正是这一特性，使其在潜艇、航天器等密闭环境中发挥关键作用。 1. 分析原子结构特点。
2. 理解氧化还原本质。
3. 掌握歧化反应概念。
4. 关联实际应用场景。
评价任务 结构分析：☆☆☆
价态判断：☆☆☆
原理应用：☆☆☆
设计意图 从宏观现象深入到微观本质，帮助学生构建“结构决定性质”的核心化学观念。通过价态分析揭示过氧化钠的独特反应机理，突破教学难点。结合航天、消防等真实场景，凸显化学的社会价值，增强学生的社会责任感和学习动力。
合作探究，巩固提升
【10分钟】 一、小组任务：破解“钠的七宗罪”谜案 （一）、发布探究任务卡，分组协作解题。
教师发放任务卡《钠的七宗罪》，设定情境：“某实验室发生一起‘金属钠事故’，请各侦查小组根据线索还原真相。”每组领取一张任务卡，包含七个与钠相关的错误操作或误解，例如：
1. 实验后剩余的钠随意丢入水槽；
2. 认为钠着火可用泡沫灭火器扑灭；
3. 将钠暴露在空气中长时间观察；
4. 误以为钠能从硫酸铜溶液中置换出铜；
5. 忽视钠保存于煤油中的原因；
6. 写错钠与氧气加热反应的产物；
7. 不清楚过氧化钠可用于呼吸面具。
要求小组讨论，逐一纠正错误，并说明正确做法及科学依据，限时8分钟。
（二）、组织汇报交流，教师点评升华。
邀请三组代表上台展示成果，其他组补充质疑。教师适时点评，重点强调：
- 钠着火不能用水或CO 灭火器（因会加剧反应），应使用干燥沙土覆盖；
- 所有涉及钠的实验必须控制用量、做好防护；
- 化学方程式必须注明条件，如加热符号“Δ”；
- “浮、熔、游、响、红”五字诀是钠与水反应的经典记忆法。
最后总结：“每一次实验的背后，都是对生命的敬畏。规范操作，不只是为了成绩，更是为了安全。” 1. 小组合作分析问题。
2. 查找错误并修正。
3. 表达观点并交流。
4. 吸取教训强化认知。
评价任务 合作参与：☆☆☆
纠错准确：☆☆☆
表达清晰：☆☆☆
设计意图 以“案件侦破”形式开展合作学习，寓教于乐，提高参与度。任务涵盖知识、技能、安全三大维度，全面检测学习成效。通过生生互评和师生互动，促进深度理解和迁移应用，实现知识内化。
课堂总结，情感升华
【5分钟】 一、结构化梳理：钠的知识网络图 （一）、师生共同绘制思维导图。
教师引导学生回顾整节课内容，逐步构建板书知识体系：
钠（Na）
物理性质：银白色、软、轻、低熔点
化学性质：
与O 反应：常温→Na O；加热→Na O
与H O反应：2Na + 2H O → 2NaOH + H ↑
存在形式：化合态（如NaCl）
重要化合物：
Na O：碱性氧化物，与水生成NaOH
Na O ：淡黄色固体，与水/CO 反应均生成O
强调：“钠虽小，能量大；看似平凡，实则非凡。”
二、激励性结语：做一名有温度的化学人 （一）、引用名言，升华主题。
“居里夫人曾说：‘科学的未来，不仅在于发现，更在于责任。’今天我们见证了钠的激情燃烧，也看到了它在太空舱中默默守护生命。化学不是冷冰冰的公式，而是充满生命力的语言。当我们写下每一个方程式时，我们也在书写人类文明的进步篇章。”
“愿你们在未来的学习中，既能像钠一样勇于释放自己的能量，也能像过氧化钠一样，在关键时刻为他人带来希望之光。做一个懂科学、守规则、有担当的新时代青年！” 1. 回顾知识点。
2. 构建知识框架。
3. 感悟化学之美。
4. 树立责任意识。
评价任务 知识整合：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
价值认同：☆☆☆
设计意图 采用结构化+激励性双重总结方式，既帮助学生系统梳理知识脉络，又通过人文语言提升情感体验。引用科学家名言，连接知识与价值观，实现“教书育人”的深度融合，使课堂在理性与诗意中圆满落幕。
作业设计
一、基础巩固：填空与判断
1. 金属钠是______色固体，质______，密度比水______，熔点______。
2. 钠在空气中缓慢氧化生成________（化学式），点燃时生成________（化学式）。
3. 钠与水反应的化学方程式为______________________________，该反应属于______反应（填基本类型），也是______反应（填氧化还原与否）。
4. 判断下列说法是否正确：
（1）钠可以保存在水中。（ ）
（2）钠着火可用泡沫灭火器扑灭。（ ）
（3）过氧化钠与水反应可生成氧气。（ ）
（4）钠能从硫酸铜溶液中置换出铜。（ ）
二、能力提升：简答与计算
5. 解释“钠浮于水面、熔成小球、四处游动、发出嘶嘶声、滴入酚酞变红”这五个现象的原因。
6. 将4.6g金属钠投入足量水中，求生成氢气的体积（标准状况下）。
（提示：2Na ~ H ，M(Na)=23g/mol）
【答案解析】
一、基础巩固
1. 银白；软；小；低
2. Na O；Na O
3. 2Na + 2H O → 2NaOH + H ↑；置换；氧化还原
4. （1）× （2）× （3）√ （4）×
二、能力提升
5. 浮：密度小于水；熔：反应放热且钠熔点低；游：H 推动钠球运动；响：H 逸出声音；红：生成NaOH呈碱性。
6. n(Na) = 4.6g / 23g/mol = 0.2mol
根据2Na ~ H ，n(H ) = 0.1mol
V(H ) = 0.1mol × 22.4L/mol = 2.24L
板书设计
《钠及其化合物》
──────────────────────
一、钠（Na）
1. 物理性质：银白色、软、轻、低熔点
2. 化学性质：
与O 反应：
常温：4Na + O → 2Na O（白色）
加热：2Na + O → Na O （淡黄色）
与H O反应：
2Na + 2H O → 2NaOH + H ↑
现象：浮、熔、游、响、红
3. 存在：化合态（NaCl等）
二、钠的氧化物
1. 氧化钠（Na O）：
Na O + H O → 2NaOH
2. 过氧化钠（Na O ）：
2Na O + 2H O → 4NaOH + O ↑
2Na O + 2CO → 2Na CO + O ↑
→ 用途：供氧剂（呼吸面具、航天器）
教学反思
成功之处
1. 以“太空供氧”为主线情境贯穿始终，增强了知识的真实感与吸引力，学生参与积极性高。
2. 实验设计层次分明，从观察到探究再到反思，有效促进了科学思维的发展。
3. 板书逻辑清晰，图文结合，便于学生形成系统认知。
不足之处
1. 部分学生在小组讨论中依赖他人发言，未能全员深度参与，合作机制有待优化。
2. 微观动画播放时间略短，部分学生未完全理解电子转移过程。
3. 对“过氧化钠用于防毒面具”的拓展不够充分，可补充更多实际案例增强说服力。

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