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2019-2020年高中化學（大綱版）第一冊 第二章 堿金屬 第三節(jié)堿金屬元素(第一課時) ●從容說課 本節(jié)教材分兩部分：堿金屬元素的原子結構和堿金屬的性質、焰色反應。第一部分內容為本節(jié)的重點，也是本章的難點。 在第一部分內容中，通過對堿金屬的物理性質和原子結構表中事實和數(shù)據(jù)等資料的分析，得出一引些規(guī)律性知識。根據(jù)這些規(guī)律性知識，得出堿金屬可能具有與鈉相似的化學性質。然后通過演示實驗，證明上述推論和預測的合理性。最后通過學生討論，總結出堿金屬的共同化學性質，以及隨著核電荷數(shù)的遞增，堿金屬性質的變化規(guī)律。 在第二部分內容中，主要介紹納和鉀的焰色反應，在教學中從日常生活中與焰色反應有關的事實出發(fā)，激發(fā)學生的學習興趣，并使學生了解焰色反應的應用，為以后學習離子的檢驗打下基礎。 ●教學目標 1.使學生了解堿金屬的物理性質和化學性質，并能運用原子結構的初步知識來了解它們在性質上的差異及遞變規(guī)律，為今后學習元素周期律打好基礎。 2.使學生了解焰色反應，并能利用焰色反應檢驗鉀、鈉及其化合物。 3.對學生進行科學方法的訓練。 ●教學重點 堿金屬元素的性質以及原子結構的關系 ●教學難點 教學方法模式的訓練 ●教學方法 啟發(fā)、引導、討論、實驗、對比、練習等 ●課時安排 第一課時：堿金屬元素的原子結構和堿金屬的性質。 第二課時：焰色反應及相關練習。 ●教學用具 第一課時：投影儀、鐵架臺(帶鐵圈)、石棉網(wǎng)、酒精燈、燒杯、玻璃片、水、金屬鈉、金屬鉀、酚酞試液。 第二課時：投影儀、裝在玻棒上的鉑絲(可多準備幾根以節(jié)約課堂時間)，Na2CO3、CuSO4、KCl、BaCl2、CaCl2的濃溶液、藍色鈷玻璃。 ●教學過程 第一課時 ［復習提問］堿金屬元素的家庭成員有哪些？為什么把它們稱做堿金屬？ ［生］堿金屬元素包括鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁等。由于它們的氧化物的水化物都是可溶于水的強堿，因此，又將它們統(tǒng)稱為堿金屬。 ［師］回答得很好。本節(jié)課我們就來系統(tǒng)地學習堿金屬元素。 ［板書］第三節(jié) 堿金屬元素 ［師］人們把鋰、鈉、鉀、銣、銫等叫做堿金屬，并把它們放在一起研究，說明它們之間存在著某種內在的聯(lián)系。這種內在的聯(lián)系是什么呢？下面，我們將從構成它們的原子結構特征入手來進行探討。 ［板書］一、堿金屬元素的原子結構 ［師］下面是堿金屬元素原子的結構示意圖，請同學們分析、比較它們的異同。 ［投影展示］ ［學生分析、總結并回答］ ［教師板書］相同點：最外層都只有一個電子。 不同點：核電荷數(shù)、電子層數(shù) ［問］根據(jù)初中所學知識回答，元素的性質由什么決定？主要決定于哪層電子？ ［生］元素的性質主要由構成元素原子的結構決定，并主要決定于它的最外層電子數(shù)。 ［問］堿金屬元素的最外層都只有一個電子，說明它們的性質是否相似？ ［生］相似。 ［問］它們在化學反應中易失還是易得電子？顯示氧化性還是還原性？ ［生］它們在化學反應中易失電子，顯示還原性。 ［師］很好。已知元素的原子半徑主要由原子的電子層數(shù)決定，電子層數(shù)越多，原子半徑越大。請大家據(jù)此分析，堿金屬元素隨著核電荷數(shù)的遞增，其原子半徑怎樣遞變？為什么？ ［生］按鋰、鈉、鉀、銣、銫的順序，半徑越來越大，因為它們的電子層數(shù)越來越多。 ［問］那么，它們參加化學反應時，失電子的難易程度如何呢？為什么？ ［生］依鋰、鈉、鉀、銣、銫的順序，失電子越來越易。因為它們的半徑越來越大，核對最外層電子的束縛越來越弱。 ［師］很正確。由此，我們可得出如下結論。 ［講解并板書］堿金屬元素隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑越來越大，失電子能力越來越強，即還原性越來越強。 ［過渡］前面我們已經學習了堿金屬元素中的代表物——鈉的性質。由剛才的分析可推知，其他的堿金屬也應該像鈉一樣，在化學反應中易失去一個電子，形成＋1價陽離子，顯還原性。能與氧氣等非金屬元素及水發(fā)生化學反應，只是反應的劇烈程度不同。 現(xiàn)在，我們用實驗來檢驗該推測是否正確。 ［演示實驗2—9］取Na、K同時放在石棉網(wǎng)上灼燒。 ［師］請同學們描述看到的現(xiàn)象。 ［生］鈉、鉀同時受熱時，鉀首先熔化，且鉀燃燒比鈉燃燒劇烈發(fā)出黃紫色火焰，鈉燃燒火焰呈黃色。 ［師］很好。鉀燃燒的火焰事實上是紫色的，出現(xiàn)黃色是由于雜質干擾的緣故。 下面，請大家觀察并比較鈉、鉀與水的反應。 ［演示實驗2—10］取同樣大小的鈉、鉀分別與水反應，并在反應后的溶液中滴入酚酞。 ［問］鈉、鉀分別與水反應時，何者劇烈？哪些現(xiàn)象可說明此結論？ ［生］鉀與水反應劇烈。鈉與水反應熔化成一光亮小球，在水面迅速游動，逐漸消失；而鉀與水反應熔成火球，并發(fā)生輕微的爆炸，在水面很快消失。 ［師］回答得很好。 ［問］鉀與水反應的產物是什么？怎樣證明？ ［生］鉀與水反應后的溶液能使酚酞變紅，說明有堿——氫氧化鉀生成；鉀與水反應時，在水面游動，說明有氣體生成，應該是氫氣。 ［師］很正確。但希望大家能在課后設計一個鉀與水反應的實驗，要求能證明生成的氣體是什么。 ［問］從原子結構的角度解釋：為什么鈉、鉀化學性質相似？鉀為什么比鈉活潑？ ［生］因為元素的化學性質主要決定于它的原子的最外層電子數(shù)，鈉、鉀原子的最外層電子數(shù)相等，均為1，所以它們的化學性質相似。鈉和鉀的活潑性，是由構成它們的鈉原子、鉀原子的失電子能力決定的，由于鉀原子半徑大于鈉原子半徑，因此，鉀原子比鈉原子更易失電子，化學性質也較鈉活潑。 ［師］對極了。研究其他堿金屬元素，也可得出同樣的規(guī)律。 下面，讓我們總結出堿金屬的化學性質。 ［板書］二、堿金屬的化學性質 1.與非金屬的反應 ［師］已知鋰在空氣中燃燒生成氧化鋰，請大家分別寫出鋰、鈉在空氣中燃燒的化學方程式。 ［學生活動，請一位同學把方程式寫于板書位置］ ［板書］4Li＋O22Li2O 2Na＋O2Na2O2 ［講解］鉀、鈉等堿金屬與氧氣反應，會生成比過氧化物更復雜的氧化物，它們的反應方程式，我們暫且不學。 從原子結構可推知，銣、銫是比鉀更活潑的堿金屬，它們遇到空氣時，在室溫下就燃燒。 堿金屬除了能與氧氣反應外，還能與氯氣、硫等大多數(shù)非金屬發(fā)生反應，表現(xiàn)出很強的金屬性，且金屬性從鋰到銫逐漸增強。 ［過渡］除鈉、鉀外，其他堿金屬元素也都可以和水反應生成相應的堿和氫氣。 ［板書］2.與水的反應 ［師］請大家分別寫出鉀、銣、銫與水反應的化學方程式。 ［學生活動，請一位同學把方程式寫于黑板上板書位置］ ［板書］2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑ 2K＋2H2O====2KOH＋H2↑ 2Rb＋2H2O====2RbOH＋H2↑ ［師］預測銣、銫與水反應的劇烈程度比鉀怎樣？ ［生］應比鉀更劇烈。 ［師］對。銣、銫遇水時立即燃燒，甚至爆炸。 ［總結］由上面的實驗及大量事實說明，堿金屬元素隨著核電荷數(shù)的增多、原子的電子層數(shù)增多、原子半徑增大，它們的金屬性由鋰到銫逐漸增強。 ［過渡］由剛才我們所學堿金屬的化學性質可知，堿金屬的化學性質隨著元素原子核電荷數(shù)的遞增，而呈現(xiàn)出一定的相似性和遞變性。那么，堿金屬的物理性質是否也符合上述規(guī)律呢？ 請大家分析課本上表2—1，并總結出堿金屬元素物理性質的特點和遞變規(guī)律。 ［板書］三、堿金屬的物理性質 ［師］請大家將分析結果填入下表 ［投影顯示］ ［學生活動，填表，表中內容見板書設計］ ［總結］由上表可以看出，堿金屬的物理性質隨著其元素原子核電荷數(shù)的遞增，呈規(guī)律性變化。 ［講解］堿金屬元素中的鋰，由于其密度比煤油小而不能保存在煤油里，通常保存在石蠟中。 ［投影練習］ 1.對堿金屬元素隨著核電荷數(shù)的增加，性質遞變規(guī)律的下列說法中，正確的是 A.原子半徑依次減小 B.單質的熔點、沸點依次降低 C.和水反應的劇烈程度逐漸增強 D.單質的金屬性依次減弱 答案：BC 2.鉀的金屬活動性比鈉強的實質是 A.鉀的密度比鈉的小 B.鉀原子的電子層比鈉原子多一層 C.鉀比鈉與水反應更劇烈 D.加熱時，鉀比鈉更容易汽化 答案：B ［本節(jié)小結］堿金屬原子由于其結構的相似性和遞變性，導致了堿金屬元素性質的相似性和遞變性。在學習時要注意結合納的性質，然后與其他的堿金屬相比較，就會體會到從特殊到一般的規(guī)律性所在。 ［作業(yè)］P40五、六、1 ●板書設計 第三節(jié) 堿金屬元素(第一課時) 一、堿金屬元素的原子結構 相同點：最外層都只有一個電子。 不同點：核電荷數(shù)、電子層數(shù)。 堿金屬元素隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑越來越大，失電子能力越來越強，即還原性越來越強。 二、堿金屬的化學性質 1.與非金屬的反應 4Li＋O22Li2O 2Na＋O2Na2O2 2.與水的反應 2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑ 2K＋2H2O====2KOH＋H2↑ 2Rb＋2H2O====2RbOH＋H2↑ 三、堿金屬的物理性質 ●教學說明 本節(jié)課從實驗對比和理論分析入手，總結出了堿金屬元素性質的相似性及遞變規(guī)律。教師在講述本節(jié)課的同時，要特別注意啟發(fā)，引導學生從物質的結構入手來分析物質的性質，并逐漸使學生學會比較的學習方法，以此來培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，為以后學習元素周期律知識打下良好的基礎。 ●參考練習 1．關于鋰的結構和性質的判斷不正確的是（ ） ①與水反應比鈉劇烈 ②原子半徑比鈉小 ③氧化物暴露在空氣中易吸收二氧化碳 ④它的陽離子最外層電子數(shù)和鈉的相同 ⑤它是還原劑 A．①④ B. ②③ C. ③⑤ D. ① 答案：A 2．已知氫化鋰（LiH）屬離子化合物，它跟水反應可以放出H2，下列有關敘述中正確的是（ ） A．LiH的水溶液顯中性 B．LiH在反應中常作強氧化劑 C．LiH中的氫離子與水反應被還原成H2 D．LiH中H-與Li+的核外電子排布相同 答案：D 3．下列說法錯誤的是（ ） A．堿金屬元素在自然界以化合物形式存在 B．堿金屬由鋰到銫熔點依次降低 C．堿金屬由鋰到銫密度依次增大 D．堿金屬密度均比水小 答案：CD 4．堿金屬溶于汞可形成良好的還原劑“汞齊”。取某堿金屬的汞齊7 g 與水作用得到0.2 g H2并得到密度為ρgcm-3的溶液1 L，則溶液的溶質的質量分數(shù)可以是（ ） A． B. C． D. 答案：AB 解析：利用方程式：2R+2H2O====2ROH+H2↑計算產生H2 0.2 g需堿金屬單質不能超過7 g，符合題意的只有Li、Na兩種金屬，進而計算溶液中溶質量及質量分數(shù)。