鈉及其化合物性質與應用

賴傳森

摘 要：了解金屬鈉的性質與應用，鈉的化學性質，碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質，掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。運用對比實驗方法比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。

關鍵詞：鈉；化合物；化學反應

教學目標：

1. 能夠說出金屬鈉的物理性質。

2. 能夠準確描述并識記鈉與氧氣、氯氣、水反應的實驗現象，能對一些現象作出解釋。能夠正確書寫有關鈉反應的化學方程式。

3. 能夠運用金屬鈉的性質來解決一些簡單問題。培養學生根據實驗現象探究、分析、推理和判斷的能力。

4. 掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。運用對比實驗方法比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。

5. 了解碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產、生活中的用途。

教學重點：鈉的化學性質，碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質。

教學難點：鈉與水反應實驗現象的觀察和分析，Na2O2的氧元素的化合價。碳酸鈉和碳酸氫鈉在化學性質上的差異。

教學用具：學生實驗用品（四人一組）：鈉、玻片、小刀、鑷子、濾紙、盛有水的小燒杯、酚酞。

教師演示用品：除學生實驗用品外，酒精燈、火柴、石棉網、鐵架臺（附鐵圈）、玻璃鈉柱、集氣瓶、玻璃棉。

教學過程：

[情境問題]若干神秘“水雷”驚現珠江。2002年7月7日，一條船在珠江某處掉下七個金屬桶。突然，一個金屬桶冒起一股白煙，竄出黃色火苗，緊接著一聲巨響，“沒想到水里的東西也能著火爆炸。”一位婦女驚訝地說。還有許多未燃盡的白煙飄進旁邊的公司內，這些灰白色的物體一遇到水就在水面不停地冒泡，有時甚至還突然著火。

問題：1. 金屬桶內裝的是什么？

2. 為什么會發生爆炸？

[板書]金屬鈉的性質與應用

[活動與探究]

學生：分組實驗，認真記錄實驗現象，填入下表。

教師：提示學生實驗注意事項，指導學生觀察的方法。

[交流與討論]

學生：分組討論，統一觀察到的現象，對這些現象進行解釋，填寫P48頁表2-5。

教師：組織學生交流，在學生回答后多媒體呈現實驗現象和解釋，對學生的答案進行校正。

[觀察與思考]老師演示實驗3，引導學生觀察并思考如下問題：

觀察：火焰的顏色、煙的顏色。

思考：煙是什么物質？

教師在學生回答完畢后，多媒體呈現答案，并進行評講校對。

[交流討論]鈉的用途

讓學生聯系自己的生活實際說一說所了解關于鈉的用途，然后對其進行總結。在此基礎上補充如下用途。

1. 制備Na2O2（說明過氧化鈉用在呼吸面具中）。

2. 原子反應堆的導熱劑，根據圖片介紹原子反應堆的作用及導熱原理。

3. 制稀有金屬如Ti、Ta、Ni等。

4. 制高壓鈉燈。（廣場、汽車前燈）TiCl4（熔融）+4Na4NaCl+Ti（強還原性）

[情景導入]用維生素C泡騰片溶于水，藥片迅速溶解并產生大量氣泡的實驗現象，引起學生探究碳酸氫鈉性質的興趣。將主題引導到鈉的碳酸鹽性質的研究。（注：維生素C泡騰片中含有碳酸氫鈉和酒石酸氫鉀）

[板書]Na2CO3，俗名：純堿。

NaHCO3，俗名：小蘇打。

[活動與探究1]取適量的碳酸鈉和碳酸氫鈉的樣品于小燒杯中，進行溶解性實驗。

一、 碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質

Na2CO3：白色固體，可溶于水。

NaHCO3：白色固體，可溶于水。

[過渡]碳酸鈉、碳酸氫鈉與碳酸鈣、碳酸氫鈣同為碳酸鹽，它們在化學性質上是否會有相似之處呢？現在以碳酸鈉為例，進行研究。

[活動與探究2] 在兩支試管中分別取2～3mL澄清的石灰水和氯化鈣溶液，再分別向上述兩支試管中滴加碳酸鈉溶液，振蕩，觀察實驗現象。學生在實驗中訓練實驗的設計、操作、觀察和分析能力。總結出碳酸鈉的主要化學性質，并能歸納出碳酸鈉與碳酸鈣在性質上的異同。

[板書]二、 碳酸鈉的化學性質

1. 能與某些堿反應

Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOH

2. 能與某些鹽反應

Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl

[活動與探究3] 組裝如P51實驗2的裝置，將滴管中的濃鹽酸加入瓶中，觀察實驗現象。

[板書]3. 能與某些酸反應

Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑

Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3

[活動與探究4]用pH計或pH試紙測制得的碳酸鈉溶液的pH值。

[活動與探究5]在一只燒杯中加入50mL前面配置好的碳酸鈉溶液，用酒精燈加熱至接近沸騰。將一小塊沾有油污（植物油或動物脂肪）的銅片浸入碳酸鈉溶液中，靜置約 2min。用鑷子將銅片從溶液中取出后，用水沖洗干凈。與另一塊沾有相同油污浸入清水的銅片作比較。

[板書]4. 碳酸鈉溶液呈堿性。

熱的純堿溶液可以去除物品表面的油污。

[敘述]這是利用了油脂在堿性溶液中發生的水解反應，雖然這個反應很多人都不知道，但是這個反應在生產生活中的應用卻十分廣泛。比如碳酸鈉可以用來制肥皂、洗滌劑等，就是利用了它的去污能力。

[設問]碳酸鈣和碳酸氫鈣之間怎樣實現相互轉換呢？

[思考與討論]學生可能回答：碳酸鈣與二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈣，碳酸氫鈣受熱分解轉換成碳酸鈣。

[設問]碳酸鈉和碳酸氫鈉之間怎樣實現相互轉換呢？endprint

[思考與討論]學生可能回答：碳酸鈉與二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉，但是碳酸氫鈉受熱分解的反應還不知道。

[敘述]碳酸氫鈉與碳酸氫鈣的化學性質相似，受熱時也會分解為正鹽、水和二氧化碳，請大家自行寫出反應方程式。

[板書]2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O

[活動與探究]學生根據“活動與探究”中給出的“碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質比較”表格中的信息，設計實驗方案辨別未知的白色固體粉末是碳酸鈉還是碳酸氫鈉。

[過渡]我們已經知道了碳酸鈉和碳酸氫鈉的有關性質，現在可以解決課前的那個小實驗的現象了嗎？

[思考與討論]學生可能要求查看維C泡騰片的說明書，在獲得有關成分信息后進行判斷。還可能例舉出生活中其他的類似現象，比如服用含有碳酸氫鈉的胃藥后會出現打嗝的現象等。

[過渡]碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產、生活中還有其他用途嗎？

[敘述]三、 碳酸鈉的應用

重要的用途之一是制造玻璃。在工業發達的國家，用于生產玻璃的純堿量，約占純堿生產總量的40～50%。

在化學工業方面，純堿可以用作染料、有機合成的原料；在冶金工業方面，可以用于冶煉鋼鐵、鋁和其他有色金屬；在國防工業方面，可以用于生產TNT及60%的膠質炸藥。

另外，在化肥、農藥、造紙、印染、搪瓷、醫藥等產業也必不可少，特別在生活中，是人們發面做饅頭的必需品。

[敘述]四、 碳酸氫鈉的用途

利用碳酸氫鈉受熱分解的性質，可以在制糕點的時候做發泡劑，也可利用能與酸反應的性質，用來治療胃酸過多。

[目標再現]

1. 能夠說出金屬鈉的物理性質。（多媒體鏈接到目標檢測1）

（目標檢測1）下列關于金屬鈉的敘述，錯誤的是（ ）

A. 很軟，具有銀白色光澤

B. 是電和熱的良導體

C. 比水輕，比煤油重，熔點低于100℃

D. 鈉可以保存在四氯化碳中

2. 能夠準確描述并識記鈉與氧氣、氯氣、水反應的實驗現象，并能對一些現象作出解釋。（鏈接目標檢測2）

（目標檢測2）取一小塊金屬鈉放在燃燒匙里加熱，下列實驗現象，描述正確是（ ）

①金屬先熔化；②在空氣中燃燒，放出黃色火花；③燃燒后得白色固體；④燃燒時火焰為黃色；⑤燃燒后生成淺黃色固體物質。

A. ①② B. ①②③ C. ①④⑤ D. ④⑤

3. 能夠正確書寫有關鈉反應的化學方程式。

4. 能夠運用金屬鈉的性質來解決一些簡單問題。（鏈接到問題解決）

[作業]市教研室教學質量檢測講義 專題2 第二單元 第一課時（第10題不做）

[板書設計]金屬鈉的性質與應用

一、 鈉的性質

1. 鈉的物理性質

銀白色、有金屬光澤的固體，熱、電的良導體，質軟、密度小、熔點低。

2. 鈉的化學性質（強還原性）

結構：Na →Na+

二、 鈉的用途

Na—K合金用做原子反應堆的導熱劑；制稀有金屬如Ti、Ta、Ni等；制高壓鈉燈；制過氧化物。

三、 鈉的工業制法

電解熔融食鹽。

四、 碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質

Na2CO3：白色固體，可溶于水。

NaHCO3：白色固體，可溶于水。

五、 碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質

1. 能與某些堿反應

Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOH

2. 能與某些鹽反應

Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl

3. 能與某些酸反應

Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑

Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3endprint