教学重点:硅及其二氧化硅的化学性质
教学过程:
引入:本节主要学习硅及二氧化硅的化学性质。
阅读:教材硅在自然界的存在形式一段。
讲述:硅的分布与存在
展示:硅单质的图片
阅读:硅的物理性质一段
讲解:硅的物理性质。
展示:晶体硅的图片。
讨论:根据所学的碳以及元素周期律的知识,归纳出一些硅的化学性质。
小结:硅的化学性质。常温下化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅不跟其它物质反应。加热条件下,硅能跟一些非金属反应。
简介:硅的工业制法。用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。与氯反应生成的sicl4液体通过精馏,除去其中的硼、砷等杂质。然后用氢气还原。
归纳:硅的用途。硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可以制成太阳能电池,可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。
展示:太阳能电池的图片。
简要介绍:二氧化硅的结构,播放二氧化硅结构的动画。
展示:二氧化硅的图片
小结:二氧化硅的物理性质和用途。
对比:让学生根据二氧化碳的性质推断二氧化硅的主要化学性质。
归纳:二氧化硅是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,但是它不能与水反应。能与氢氟酸、碳酸钙、碳酸钠(制玻璃的主要反应)固体等反应。
介绍:硅酸盐组成的表示方法并练习用氧化物形式表示高岭石和钙长石。硅酸盐的种类很多,结构也很复杂,通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。表示方法:金属元素氧化物写在前面,再写sio2,最后写h2o;氧化物之间用“·”隔开。
课堂练习:
1.下列有关物质的用途(括号中为用途)错误的是()
(a)锗和硅(半导体材料)
(b)二氧化硅(制光导纤维)
(c)水玻璃(用作粘合剂)
(d)原硅酸(用作耐火材料)
2.将过量的二氧化碳分别通入①氯化钙溶液②硅酸钠溶液③次氯酸钙溶液④饱和碳酸钠的溶液,最终溶液中有白色沉淀析出的是()
(a)①②③④(b)②④(c)①②③(d)②③④
参考答案:d;b。
(说明:教师可以根据本班具体情况增加硅酸的部分内容。指出其酸性比碳酸还弱。)
板书设计:
三、硅
1.分布与存在:
存在:没有游离态,只有化合态
分布:自然界中分布广泛,在地壳中居第二位,仅次于氧。是构成矿物和岩石的主要成分。
2.物理性质
硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石,熔点和沸点都很高,硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。
3.化学性质
常温下,化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅不跟其他物质(如氧气、氯气、
硫酸、硝酸等)起反应。在加热条件下,能跟一些非金属反应。
(不稳定)
4.硅的工业制法
;;。
5.用途
四、二氧化硅
1.物理性质和用途
2.化学性质;
3.硅酸盐组成的表示方法
第一课时教学目标:知识目标:使学生了解元素原子核外电子排布,原子半径,主要化合价与元素金属性、非金属性的周期性变化。能力目标:通过对元素周期律的了解、掌握和应用,培养学生总结归纳及逻辑推理能力。情感目标:使学生了解辩证唯物主义理论联系实际的观点,量变、质变的观点。教学重点:原子的核外电子层排布,微粒半径变化规律。教学过程:引入:前面我们学习过卤素和碱金属元素。意识到元素之间存在着某种联系,现在我们就一起揭示其内在的联系,探究这种联系的本质。我们按核电荷数由小到大的顺序给元素编号,这种编号,叫做原子序数。显然核电荷数=原子序数。教师提出要求:画出1~18号元素原子结构示意图,然后从核外电子排布、原子半径、元素主要化合价几个方面进行讨论,寻找是否体现一定的规律性,若有规律是什么?学生活动:画出1~18号元素原子结构示意图,然后讨论。学生发表自己的见解,填写表格表1原子序数电子层数最外层电子数达到稳定结构时的最外层电子数1~211223~10218811~183188结论:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。表2原子序数原子半径的变化3~10逐渐减小11~17逐渐减小结论:随着原子序数的递增,元素原子半径呈现周期性变化。表3原子序数化合价的变化1~2+103~10+1+511~18-4-10结论:随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性变化。教师评价并播放元素周期律的动画练习:1.比较微粒间半径的大小(1)Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl(2)Na与Na+;Cl与Cl-(3)Na、Ca、H引导学生总结出比较微粒半径的方法:一看电子层数,二看核电荷数,三看电子数。2.列出具有10电子和18电子的微粒。小结:随着原子序数的递增,元素原子的电子层排布,原子半径和化合价均呈现周期性变化。板书设计:第二节元素周期律一、元素性质的周期性变化1.原子的电子层排布的周期性2.原子半径的周期性3.化合价的周期性小结:微粒比较微粒半径的方法:一看电子层数,二看核电荷数,三看电子数。列出具有10电子和18电子的微粒。
高一化学碳族元素方程式:
sio2+2naoh==na2sio3+h2osi+o2==sio2↑(加热)
sio2+2c==si+2co↑(高温)sio2+cao==casio3(高温)
c+2cl2==ccl4(加热)c+si==sic(高温)
2h2so4(浓)+c==co2↑+2h2o+2so2↑加热
c+4hno3(浓)==co2↑+4no2↑+2h2o
sio2+4hf==sif4+h2o制磨砂玻璃
naco3+sio2==na2sio3+co2↑
caco3+sio2==casio3+co2↑此二者需高温,为制造玻璃的步骤
金刚石、晶体硅:原子晶体石墨:混合晶体
别称总结
苛性钠naoh纯碱、苏打na2co3小苏打nahco3漂白粉ca(clo)2
碱石灰cao、naoh的混合物石膏caso4"2h2o生石膏2caso4"h2o
高岭石al2(si2o5)(oh)4石英sio2
●教学目标
1.使学生了解碱金属的物理性质和化学性质,并能运用原子结构的初步知识来了解它们在性质上的差异及递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
2.使学生了解焰色反应,并能利用焰色反应检验钾、钠及其化合物。
3.对学生进行科学方法的训练。
●教学重点
的性质以及原子结构的关系。
●教学难点
教学方法模式的训练。
●教学用具
第一课时:投影仪、铁架台(带铁圈)、石棉网、酒精灯、烧杯、玻片、水、金属钠、钾、酚酞溶液。
第二课时:投影仪、酒精灯、装在玻棒上的铂丝,Na2CO3、CuSO4、KCl、BaCl2、CaCl2溶液蓝色钴玻璃。
●课时安排
共2课时
第一课时:的原子结构和碱金属的性质。
第二课时:焰色反应及相关练习。
●教学过程
★第一课时
[复习提问]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。
[板书]第三节
[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、的原子结构
[教师]首先,我们来分析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,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。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,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,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,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
颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
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]原子结构上的相似性和递变性,决定了性质的相似性和递变性。
[投影练习]
1.下列有关的叙述,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.在自然界中以什么状态存在?说明理由。
[板书设计]第三节
一、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
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
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。
教学目标
知识目标
掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
了解焰色反应的操作及应用。
能力目标
通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。
情感目标
树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。
教学建议
碱金属知识结构网络图
在学习完全章后应该指导学生总结出本章内容的知识网络图。这是学生学习的第一个金属元素族,关键是熟悉自然族的学习方法。每一族重点掌握代表物质的性质,其他元素的性质可以利用相似性和递变性的规律加以掌握。培养学生良好的学习习惯是很重要的。形成知识结构的网络可以把分散的内容统一起来。为以后学习典型的非金属元素族卤族铺平道路,使得元素周期表和元素周期律的学习“水到渠成”。
教材分析
本节主要包含两个主要内容:的原子结构及其单质的性质、焰色反应。其中前一部分是本节的重点,也是本章的难点。
第一部分内容中,先由两张表格切入,让学生通过表中提供的数据等信息的分析,总结归纳出的原子结构的特点。为后面学习它们的化学性质打好基础,因为结构决定性质,通过总结结构的相同点和递变性,完全可以大胆的预测其化学性质的相似性和递变性。然后利用实验事实验证推测的正确性,这样的学习顺序是对学生科学的学习方法和学习态度的培养。教材在重点介绍了钠的有关知识之后,由个别到一般,进一步归纳出碱金属性质的相似性与递变性,以及与核外电子排布的关系,从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础,使将来元素周期律的引出能够做到“水到渠成”。
第二部分内容中,主要介绍了钠和钾的焰色反应,以及它的正确操作和应用。
阅读材料“金属钾的发现”,意在激发学生的学习兴趣,对学生进行化学史的教育。
教学建议
高一第二章第三节的编写,采用了化学学习中使用较多的科学方法模式,即通过实验和观察,将实验现象和数据等资料加以分析,找出规律性的知识,并根据这些规律性的知识,进一步对一些物质的性质作出推论和预测,当这些推论和预测经过多次论证后,便可将其中的正确部分上升为理论。这种科学方法模式的训练,有利于培养学生的思维能力和自学能力。因此在这一节的教学中应注意培养学生的能力。
1.碱金属单质的主要物理性质和原子结构的特点,可以让学生以教材中的两个表格为主要依据,结合前面学过的钠的有关性质,运用对比的方法通过自学、讨论的方法掌握这部分知识。建议从相同点和递变性两方面指导学生总结出规律。
2.碱金属的化学性质的相似性和递变性,可以让学生结合原子结构的相似性和递变性去思考,利用规律大胆推测,然后用实验加以验证。此处的教学是培养学生思维能力的最佳时机。这样可以极大地调动学生的学习积极性。通过以上分析可以看出,此处的实验尤为重要。要做好钾在空气中燃烧以及钾和水反应的实验。可以事先复习钠的有关的实验现象,写出反应的化学方程式,分析氧化剂和还原剂,标出电子转移的方向和数目。再通过讲解或者阅读,从反应发生的条件,反应的剧烈程度以及生成物等方面比较Li、Na、K、Rb、Cs与氧气反应,与水反应的不同,从而得出结论:“碱金属的金属性都很强,是强还原剂,而且随着核电荷数的增大而逐渐增强”的结论。从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础。
3.在自然界的存在,可以结合它们的化学性质让学生自然地得出结论。此外还应涉及药品的保存,例如:钠和钾应保存在煤油里,锂保存在石蜡中。
4.焰色反应的教学,可以结合生活实际:美丽的烟火、食盐溅在火焰上呈现黄色。教学中可以适当增加一些离子的焰色反应,引发学生的兴趣。教师应强调焰色反应的正确操作方法和步骤及其原因,特别指出钾的焰色反应应透过蓝色的钴玻璃观察,并解释原因。讲解焰色反应的应用时应明确它可以用来检验金属或其化合物。
教学设计示例
第三节
教学目标
1.知识目标
(1)掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
(2)了解焰色反应的操作及应用。
2.能力目标
通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。
3.情感目标
树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。
教学重难点
重点:
结构性质的相似性,递变性及其原因。
难点:
科学方法模式的训练;碱金属的化学性质。
教学过程
1.的原子结构和物理性质
[引入]学生上黑板写出的名称、符号及原子结构示意图。
[提问]
(1)的原子结构的相同点是什么?
最外层有一个电子,在反应中易失掉一个电子,表现出还原性。
(2)的物理性质是否相似?
接着指导学生阅读课本第36页[表2—l],碱金属的主要物理物质并加以总结。①色状:银白色金属(铯略带金色光泽)②柔软、密度小,熔点低③有较强的导电导热性。
[提问]
(1)的原子结构的不同点是什么?
随着核电荷数的增多,它们的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。核对于外层电子的束缚能力越来越弱,失电子的能力越来越容易。
(2)的物理性质有什么变化规律?
指导学生根据课本第36页[表2—1]与[表2-2],总结出碱金属由于核电荷数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,物理性质也有所不同。如:
a.硬度:柔软,有展性,由小到大;
b.密度:由小到大,(K反常)。
c.熔沸点:由高到低,略低于水的沸点,K稍高于人的体温,低于人的体温,除汞外,金属中铯的熔点最低。
[归纳]学生通过讨论,分析得到结论。①在变化规律中有个别反常现象,如钾的密度比钠的密度小,②从密度的大小得到锂的密度比煤油小,得到锂保存在石蜡中,而钠钾则可以保存在煤油中。
2.碱金属的化学性质
[讲解]碱金属原子的最外层都是1个电子。则化学性质应与金属钠相似。对比与、、的反应及碱金属其他金属的反应,加上阅读课文,发现与反应只生成氧化物,与反应会生成氧化物和过氧化物,而K与反应除生成氧化物、过氧化物外,还能生成超氧化物。这说明的活泼性,应该是。分析了碱金属与的反应后,再比较钾与水的反应
[演示实验]课本第37页实验[2—9]与[2—10],教师可边演示边强调操作方法,并要求学生注意比较实验的现象与程度。
[讲解]通过观察现象可知,钾与反应能产生超氧化钾,且比钠与氧气反应更加剧烈,钾与水反应,与钠与水反应的产物是一样的,但更剧烈。
[讨论]
(1)碱金属表现哪些共同的化学性质?与原子结构、电子层数、原子半径的变化有什么
联系?
(2)的原子半径与相应离子半径的关系?
[小结](1)碱金属的共同的化学性质与递变性
a.碱金属都能与氧气反应,从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、比过氧化物更复杂的氧化物,如超氧化物等(钾、铷、铯)。
b.碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气。从锂到铯与水反应越来越剧烈。
c.均为强还原剂,我们知道,物质的化学性质是由其本性决定的,的原子结构特点决定了化学性质的相似性和差异性,原子最外层都是一个电子,决定了它们都是活泼的金属,强还原性。而随核电荷数的增加,原子半径增大,核对外层电子的吸引力逐渐减小,失电子能力逐渐增强,金属活动性逐渐增强,因而,生成氧化物时越复杂,与水反应更剧烈。
(2)因为为活泼金属,易失去最外层电子使次外层变为最外层,所以其原子半径大于相应的离子半径。如:
即:原子半径半径。
3.焰色反应
[引入]每当我们看到五光十色、绚丽多彩的焰色时就会想:焰火是怎么制造的?为什么燃烧时火焰会有不同的颜色呢?我们下面可以根据演示实验的现象来解释这些问题。
[演示]课本第38页实验[2—11],学生通过实验现象得出结论,教师指导学生阅读课文焰色反应的定义。
[提问]
(1)每次试验完后,为什么都要用盐酸洗净铂丝(或光洁的铁丝或镍、铬、钨丝)?
(2)除金属的化合物之外,单质金属能不能有同样的现象?
(3)在观察钾的火焰颜色时,为什么要隔着蓝色的钴玻璃?
(4)学习焰色反应的主要作用是什么?让学生参阅课本封里“焰色反应”彩图,了解除碱金属及它们的化合物外,钙、锶、钡、铜等金属及其化合物也能呈现焰色反应,并重点记忆钠钾焰色反应的颜色。强调指出:由于一般钠盐、钾盐易溶于水,在溶液中又无颜色,无法通过其他反应进行检验“”,所以常常利用焰色反应来检验。
总结、扩展
1.总结
碱金属作为典型的金属族,通过分析、总结的性质变化规律,学习最外层电子数相同的一族元素及化合物知识的一般方法;通过对实验现象的观察分析,培养了学生透过现象看本质,抓住事物内在的不同和联系的学习方法。
2.扩展
学习性质的相同性与递变性的变化规律,掌握了学习元素及化合物性质的规律的方法,为学习其他各族元素及元素周期律与元素周期表下了一个良好的基础。
板书设计
第三节碱金属
(-)的原子结构(见下页)
(二)碱金属单质的物理性质
相同点:硬度小,熔点低,只能放入石蜡或煤油中保存。
不同点:密度依次增大(K反常比Na小),熔沸点依次降低,硬度依次减小。
(三)碱金属的化学性质
1.与等非金属反应
(1)与氧气反应
(过氧化钾、淡黄色)(超氧化钾)
(2)与反应
(白烟)(剧烈)
(爆炸)(剧烈爆炸)
2.与水反应
(轻→浮、热→球、氢→游、烈→叫)
(剧烈、轻微爆炸)
3.与酸反应
(剧烈、发生爆炸)
(更剧烈、强烈爆炸)
4.与盐溶液
要点:先与水发生置换,再与盐发生复分解反应。
(溶液由蓝色变无色,并有蓝色沉淀产生,还有气体生成)。
(溶液由棕黄色变无色,并有红褐色沉淀产生,还原气体生成)。
[小结]的性质与原子结构的变化规律
随核电荷数的增加,电子层数依次增加,原子半径依次增大,还原性依次增强。即:
(四)焰色反应
1.定义:(见课本第38页第三自然段)
2.作用:利用焰色反应,可以测定金属或金属离子的存在。
教学目的
知识:通过实验,使学生了解空气的组成,并对空气的污染和防治有所认识。
能力:初步培养学生观察实验,分析问题的思维能力。
思想教育:培养学生的环境意识及实事求是的科学态度。
重点难点
了解空气的组成及空气污染与防治。
教学方法
实验探讨法、课堂讨论启发式讲解法。
教学用具
仪器:钟罩、水槽、燃烧匙、单孔橡皮塞、集气瓶、烧杯、乳胶管、导管、双孔橡皮塞、弹簧夹、酒精灯。
药品:红磷、水。
其它:火柴。
教学过程
教师活动
学生活动
教学意图
【引入】人类和一切动植物的生命支柱是什么气体?
空气是一种“看不到摸不着”的天然物质,它跟我们的生活最密切,它是由一种物质组成还是由多种物质组成的呢?今天我们进一步学习有关空气的知识。
【板书】第一章空气氧
第一节空气
【板书】一、空气的组成
【提问】1.空气就在你周围,你能描述它有哪些物理性质吗?
2.空气是一种单的一物质吗?它主要由哪些成分组成呢?
【演示实验】空气中氧气含量的测定(课本p.7图1-1)。
思考、回答问题。
回忆什么是物理性质,思考回答问题。
激发学生学兴趣,引入课题。
复习绪言中物理性质概念,使学生产生求知欲。引入空气组成的讨论。
教师活动
学生活动
教师活动
介绍仪器名称,操作顺序,提示学生观察要点:红磷燃烧的主要现象和水面变化的情况。
【学生分组的实验】空气中氧气含量的测定(教参p.7图1-1)。
介绍仪器名称,装置原理,操作操作顺序,注意事项。
用燃着的火柴检验瓶内剩余气体。【分析讨论】启发引导学生分析讨论:
1.红磷燃烧生成五氧化二磷;说明红磷燃烧所消耗的是空气中的什么气体?
2.为什么红磷燃烧时只消耗了钟罩或集气瓶内气体的1/5而不是全部呢?
3.用燃着的火柴伸入钟罩或集气瓶内,火柴熄灭说明了剩余气体具有什么性质?
【板书】空气是无色、无味的气体,它不是单一的物质,是由多种气体组成。空气中主要成分是氧气和氨气。
【讲述】人类对空气认识的历史过程(利用投影挂图讲解)。
【小结】空气的成分其积极分数:氮气(78%)、氧气(21%)、稀有气体(0.94%)、二氧化碳(0.03%)、其它气体和杂质(0.03%)。
【投影】课堂练习一(见附1),指导学生做练习。
填写观察记录:
红磷燃烧时有大量
生成,同时钟罩内水面逐渐,等燃烧停止,白烟消失后,钟罩内水面上升了约积极,剩余气体约占总体的
。
用燃着的火柴伸入钟罩内,火焰。
实验记录:
红磷燃烧时有大量
生成,打开弹簧夹后,烧杯中的水会进入集气瓶,约占瓶容积的。
火焰。
分析、思考、讨论、归纳得出结论。
理解记忆
阅读课本p.7~p.8
准确记忆
做练习一
培养学生动手操作及观察实验的能力。
培养学生分析解决问题的能力。
激发学生学习化学的兴趣,进行实事求是的科学态度教育。
巩固加深理解记忆。
教师活动
学生活动
教学意图
【问题引入】你知道污染空气的是哪些物质?来源于哪里?如何防治空气的污染吗?(结合挂图、投影讨论)。
【板书】二、空气的污染与防治
1.污染空气的性质:粉尘、有害气体。
2.污染物的主要来源:矿物燃料、化工厂的废气,汽车排放的尾气等。
3.防治和减少空气污染的方法:认识保护环境的重要性,消除、减少污染源。
【投影】课堂练习二(见附2)。指导学生做练习
【课后小结】通过本节课的学习,使我们了解了空气的组成,空气的污染与防治,认识到保护环境是重要的,是每个公民都应尽的义务和责任。
【投影】随堂检测(见附4)
思考、看投影片讨论。
阅读课本p.9第二、第三自然段。
讨论、归纳、综合、记忆。
做练习二
归纳、总结
独立完成检测题
培养学生的环境意识。
加强学生对环境保护重要性的认识。
巩固已学知识。
学生归纳总结,老师补充完整。达到本节教学目的。
及时反馈
附1:课堂练习一
1.空气中按体积计算,含量最多的气体是()
(A)氧气(B)氮气(C)二氧化碳(D)稀有气体
2.在100升空气里氮气的体积大约是()
(A)78升(B)78%(C)21升(D)21%
3.空气中氧气与氮气的体积比约为()
(A)4:1(B)1:4(C)1:5(D)4:5
附2:课堂练习二
4.排放到空气中的有害物质,大致可分为()
(A)一类(B)两类(C)三类(D)四类
5.造成大气污染的有害气体是()
(A)氮气、氧气(B)稀有气体、二氧化碳
(C)、一氧化碳、二氧化硫(D)氮气、二氧化碳
6.下列情况一般不造成空气污染的是()
(A)煤燃烧生成的烟(B)汽车排气生成的烟雾
(C)人呼出的二氧化碳(D)放鞭炮产生的烟雾
7.被污染了的空气会严重地损害的健康,影响的生长,造成对自然资源及建筑物等的破坏。
8.在发展生产的同时,必须要充分认识的重要性,注意消除以保障人类的健康和保护自然资源。
附3:课堂练习答案
1.B2.A3.B4.B5.C6.C7.人体作物8.保护环境污染源
附4:随堂检测
1.将下列数据(在空气中的体积分数)序号填入有关物质后面的括号内。
(A)78%(B)21%(C)0.94%(D)0.03%
(1)二氧化碳()(2)氧气()(3)氮气()(4)稀有气体()
2.下列说法正确的是()
(A)空气的成分是比较固定的,主要由氮气和氧气组成
(B)空气中氧气的质量占21%,氮气占78%
(C)在通常状况下,无色、无味气体一定是空气
(D)空气是一种单一的物质,它是由空气一种成分组成
3.桌子上入一个空烧杯,烧杯内()
(A)是氮气(B)是氧气(C)是空气(D)没有物质
4.证明空气成分的科学家是()
(A)法国的拉瓦锡(B)瑞典的舍勒
(C)英国的道尔顿(D)英国的普利斯特里
5.下列排放到空气中的物质,不使空气受到污染的是()
(A)煤燃烧产生的烟(B)石油化工厂排放的废气
(C)汽车排出的尾气(D)植物光合作用放出的气体
教学目标
知识目标
掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
了解焰色反应的操作及应用。
能力目标
通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。
情感目标
树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。
教学建议
碱金属知识结构网络图
在学习完全章后应该指导学生总结出本章内容的知识网络图。这是学生学习的第一个金属元素族,关键是熟悉自然族的学习方法。每一族重点掌握代表物质的性质,其他元素的性质可以利用相似性和递变性的规律加以掌握。培养学生良好的学习习惯是很重要的。形成知识结构的网络可以把分散的内容统一起来。为以后学习典型的非金属元素族卤族铺平道路,使得元素周期表和元素周期律的学习“水到渠成”。
教材分析
本节主要包含两个主要内容:的原子结构及其单质的性质、焰色反应。其中前一部分是本节的重点,也是本章的难点。
第一部分内容中,先由两张表格切入,让学生通过表中提供的数据等信息的分析,总结归纳出的原子结构的特点。为后面学习它们的化学性质打好基础,因为结构决定性质,通过总结结构的相同点和递变性,完全可以大胆的预测其化学性质的相似性和递变性。然后利用实验事实验证推测的正确性,这样的学习顺序是对学生科学的学习方法和学习态度的培养。教材在重点介绍了钠的有关知识之后,由个别到一般,进一步归纳出碱金属性质的相似性与递变性,以及与核外电子排布的关系,从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础,使将来元素周期律的引出能够做到“水到渠成”。
第二部分内容中,主要介绍了钠和钾的焰色反应,以及它的正确操作和应用。
阅读材料“金属钾的发现”,意在激发学生的学习兴趣,对学生进行化学史的教育。
教学建议
高一第二章第三节的编写,采用了化学学习中使用较多的科学方法模式,即通过实验和观察,将实验现象和数据等资料加以分析,找出规律性的知识,并根据这些规律性的知识,进一步对一些物质的性质作出推论和预测,当这些推论和预测经过多次论证后,便可将其中的正确部分上升为理论。这种科学方法模式的训练,有利于培养学生的思维能力和自学能力。因此在这一节的教学中应注意培养学生的能力。
1.碱金属单质的主要物理性质和原子结构的特点,可以让学生以教材中的两个表格为主要依据,结合前面学过的钠的有关性质,运用对比的方法通过自学、讨论的方法掌握这部分知识。建议从相同点和递变性两方面指导学生总结出规律。
2.碱金属的化学性质的相似性和递变性,可以让学生结合原子结构的相似性和递变性去思考,利用规律大胆推测,然后用实验加以验证。此处的教学是培养学生思维能力的最佳时机。这样可以极大地调动学生的学习积极性。通过以上分析可以看出,此处的实验尤为重要。要做好钾在空气中燃烧以及钾和水反应的实验。可以事先复习钠的有关的实验现象,写出反应的化学方程式,分析氧化剂和还原剂,标出电子转移的方向和数目。再通过讲解或者阅读,从反应发生的条件,反应的剧烈程度以及生成物等方面比较Li、Na、K、Rb、Cs与氧气反应,与水反应的不同,从而得出结论:“碱金属的金属性都很强,是强还原剂,而且随着核电荷数的增大而逐渐增强”的结论。从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础。
3.在自然界的存在,可以结合它们的化学性质让学生自然地得出结论。此外还应涉及药品的保存,例如:钠和钾应保存在煤油里,锂保存在石蜡中。
4.焰色反应的教学,可以结合生活实际:美丽的烟火、食盐溅在火焰上呈现黄色。教学中可以适当增加一些离子的焰色反应,引发学生的兴趣。教师应强调焰色反应的正确操作方法和步骤及其原因,特别指出钾的焰色反应应透过蓝色的钴玻璃观察,并解释原因。讲解焰色反应的应用时应明确它可以用来检验金属或其化合物。
教学设计示例
第三节
教学目标
1.知识目标
(1)掌握性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
(2)了解焰色反应的操作及应用。
2.能力目标
通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。
3.情感目标
树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。
教学重难点
重点:
结构性质的相似性,递变性及其原因。
难点:
科学方法模式的训练;碱金属的化学性质。
教学过程
1.的原子结构和物理性质
[引入]学生上黑板写出的名称、符号及原子结构示意图。
[提问]
(1)的原子结构的相同点是什么?
最外层有一个电子,在反应中易失掉一个电子,表现出还原性。
(2)的物理性质是否相似?
接着指导学生阅读课本第36页[表2—l],碱金属的主要物理物质并加以总结。①色状:银白色金属(铯略带金色光泽)②柔软、密度小,熔点低③有较强的导电导热性。
[提问]
(1)的原子结构的不同点是什么?
随着核电荷数的增多,它们的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。核对于外层电子的束缚能力越来越弱,失电子的能力越来越容易。
(2)的物理性质有什么变化规律?
指导学生根据课本第36页[表2—1]与[表2-2],总结出碱金属由于核电荷数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,物理性质也有所不同。如:
a.硬度:柔软,有展性,由小到大;
b.密度:由小到大,(K反常)。
c.熔沸点:由高到低,略低于水的沸点,K稍高于人的体温,低于人的体温,除汞外,金属中铯的熔点最低。
[归纳]学生通过讨论,分析得到结论。①在变化规律中有个别反常现象,如钾的密度比钠的密度小,②从密度的大小得到锂的密度比煤油小,得到锂保存在石蜡中,而钠钾则可以保存在煤油中。
2.碱金属的化学性质
[讲解]碱金属原子的最外层都是1个电子。则化学性质应与金属钠相似。对比与、、的反应及碱金属其他金属的反应,加上阅读课文,发现与反应只生成氧化物,与反应会生成氧化物和过氧化物,而K与反应除生成氧化物、过氧化物外,还能生成超氧化物。这说明的活泼性,应该是。分析了碱金属与的反应后,再比较钾与水的反应
[演示实验]课本第37页实验[2—9]与[2—10],教师可边演示边强调操作方法,并要求学生注意比较实验的现象与程度。
[讲解]通过观察现象可知,钾与反应能产生超氧化钾,且比钠与氧气反应更加剧烈,钾与水反应,与钠与水反应的产物是一样的,但更剧烈。
[讨论]
(1)碱金属表现哪些共同的化学性质?与原子结构、电子层数、原子半径的变化有什么
联系?
(2)的原子半径与相应离子半径的关系?
[小结](1)碱金属的共同的化学性质与递变性
a.碱金属都能与氧气反应,从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、比过氧化物更复杂的氧化物,如超氧化物等(钾、铷、铯)。
b.碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气。从锂到铯与水反应越来越剧烈。
c.均为强还原剂,我们知道,物质的化学性质是由其本性决定的,的原子结构特点决定了化学性质的相似性和差异性,原子最外层都是一个电子,决定了它们都是活泼的金属,强还原性。而随核电荷数的增加,原子半径增大,核对外层电子的吸引力逐渐减小,失电子能力逐渐增强,金属活动性逐渐增强,因而,生成氧化物时越复杂,与水反应更剧烈。
(2)因为为活泼金属,易失去最外层电子使次外层变为最外层,所以其原子半径大于相应的离子半径。如:
即:原子半径半径。
3.焰色反应
[引入]每当我们看到五光十色、绚丽多彩的焰色时就会想:焰火是怎么制造的?为什么燃烧时火焰会有不同的颜色呢?我们下面可以根据演示实验的现象来解释这些问题。
[演示]课本第38页实验[2—11],学生通过实验现象得出结论,教师指导学生阅读课文焰色反应的定义。
[提问]
(1)每次试验完后,为什么都要用盐酸洗净铂丝(或光洁的铁丝或镍、铬、钨丝)?
(2)除金属的化合物之外,单质金属能不能有同样的现象?
(3)在观察钾的火焰颜色时,为什么要隔着蓝色的钴玻璃?
(4)学习焰色反应的主要作用是什么?让学生参阅课本封里“焰色反应”彩图,了解除碱金属及它们的化合物外,钙、锶、钡、铜等金属及其化合物也能呈现焰色反应,并重点记忆钠钾焰色反应的颜色。强调指出:由于一般钠盐、钾盐易溶于水,在溶液中又无颜色,无法通过其他反应进行检验“”,所以常常利用焰色反应来检验。
总结、扩展
1.总结
碱金属作为典型的金属族,通过分析、总结的性质变化规律,学习最外层电子数相同的一族元素及化合物知识的一般方法;通过对实验现象的观察分析,培养了学生透过现象看本质,抓住事物内在的不同和联系的学习方法。
2.扩展
学习性质的相同性与递变性的变化规律,掌握了学习元素及化合物性质的规律的方法,为学习其他各族元素及元素周期律与元素周期表下了一个良好的基础。
板书设计
第三节碱金属
(-)的原子结构(见下页)
(二)碱金属单质的物理性质
相同点:硬度小,熔点低,只能放入石蜡或煤油中保存。
不同点:密度依次增大(K反常比Na小),熔沸点依次降低,硬度依次减小。
(三)碱金属的化学性质
1.与等非金属反应
(1)与氧气反应
(过氧化钾、淡黄色)(超氧化钾)
(2)与反应
(白烟)(剧烈)
(爆炸)(剧烈爆炸)
2.与水反应
(轻→浮、热→球、氢→游、烈→叫)
(剧烈、轻微爆炸)
3.与酸反应
(剧烈、发生爆炸)
(更剧烈、强烈爆炸)
4.与盐溶液
要点:先与水发生置换,再与盐发生复分解反应。
(溶液由蓝色变无色,并有蓝色沉淀产生,还有气体生成)。
(溶液由棕黄色变无色,并有红褐色沉淀产生,还原气体生成)。
[小结]的性质与原子结构的变化规律
随核电荷数的增加,电子层数依次增加,原子半径依次增大,还原性依次增强。即:
(四)焰色反应
1.定义:(见课本第38页第三自然段)
2.作用:利用焰色反应,可以测定金属或金属离子的存在。
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