《堿金屬元素》教案

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1、堿金屬元素 教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo)   掌握堿金屬元素性質(zhì)的異同,能夠用原子結(jié)構(gòu)的初步知識來理解它們性質(zhì)上的差異和遞變規(guī)律,為今后學(xué)習(xí)元素周期律打好基礎(chǔ)。   了解焰色反應(yīng)的操作及應(yīng)用。 能力目標(biāo)   通過演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、推理及分析問題、解決問題的能力。 情感目標(biāo)   樹立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念,培養(yǎng)量變到質(zhì)變的辯證唯物主義思想。 ? 教學(xué)建議 堿金屬知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖   在學(xué)習(xí)完全章后應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出本章內(nèi)容的知識網(wǎng)絡(luò)圖。這是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一個金屬元素族,關(guān)鍵是熟悉自然族的學(xué)習(xí)方法。每一族重點(diǎn)掌握代表物質(zhì)的性質(zhì),其他元素的性質(zhì)可以利用相似性和遞變性的規(guī)律加以掌握

2、。培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣是很重要的。形成知識結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)可以把分散的內(nèi)容統(tǒng)一起來。為以后學(xué)習(xí)典型的非金屬元素族 鹵族鋪平道路,使得元素周期表和元素周期律的學(xué)習(xí)“水到渠成”。 教材分析   本節(jié)主要包含兩個主要內(nèi)容:堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)及其單質(zhì)的性質(zhì)、焰色反應(yīng)。其中前一部分是本節(jié)的重點(diǎn),也是本章的難點(diǎn)。   第一部分內(nèi)容中,先由兩張表格切入,讓學(xué)生通過表中提供的數(shù)據(jù)等信息的分析,總結(jié)歸納出堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。為后面學(xué)習(xí)它們的化學(xué)性質(zhì)打好基礎(chǔ),因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)決定性質(zhì),通過總結(jié)結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)和遞變性,完全可以大膽的預(yù)測其化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性。然后利用實(shí)驗(yàn)事實(shí)驗(yàn)證推測的正確性,這樣的學(xué)習(xí)順序是

3、對學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)態(tài)度的培養(yǎng)。教材在重點(diǎn)介紹了鈉的有關(guān)知識之后,由個別到一般,進(jìn)一步歸納出堿金屬性質(zhì)的相似性與遞變性,以及與核外電子排布的關(guān)系,從知識基礎(chǔ)、科學(xué)方法等方面為介紹元素周期律和元素周期表等打基礎(chǔ),使將來元素周期律的引出能夠做到“水到渠成”。   第二部分內(nèi)容中,主要介紹了鈉和鉀的焰色反應(yīng),以及它的正確操作和應(yīng)用。   閱讀材料“金屬鉀的發(fā)現(xiàn)”,意在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)史的教育。 教學(xué)建議   高一第二章第三節(jié)的編寫,采用了化學(xué)學(xué)習(xí)中使用較多的科學(xué)方法模式,即通過實(shí)驗(yàn)和觀察,將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)等資料加以分析,找出規(guī)律性的知識,并根據(jù)這些規(guī)律性的知識,進(jìn)一步

4、對一些物質(zhì)的性質(zhì)作出推論和預(yù)測,當(dāng)這些推論和預(yù)測經(jīng)過多次論證后,便可將其中的正確部分上升為理論。這種科學(xué)方法模式的訓(xùn)練,有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和自學(xué)能力。因此在這一節(jié)的教學(xué)中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的能力。   1.堿金屬單質(zhì)的主要物理性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),可以讓學(xué)生以教材中的兩個表格為主要依據(jù),結(jié)合前面學(xué)過的鈉的有關(guān)性質(zhì),運(yùn)用對比的方法通過自學(xué)、討論的方法掌握這部分知識。建議從相同點(diǎn)和遞變性兩方面指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出規(guī)律。   2.堿金屬的化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性,可以讓學(xué)生結(jié)合原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性去思考,利用規(guī)律大膽推測,然后用實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。此處的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的最佳時(shí)機(jī)。這樣可以極大地

5、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過以上分析可以看出,此處的實(shí)驗(yàn)尤為重要。要做好鉀在空氣中燃燒以及鉀和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)??梢允孪葟?fù)習(xí)鈉的有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式,分析氧化劑和還原劑,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。再通過講解或者閱讀,從反應(yīng)發(fā)生的條件,反應(yīng)的劇烈程度以及生成物等方面比較Li、Na、K、Rb、Cs與氧氣反應(yīng),與水反應(yīng)的不同,從而得出結(jié)論:“堿金屬的金屬性都很強(qiáng),是強(qiáng)還原劑,而且隨著核電荷數(shù)的增大而逐漸增強(qiáng)”的結(jié)論。從知識基礎(chǔ)、科學(xué)方法等方面為介紹元素周期律和元素周期表等打基礎(chǔ)。   3.堿金屬元素在自然界的存在,可以結(jié)合它們的化學(xué)性質(zhì)讓學(xué)生自然地得出結(jié)論。此外還應(yīng)涉及藥品的保存,例如:

6、鈉和鉀應(yīng)保存在煤油里,鋰保存在石蠟中。   4.焰色反應(yīng)的教學(xué),可以結(jié)合生活實(shí)際:美麗的煙火、食鹽濺在火焰上呈現(xiàn)黃色。教學(xué)中可以適當(dāng)增加一些離子的焰色反應(yīng),引發(fā)學(xué)生的興趣。教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)焰色反應(yīng)的正確操作方法和步驟及其原因,特別指出鉀的焰色反應(yīng)應(yīng)透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察,并解釋原因。講解焰色反應(yīng)的應(yīng)用時(shí)應(yīng)明確它可以用來檢驗(yàn)金屬或其化合物。 教學(xué)設(shè)計(jì)示例 第三節(jié) 堿金屬元素 教學(xué)目標(biāo) 1.知識目標(biāo)  ?。?)掌握堿金屬元素性質(zhì)的異同,能夠用原子結(jié)構(gòu)的初步知識來理解它們性質(zhì)上的差異和遞變規(guī)律,為今后學(xué)習(xí)元素周期律打好基礎(chǔ)。   (2)了解焰色反應(yīng)的操作及應(yīng)用。 2.能力目標(biāo)   通

7、過演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、推理及分析問題、解決問題的能力。 3.情感目標(biāo)   樹立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念,培養(yǎng)量變到質(zhì)變的辯證唯物主義思想。 教學(xué)重難點(diǎn) 重點(diǎn):   堿金屬元素結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相似性,遞變性及其原因。 難點(diǎn):   科學(xué)方法模式的訓(xùn)練;堿金屬的化學(xué)性質(zhì)。 教學(xué)過程   1.堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)  ?。垡耄輰W(xué)生上黑板寫出堿金屬元素的名稱、符號及原子結(jié)構(gòu)示意圖。  ?。厶釂枺?  ?。?)堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)是什么?   最外層有一個電子,在反應(yīng)中易失掉一個電子,表現(xiàn)出還原性。  ?。?)堿金屬元素的物理性質(zhì)是否相似?   接著指導(dǎo)學(xué)生閱讀課

8、本第36頁[表 2—l],堿金屬的主要物理物質(zhì)并加以總結(jié)。①色狀:銀白色金屬(銫略帶金色光澤)②柔軟、密度小,熔點(diǎn)低 ③有較強(qiáng)的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。  ?。厶釂枺?  ?。?) 堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)是什么?   隨著核電荷數(shù)的增多,它們的電子層數(shù)逐漸增多,原子半徑逐漸增大。核對于外層電子的束縛能力越來越弱,失電子的能力越來越容易。  ?。?)堿金屬元素的物理性質(zhì)有什么變化規(guī)律?   指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課本第36頁[表2—1]與[表2-2],總結(jié)出堿金屬由于核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)遞增,原子半徑漸大,物理性質(zhì)也有所不同。如:   a.硬度:柔軟,有展性,由小到大;   b.密度:由小到大,

9、(K反常)。  c.熔沸點(diǎn):由高到低, 略低于水的沸點(diǎn),K稍高于人的體溫, 低于人的體溫,除汞外,金屬中銫的熔點(diǎn)最低。  ?。蹥w納]學(xué)生通過討論,分析得到結(jié)論。①在變化規(guī)律中有個別反?,F(xiàn)象,如鉀的密度比鈉的密度小,②從密度的大小得到鋰的密度比煤油小,得到鋰保存在石蠟中,而鈉鉀則可以保存在煤油中。   2.堿金屬的化學(xué)性質(zhì) ? ?。壑v解]堿金屬原子的最外層都是1個電子。則化學(xué)性質(zhì)應(yīng)與金屬鈉相似。對比 與 、 、 的反應(yīng)及堿金屬其他金屬的反應(yīng),加上閱讀課文,發(fā)現(xiàn) 與 反應(yīng)只生成氧化物, 與 反應(yīng)會生成氧化物和過氧化物,而K與 反應(yīng)除生成氧化物、過氧化物外,還能生成超氧化物。這說明 的活潑性

10、,應(yīng)該是 。分析了堿金屬與 的反應(yīng)后,再比較鉀與水的反應(yīng)  ?。垩菔緦?shí)驗(yàn)]課本第37頁實(shí)驗(yàn)[2—9]與[2—10],教師可邊演示邊強(qiáng)調(diào)操作方法,并要求學(xué)生注意比較實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與程度。  ?。壑v解]通過觀察現(xiàn)象可知,鉀與 反應(yīng)能產(chǎn)生超氧化鉀,且比鈉與氧氣反應(yīng)更加劇烈,鉀與水反應(yīng),與鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物是一樣的,但更劇烈。   [討論]  ?。?)堿金屬表現(xiàn)哪些共同的化學(xué)性質(zhì)?與原子結(jié)構(gòu)、電子層數(shù)、原子半徑的變化有什么 聯(lián)系?   (2)堿金屬元素的原子半徑與相應(yīng)離子半徑的關(guān)系?  ?。坌〗Y(jié)](1)堿金屬的共同的化學(xué)性質(zhì)與遞變性   a.堿金屬都能與氧氣反應(yīng),從鋰到銫反應(yīng)越來越劇烈,

11、生成物為氧化物(鋰)、過氧化物(鈉)、比過氧化物更復(fù)雜的氧化物,如超氧化物等(鉀、銣、銫)。   b.堿金屬都能與水反應(yīng),生成氫氧化物和氫氣。從鋰到銫與水反應(yīng)越來越劇烈。   c.均為強(qiáng)還原劑 ,我們知道,物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是由其本性決定的,堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了化學(xué)性質(zhì)的相似性和差異性,堿金屬元素原子最外層都是一個電子,決定了它們都是活潑的金屬,強(qiáng)還原性。而隨核電荷數(shù)的增加,原子半徑增大,核對外層電子的吸引力逐漸減小,失電子能力逐漸增強(qiáng),金屬活動性逐漸增強(qiáng),因而,生成氧化物時(shí)越復(fù)雜,與水反應(yīng)更劇烈。  ?。?)因?yàn)閴A金屬元素為活潑金屬,易失去最外層電子使次外層變?yōu)樽钔鈱?,所以其原?/p>

12、半徑大于相應(yīng)的離子半徑。如: 即: 原子半徑 半徑。   3.焰色反應(yīng)  ?。垡耄菝慨?dāng)我們看到五光十色、絢麗多彩的焰色時(shí)就會想:焰火是怎么制造的?為什么燃燒時(shí)火焰會有不同的顏色呢?我們下面可以根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象來解釋這些問題。  ?。垩菔荆菡n本第38頁實(shí)驗(yàn)[2—11],學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論,教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文焰色反應(yīng)的定義。  ?。厶釂枺?  ?。?)每次試驗(yàn)完后,為什么都要用鹽酸洗凈鉑絲(或光潔的鐵絲或鎳、鉻、鎢絲)?  ?。?)除金屬的化合物之外,單質(zhì)金屬能不能有同樣的現(xiàn)象?  ?。?)在觀察鉀的火焰顏色時(shí),為什么要隔著藍(lán)色的鈷玻璃?  ?。?)學(xué)習(xí)焰色反應(yīng)的主要作

13、用是什么?讓學(xué)生參閱課本封里“焰色反應(yīng)”彩圖,了解除堿金屬及它們的化合物外,鈣、鍶、鋇、銅等金屬及其化合物也能呈現(xiàn)焰色反應(yīng),并重點(diǎn)記憶鈉鉀焰色反應(yīng)的顏色。強(qiáng)調(diào)  指出:由于一般鈉鹽、鉀鹽易溶于水,在溶液中又無顏色,無法通過其他反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)“ ”,所以常常利用焰色反應(yīng)來檢驗(yàn)。 總結(jié)、擴(kuò)展 1.總結(jié)   堿金屬作為典型的金屬族,通過分析、總結(jié)堿金屬元素的性質(zhì)變化規(guī)律,學(xué)習(xí)最外層電子數(shù)相同的一族元素及化合物知識的一般方法;通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析,培養(yǎng)了學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì),抓住事物內(nèi)在的不同和聯(lián)系的學(xué)習(xí)方法。 2.?dāng)U展   學(xué)習(xí)堿金屬元素性質(zhì)的相同性與遞變性的變化規(guī)律,掌握了學(xué)習(xí)元素及

14、化合物性質(zhì)的規(guī)律的方法,為學(xué)習(xí)其他各族元素及元素周期律與元素周期表下了一個良好的基礎(chǔ)。 板書設(shè)計(jì) 第三節(jié) 堿金屬 (-)堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)(見下頁) (二)堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)   相同點(diǎn):硬度小,熔點(diǎn)低,只能放入石蠟或煤油中保存。   不同點(diǎn):密度依次增大(K反常比Na?。?,熔沸點(diǎn)依次降低,硬度依次減小。 (三)堿金屬的化學(xué)性質(zhì)   1.與 等非金屬反應(yīng)  ?。?)與氧氣反應(yīng)    ?? ???    (過氧化鉀、淡黃色)? (超氧化鉀)  ?。?)與 反應(yīng)    (白煙)????? (劇烈)    (爆炸)???????? (劇烈爆炸) 2.與水反應(yīng)  

15、    (輕→浮、熱→球、氫→游、烈→叫)    (劇烈、輕微爆炸) 3.與酸反應(yīng)    (劇烈、發(fā)生爆炸)    (更劇烈、強(qiáng)烈爆炸) 4.與鹽溶液   要點(diǎn):先與水發(fā)生置換,再與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。     ?。ㄈ芤河伤{(lán)色變無色,并有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,還有氣體生成)。     ?。ㄈ芤河勺攸S色變無色,并有紅褐色沉淀產(chǎn)生,還原氣體生成)。 [小結(jié)]堿金屬元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律   隨核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)依次增加,原子半徑依次增大,還原性依次增強(qiáng)。即: (四)焰色反應(yīng)   1.定義:(見課本第38頁第三自然段)   2.作用:利用焰色反應(yīng),可以測定金屬或金屬離子的存在。

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