基于高考試題設(shè)計(jì)的《鈉及其化合物的性質(zhì)》復(fù)習(xí)課
2011-12-29 00:00:00劉劍謝寶城
新課程·上旬 2011年21期
高考試題源于課本但又高于課本。如何合理地利用和開發(fā)高考試題的功能，并將其巧妙地運(yùn)用于高三復(fù)習(xí)，使枯燥的知識(shí)重復(fù)的課堂變得生動(dòng)有形，做到化學(xué)思維的思想之“神”與課堂教學(xué)之“形”的完美結(jié)合，是我們孜孜以求的目標(biāo)。以下復(fù)習(xí)鈉及其化合物是結(jié)合2010年浙江理綜第26題設(shè)計(jì)的一節(jié)課，與大家一起探討。
一、情境創(chuàng)設(shè)
真題欣賞(2010浙江理綜試題)：汽車安全氣囊是行車安全的重要保障。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞的瞬間，安全裝置通電點(diǎn)火使其中的粉末分解釋放出大量的氮?dú)庑纬蓺饽遥瑥亩Ｗo(hù)司機(jī)及乘客免受傷害。為研究安全氣囊工作的化學(xué)原理，取安全裝置中的粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)組成分析，確定該粉末僅Na、Fe、N、O四種元素。水溶性試驗(yàn)表明，固體粉末部分溶解。經(jīng)檢測(cè)，可溶物為化合物甲；不溶物為紅棕色固體，可溶于鹽酸。取13．0 g化合物甲，加熱使其完全分解，生成氮?dú)夂蛦钨|(zhì)乙，生成的氮?dú)庹酆铣蓸?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6．72 L。單質(zhì)就在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應(yīng)生成化合物丙和另一種單質(zhì)。化合物丙與空氣接觸可轉(zhuǎn)化為可溶性鹽。
請(qǐng)回答下列問題：
(1)甲的化學(xué)式為——，丙的電子式為——。
(2)若丙在空氣中轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(3)單質(zhì)乙與紅棕色粉末發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為——，安全氣囊中紅棕色粉末的作用是——。
(4)以下物質(zhì)中，有可能作為安全氣囊中紅棕色粉末替代品的是——。
A．KCl
B．KN03
C．Na2S
D．CuO
(5)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，探究化合物丙與空氣接觸后生成可溶性鹽的成分(不考慮結(jié)晶水合物)
二、對(duì)鈉結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)
師：寫出鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖及電子式，根據(jù)鈉的原子結(jié)構(gòu)推測(cè)其可能的性質(zhì)。
學(xué)生板演，討論后回答：
生1：最外層為一個(gè)電子其具有強(qiáng)還原性，能與非金屬單質(zhì)、氧化物、酸等反應(yīng)。
生2：根據(jù)其半徑在同周期中最大且最外層電子最少，可得出其化學(xué)鍵較弱，則同周期中熔點(diǎn)低、硬度小、密度小等。
師：還有補(bǔ)充的嗎?
師：很好，同學(xué)們能從結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想來分析和推測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)，這是學(xué)習(xí)元素及其化合物的主要學(xué)習(xí)方法，但在推理時(shí)注意與化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的有機(jī)結(jié)合。
三、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的應(yīng)用
問題：①請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，如何證明鈉在氧氣中燃燒后產(chǎn)物中存在Na202用化學(xué)方程式解釋驗(yàn)證原理?
學(xué)生小組討論，教師巡視答疑。
組1：觀察法，看生成物的顏色是否是淡黃色，即可。還有將產(chǎn)物溶于水看能否產(chǎn)生氣泡，即可證明其固體中含有Na2O2。
組2：基本與組1一樣，但需補(bǔ)充的是Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是不是氧氣的實(shí)驗(yàn)。
師：引導(dǎo)學(xué)生分析評(píng)價(jià)兩方案的優(yōu)劣，肯定學(xué)生從Na2O2性質(zhì)角度出發(fā)設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案。
問題：②如何證明鈉在氧氣中燃燒后的產(chǎn)物呢?
組1：與剛才的相同。
組2：基本與剛才的一樣，但需要測(cè)定氧氣的體積和固體的質(zhì)量。
組3：應(yīng)通過定量的方法來測(cè)定氧氣的體積和固體的質(zhì)量，在與水反應(yīng)的溶液中加入適量的MnO2，以確保O2全部從溶液中逸出。
師：剛才大家討論分析的方法很好，從中我們可知對(duì)未知成分的分析應(yīng)定性和定量相結(jié)合，且對(duì)每一種可能的情況都作合理的分析，才能最終做出結(jié)論(含鈉、氧化鈉、過氧化鈉等多種組合)。
問題：③若鈉在氮?dú)庵腥紵蟮漠a(chǎn)物可能是什么?
生：根據(jù)金屬鎂在氮?dú)庵腥紵漠a(chǎn)物可推知，鈉在氮?dú)庵腥紵蟮漠a(chǎn)物是氮化鈉。
問題：④若燃燒后的產(chǎn)物取13．0 g，加熱使其完全分解，生成氮?dú)夂蛦钨|(zhì)鈉，生成的氮?dú)庹酆铣蓸?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6．72 L，則燃燒產(chǎn)物的化學(xué)式?
學(xué)生計(jì)算，教師巡視后請(qǐng)學(xué)生回答：
生l：Na3N。教師追問，氮化鈉水解應(yīng)生成什么?
生2：氫氧化鈉和氨氣。(根據(jù)氮化鎂水解可得)。
生3：NAN3。
教師：很好，根據(jù)計(jì)算實(shí)際來確定化學(xué)式，而不是通過負(fù)遷移來確定。
問題：⑤完成并描述鈉投入到苯與水混合溶液中反應(yīng)現(xiàn)象?從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中你得出什么結(jié)論?
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，各小組均看到：鈉熔成閃亮的小球，在苯層與水面之間上下浮動(dòng)，產(chǎn)生大量的氣泡。說明鈉的密度比水小而比苯大，且反應(yīng)速率比在水中慢。
問題：(§)若改為鈉與乙醇水溶液反應(yīng)在實(shí)驗(yàn)中觀察到了反應(yīng)先劇烈后明顯減慢的現(xiàn)象，請(qǐng)分析原因?
學(xué)生：此現(xiàn)象可能是乙醇作為催化劑。
學(xué)生：此現(xiàn)象可能是鈉先與水反應(yīng)速率快，后與乙醇反應(yīng)速率慢。
教師追問：原因是什么?
學(xué)生：水比乙醇更易電離出氫離子，即水中的羥基的活性比乙醇活潑。
教師小結(jié)：很好，剛才兩位同學(xué)均從影響反應(yīng)速率的因素的角度來分析問題，但應(yīng)抓住內(nèi)因是主要的，外因只能通過內(nèi)因起作用，顯然學(xué)生分析更有道理。
問題：⑦請(qǐng)寫出鈉與水、NH4Cl溶液反應(yīng)的離子方程式?比較分析在相同條件下反應(yīng)速率”(水)、v(氯化銨溶液)、v(鹽酸)的大小關(guān)系，其原因是什么?
請(qǐng)兩位學(xué)生板書有關(guān)離子方程式，教師指正后，請(qǐng)學(xué)生回答。
學(xué)生：v(水)＜v(氯化銨溶液)v＜(鹽酸)，原因是由于相同條件下氫離子濃度大小關(guān)系是c(水)
問題：⑧寫出隔絕空氣在高溫的條件下鈉與氧化鐵反應(yīng)的方程式，若把反應(yīng)的產(chǎn)物與空氣接觸轉(zhuǎn)化為可溶性鹽后，請(qǐng)你幫助設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，探究接觸空氣生成的可溶性鹽的成分(不考慮結(jié)晶水合物)。
此反應(yīng)比較基礎(chǔ)，學(xué)生能順利地書寫，但也有個(gè)別學(xué)生寫成Na2o2的，教師提示，氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向是向著氧化性和還原性更弱的方向進(jìn)行，因而產(chǎn)物不可能是Na2O2，只可能是Na2O2；另一產(chǎn)物為鐵。但問題的后半部分學(xué)生是這樣設(shè)計(jì)的。
組1：我認(rèn)為應(yīng)首先分析此鹽的可能成分有三種情況：Na2C03、NaHC03或兩者的混合物，因此只能通過定量的方法來設(shè)計(jì)，即稱取一定量的固體，加熱灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹梗容^兩者的質(zhì)量的變化，若沒有變化，則全是Na2CO3，；若改變則根據(jù)質(zhì)量差可計(jì)算是NaHC03還是兩者的混合物。
組2：設(shè)計(jì)與組1基本相同，但我們是稱取一定量的固體，與足量鹽酸反應(yīng)并收集產(chǎn)生的CO2，根據(jù)CO2的量及固體質(zhì)量可確定其成分。
教師追問：還有其他不同的設(shè)計(jì)嗎?那么哪一種方案設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、合理、誤差更小?
鞏固與練習(xí)：完成上述高考真題解答。
本課例在著眼讓學(xué)生鞏固基本的學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，更注重通過學(xué)生的分析推理、主動(dòng)探究，讓學(xué)生生成一種思維的智慧、生成一種思維的縝密、生成一種思維的發(fā)散與收斂。學(xué)生在不斷探究的過程中學(xué)科知識(shí)水平和科學(xué)研究素養(yǎng)獲得了有效提升，同時(shí)分析問題、解決問題的能力得到了提
