基于高考試題設計的《鈉及其化合物的性質》復習課

　　高考試題源于課本但又高于課本。如何合理地利用和開發高考試題的功能，并將其巧妙地運用于高三復習，使枯燥的知識重復的課堂變得生動有形，做到化學思維的思想之“神”與課堂教學之“形”的完美結合，是我們孜孜以求的目標。以下復習鈉及其化合物是結合2010年浙江理綜第26題設計的一節課，與大家一起探討。
　　一、情境創設
　　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。當車輛發生碰撞的瞬間，安全裝置通電點火使其中的粉末分解釋放出大量的氮氣形成氣囊，從而保護司機及乘客免受傷害。為研究安全氣囊工作的化學原理，取安全裝置中的粉末進行實驗。經組成分析，確定該粉末僅Na、Fe、N、O四種元素。水溶性試驗表明，固體粉末部分溶解。經檢測，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，生成氮氣和單質乙，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為6．72 L。單質就在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應生成化合物丙和另一種單質。化合物丙與空氣接觸可轉化為可溶性鹽。
　　請回答下列問題：
　　(1)甲的化學式為——，丙的電子式為——。
　　(2)若丙在空氣中轉化為碳酸氫鹽，則反應的化學方程式為
　　(3)單質乙與紅棕色粉末發生反應的化學方程式為——，安全氣囊中紅棕色粉末的作用是——。
　　(4)以下物質中，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)設計一個實驗方案，探究化合物丙與空氣接觸后生成可溶性鹽的成分(不考慮結晶水合物)
　　二、對鈉結構的認識
　　師：寫出鈉的原子結構示意圖及電子式，根據鈉的原子結構推測其可能的性質。
　　學生板演，討論后回答：
　　生1：最外層為一個電子其具有強還原性，能與非金屬單質、氧化物、酸等反應。
　　生2：根據其半徑在同周期中最大且最外層電子最少，可得出其化學鍵較弱，則同周期中熔點低、硬度小、密度小等。
　　師：還有補充的嗎?
　　師：很好，同學們能從結構決定性質的思想來分析和推測物質的性質，這是學習元素及其化合物的主要學習方法，但在推理時注意與化學實驗事實的有機結合。
　　三、結構決定性質的應用
　　問題：①請設計一個簡單的實驗，如何證明鈉在氧氣中燃燒后產物中存在Na202用化學方程式解釋驗證原理?
　　學生小組討論，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。還有將產物溶于水看能否產生氣泡，即可證明其固體中含有Na2O2。
　　組2：基本與組1一樣，但需補充的是Na2O2反應產生的氣體是不是氧氣的實驗。
　　師：引導學生分析評價兩方案的優劣，肯定學生從Na2O2性質角度出發設計驗證方案。
　　問題：②如何證明鈉在氧氣中燃燒后的產物呢?
　　組1：與剛才的相同。
　　組2：基本與剛才的一樣，但需要測定氧氣的體積和固體的質量。
　　組3：應通過定量的方法來測定氧氣的體積和固體的質量，在與水反應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，從中我們可知對未知成分的分析應定性和定量相結合，且對每一種可能的情況都作合理的分析，才能最終做出結論(含鈉、氧化鈉、過氧化鈉等多種組合)。
　　問題：③若鈉在氮氣中燃燒后的產物可能是什么?
　　生：根據金屬鎂在氮氣中燃燒的產物可推知，鈉在氮氣中燃燒后的產物是氮化鈉。
　　問題：④若燃燒后的產物取13．0 g，加熱使其完全分解，生成氮氣和單質鈉，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為6．72 L，則燃燒產物的化學式?
　　學生計算，教師巡視后請學生回答：
　　生l：Na3N。教師追問，氮化鈉水解應生成什么?
　　生2：氫氧化鈉和氨氣。(根據氮化鎂水解可得)。
　　生3：NAN3。
　　教師：很好，根據計算實際來確定化學式，而不是通過負遷移來確定。
　　問題：⑤完成并描述鈉投入到苯與水混合溶液中反應現象?從實驗現象中你得出什么結論?
　　學生分組實驗，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，產生大量的氣泡。說明鈉的密度比水小而比苯大，且反應速率比在水中慢。
　　問題：(§)若改為鈉與乙醇水溶液反應在實驗中觀察到了反應先劇烈后明顯減慢的現象，請分析原因?
　　學生：此現象可能是乙醇作為催化劑。
　　學生：此現象可能是鈉先與水反應速率快，后與乙醇反應速率慢。
　　教師追問：原因是什么?
　　學生：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：很好，剛才兩位同學均從影響反應速率的因素的角度來分析問題，但應抓住內因是主要的，外因只能通過內因起作用，顯然學生分析更有道理。
　　問題：⑦請寫出鈉與水、NH4Cl溶液反應的離子方程式?比較分析在相同條件下反應速率”(水)、v(氯化銨溶液)、v(鹽酸)的大小關系，其原因是什么?
　　請兩位學生板書有關離子方程式，教師指正后，請學生回答。
　　學生：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系是c(水)　　教師小結：通過剛才的分析，我們掌握了鈉與化合物反應的實質是置換了其電離的氫離子生成氫氣，氫離子濃度越大，反應速率越快。
　　問題：⑧寫出隔絕空氣在高溫的條件下鈉與氧化鐵反應的方程式，若把反應的產物與空氣接觸轉化為可溶性鹽后，請你幫助設計一個實驗方案，探究接觸空氣生成的可溶性鹽的成分(不考慮結晶水合物)。
　　此反應比較基礎，學生能順利地書寫，但也有個別學生寫成Na2o2的，教師提示，氧化還原反應進行的方向是向著氧化性和還原性更弱的方向進行，因而產物不可能是Na2O2，只可能是Na2O2；另一產物為鐵。但問題的后半部分學生是這樣設計的。
　　組1：我認為應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計，即稱取一定量的固體，加熱灼燒至質量不再改變為止，比較兩者的質量的變化，若沒有變化，則全是Na2CO3，；若改變則根據質量差可計算是NaHC03還是兩者的混合物。
　　組2：設計與組1基本相同，但我們是稱取一定量的固體，與足量鹽酸反應并收集產生的CO2，根據CO2的量及固體質量可確定其成分。
　　教師追問：還有其他不同的設計嗎?那么哪一種方案設計更簡單、合理、誤差更小?
　　鞏固與練習：完成上述高考真題解答。
　　本課例在著眼讓學生鞏固基本的學科知識的同時，更注重通過學生的分析推理、主動探究，讓學生生成一種思維的智慧、生成一種思維的縝密、生成一種思維的發散與收斂。學生在不斷探究的過程中學科知識水平和科學研究素養獲得了有效提升，同時分析問題、解決問題的能力得到了提