基于高考试题设计的《钠及其化合物的性质》复习课

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高考试题源于课本但又高于课本。如何合理地利用和开发高考试题的功能，并将其巧妙地运用于高三复习，使枯燥的知识重复的课堂变得生动有形，做到化学思维的思想之“神”与课堂教学之“形”的完美结合，是我们孜孜以求的目标。以下复习钠及其化合物是结合2010年浙江理综第26题设计的一节课，与大家一起探讨。

一、情境创设

真题欣赏(2010浙江理综试题)：汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取13．0 g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6．72 L。单质就在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。

请回答下列问题：

(1)甲的化学式为――，丙的电子式为――。

(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为

(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为――，安全气囊中红棕色粉末的作用是――。

(4)以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是――。

A．KCl

B．KN03

C．Na2S

D．CuO

(5)设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)

二、对钠结构的认识

师：写出钠的原子结构示意图及电子式，根据钠的原子结构推测其可能的性质。

学生板演，讨论后回答：

生1：最外层为一个电子其具有强还原性，能与非金属单质、氧化物、酸等反应。

生2：根据其半径在同周期中最大且最外层电子最少，可得出其化学键较弱，则同周期中熔点低、硬度小、密度小等。

师：还有补充的吗?

师：很好，同学们能从结构决定性质的思想来分析和推测物质的性质，这是学习元素及其化合物的主要学习方法，但在推理时注意与化学实验事实的有机结合。

三、结构决定性质的应用

问题：①请设计一个简单的实验，如何证明钠在氧气中燃烧后产物中存在Na202用化学方程式解释验证原理?

学生小组讨论，教师巡视答疑。

组1：观察法，看生成物的颜色是否是淡黄色，即可。还有将产物溶于水看能否产生气泡，即可证明其固体中含有Na2O2。

组2：基本与组1一样，但需补充的是Na2O2反应产生的气体是不是氧气的实验。

师：引导学生分析评价两方案的优劣，肯定学生从Na2O2性质角度出发设计验证方案。

问题：②如何证明钠在氧气中燃烧后的产物呢?

组1：与刚才的相同。

组2：基本与刚才的一样，但需要测定氧气的体积和固体的质量。

组3：应通过定量的方法来测定氧气的体积和固体的质量，在与水反应的溶液中加入适量的MnO2，以确保O2全部从溶液中逸出。

师：刚才大家讨论分析的方法很好，从中我们可知对未知成分的分析应定性和定量相结合，且对每一种可能的情况都作合理的分析，才能最终做出结论(含钠、氧化钠、过氧化钠等多种组合)。

问题：③若钠在氮气中燃烧后的产物可能是什么?

生：根据金属镁在氮气中燃烧的产物可推知，钠在氮气中燃烧后的产物是氮化钠。

问题：④若燃烧后的产物取13．0 g，加热使其完全分解，生成氮气和单质钠，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6．72 L，则燃烧产物的化学式?

学生计算，教师巡视后请学生回答：

生l：Na3N。教师追问，氮化钠水解应生成什么?

生2：氢氧化钠和氨气。(根据氮化镁水解可得)。

生3：NAN3。

教师：很好，根据计算实际来确定化学式，而不是通过负迁移来确定。

问题：⑤完成并描述钠投入到苯与水混合溶液中反应现象?从实验现象中你得出什么结论?

学生分组实验，各小组均看到：钠熔成闪亮的小球，在苯层与水面之间上下浮动，产生大量的气泡。说明钠的密度比水小而比苯大，且反应速率比在水中慢。

问题：(§)若改为钠与乙醇水溶液反应在实验中观察到了反应先剧烈后明显减慢的现象，请分析原因?

学生：此现象可能是乙醇作为催化剂。

学生：此现象可能是钠先与水反应速率快，后与乙醇反应速率慢。

教师追问：原因是什么?

学生：水比乙醇更易电离出氢离子，即水中的羟基的活性比乙醇活泼。

教师小结：很好，刚才两位同学均从影响反应速率的因素的角度来分析问题，但应抓住内因是主要的，外因只能通过内因起作用，显然学生分析更有道理。

问题：⑦请写出钠与水、NH4Cl溶液反应的离子方程式?比较分析在相同条件下反应速率”(水)、v(氯化铵溶液)、v(盐酸)的大小关系，其原因是什么?

请两位学生板书有关离子方程式，教师指正后，请学生回答。

学生：v(水)＜v(氯化铵溶液)v＜(盐酸)，原因是由于相同条件下氢离子浓度大小关系是c(水)

教师小结：通过刚才的分析，我们掌握了钠与化合物反应的实质是置换了其电离的氢离子生成氢气，氢离子浓度越大，反应速率越快。

问题：⑧写出隔绝空气在高温的条件下钠与氧化铁反应的方程式，若把反应的产物与空气接触转化为可溶性盐后，请你帮助设计一个实验方案，探究接触空气生成的可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)。

此反应比较基础，学生能顺利地书写，但也有个别学生写成Na2o2的，教师提示，氧化还原反应进行的方向是向着氧化性和还原性更弱的方向进行，因而产物不可能是Na2O2，只可能是Na2O2；另一产物为铁。但问题的后半部分学生是这样设计的。

组1：我认为应首先分析此盐的可能成分有三种情况：Na2C03、NaHC03或两者的混合物，因此只能通过定量的方法来设计，即称取一定量的固体，加热灼烧至质量不再改变为止，比较两者的质量的变化，若没有变化，则全是Na2CO3，；若改变则根据质量差可计算是NaHC03还是两者的混合物。

组2：设计与组1基本相同，但我们是称取一定量的固体，与足量盐酸反应并收集产生的CO2，根据CO2的量及固体质量可确定其成分。

教师追问：还有其他不同的设计吗?那么哪一种方案设计更简单、合理、误差更小?

巩固与练习：完成上述高考真题解答。

本课例在着眼让学生巩固基本的学科知识的同时，更注重通过学生的分析推理、主动探究，让学生生成一种思维的智慧、生成一种思维的缜密、生成一种思维的发散与收敛。学生在不断探究的过程中学科知识水平和科学研究素养获得了有效提升，同时分析问题、解决问题的能力得到了提高。