金属与水的反应

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1、金属与水的反应”教学设计广州市第三中学 陈丽娟 林 珊一、教学目标知识与技能：1. 熟悉钠和铁与水反应的化学性质；2. 了解金属和水反应的一般规律。过程与方法：1.通过探究钠和水反应的实验，培养学生的观察能力、分析能力和口头表达能力；2.通过引导学生对铁和水蒸气反应实验的设计、探究，培养了学生独立思考能力和实验设计能力。情感态度与价值观：发展学生学习的兴趣，体验实验探究的艰辛和喜悦，养成勇于创新、积极实验 的科学态度。二、教学重点、难点重点：钠与水反应。难点：钠与水反应、铁与水蒸气反应的实验探究。三、教材分析“金属与水的反应”是教材第三章第一节中的内容，第三章是在学习了物质的量、氧化还原反应和

2、 离子反应等概念之后，开始具体地学习元素化合物的知识，在知识点上按照“金属单质金属氧化物氢氧化 物盐”的顺序来安排，改变了以往以“族”单位的纵向编排顺序。教学上，以钠、铁和水反应为例进行教 学，钠属于活泼金属，铁属于较活泼金属，以此为例学习后根据金属活动性顺序表对金属与水反应一般规 律的总结，使学生对此有一个总体感性的认识。这部分内容安排了一个实验和一个科学探究，体现了新课标对学生实验能力全方位的要求，通过对 钠和水反应的学生实验，培养学生的实验观察能力，但是观察能力本身并不是实验教学的最终目的，实验 教学的关键是引导学生对观察到的现象做本质分析，培养学生的分析、归纳、抽象概括能力，而实验教学

3、 的最终目的是培养学生的实验设计能力，所以课本让学生设计铁和水蒸气反应的实验装置，初步培养学生 的设计能力。金属与水的反应”在人教版教材、山东版教材和江苏版教材中的安排如下表所示。人教版教材”山东版教材江苏版教材限金属和水反应单 独作为一个內容， 介绍了钠和水反 应、轶与水蒸气反 应两十典型口将钠和水反应的內容安摊在 “研究物质性质的方法和程 序E这一节內容中，以衲和 水反应的实验为例介绍研究 物质性质的基本方法和程 序，没育介绍铁和水蒸气的 反应口在血金属钠的性质与应 用拟这一节內容中介绍 了钠与水的反应，没有 介绍铁和水蒸气的反四、学生情况分析学生在初中阶段应用了新教材，对实验有浓厚的兴趣

4、，参与实验探究的积极性较高。但在学习中学 生较多是用机械记忆的方法，对知识的理解不够深刻，易遗忘。解决实际问题的能力较低，而且缺乏对实 验现象的描述及知识的总结能力。五、教学策略“金属与水的反应”分两部分进行教授，一是钠和水反应，这一部分主要让学生操作实验并自己总 结出实验现象和结论，对实验现象的描述主要培养学生应用规范的化学语言，培养观察能力，但观察本身 并不是实验的最终目的，实验教学的关键是引导学生对观察到的现象做本质分析，使学生由感性认识逐步 上升到理性认识。这个引导上升的过程，就是启发引导学生分析、归纳、抽象、概括的过程，是在观察实 验现象的基础上，把获得的感性材料“去粗取精、去伪存真

5、、由此及彼、由表及里”的思维加工过程，是 从感性认识向理性认识的飞跃过程，但这并非实验教学的最终目的，所以课本安排了第二部分内容：铁和 水蒸气反应。教材根据安排这部分内容除了让学生掌握铁和水蒸气反应的产物和条件，还让学生设计实验 装置来培养学生的实验设计能力和动手能力，装置的设计我们在课堂上讨论完成。首先，我们在课堂教学中应用“希望点列举”的方法对学生进行引导。“希望点列举”技法就是通 过对课题的希望和理想，使问题的本来目的聚焦，再加以考虑的技法。列出希望点如下：能够在实验室条 件下进行该反应；该反应包括三个部分；高温条件在实验室如何实现；生成的氢气应有足够的量供检验和 收集。其次，让学生根据

6、课本提供的仪器设计反应装置，对于刚刚升上高中的学生而言，按教材要求设计 一套方案是有难度的，所以我们分层次进行。先要求学生用一支试管和一个酒精灯设计水蒸气的发生装置 学生轻而易举地完成了，接着让学生用一支试管和一个酒精喷灯设计水蒸气与铁粉发生反应的装置，并考 虑高温条件的实现，这一部分学生完成时感觉有些难度。接着设计产生气体的检验装置，这一部分和初中 知识有紧密联系，学生思维活跃。最后再引导学生将前三部分装置联系起来，设计出一套组合装置，这样 循序渐进，学生较易接受。最后，我们又对学生列出新的希望点：仪器和装置应尽可能简单，操作尽可能简便。经过多次讨论 酒精喷灯换成了酒精灯，普通铁粉换成了还原

7、铁粉，将提供水蒸气的装置与反应装置由分离（这种情况水 蒸气经过导管时易冷凝）换为合而为一（在一支大试管的底部放入一团浸有水的棉花，中部放置适量铁粉 通过加了浸有水的棉花来提供水蒸气，因距离短，水蒸气不易冷凝），将生成气体检验装置换为肥皂液。如此便顺理成章地引出课本一支试管的实验装置。我们把这个实验安排为学生活动内容，让学生在活动课 上按照自己设计的实验装置或教材的装置进行实验，探究最佳实验条件。六、教学过程【知识回顾】钠放置在空气中会发生怎样的变化呢？讨论交流】表1变暗：；.王成叫0：；变九白包罔体 电城NaOH】A京潮解） 结块（NaOHl收2生成晶体）【新课引入】钠除了能与氧气反应之外，能

8、否跟水反应呢？其他的金属能否与水反应呢？这节课我 们就来探究金属与水反应的问题。我们来做一个钠与水反应的实验，看看钠到底能不能跟水反应呢？反应 又能生成什么物质？【实验指导】做钠与水反应的实验，首先，在小烧杯中加入约1/2的水，滴入12滴酚酞，取一小 块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，放入水中，盖上玻璃片。注意观察现象，观察时应注意几方面内容： 钠在水中的哪个部位反应，形态有何变化，如何运动，发出怎样的声音，溶液颜色有何变化？（学生进行实验探究，教师巡视学生实验情况，对学生的不规范操作进行指导。）【讨论交流】钠与水反应的实验现象是怎样的？尽量用规范的化学语言来描述。从这些现象能得出 怎样的实验结

9、论？1.钠浮在水面上（浮）钠的密度比水小。2立刻熔成一个闪亮的小球（熔）钠的熔点较低，钠与水反应放热。3在水面四处游动，发出嘶嘶声，最后完全消失（游、响）钠与水剧烈反应，生成气体。4反应后溶液由无色变为红色（红）钠与水反应生成碱性物质。【提出问题】生成的气体是什么？【Flash实验演示】展示钠投入装有水、酚酞试液的U型管的课件，观察到生成的气体点燃时火焰为 淡蓝色。【引导思考】燃烧产生蓝色火焰的气体有哪些？【学生回忆】可能是 CO、CH4、H2。【教师引导】我们的反应物是钠和水，不存在碳元素，所以产物应该是氢气。请写出反应方程式。【学生书写】2Na+2H2O2NaOH+H2 f【教师引导】该反

10、应是否是氧化还原反应，谁是氧化剂，谁是还原剂？ 【学生回答】是氧化还原反应，钠是还原剂，水是氧化剂。【设疑】钠既能与氧气反应，又能与水反应，那么钠应该如何保存呢？ 我们不能把钠暴露在空气中，因为它会跟氧气反应，也不能保存在水里，因为钠会与水反应，实验 室选择保存钠的试剂应注意两个问题：1. 选用的试剂和钠不反应；2.试剂的密度比钠小。 所以应选用什么试剂来保存钠呢？ 【学生回答】煤油或石蜡油。问题】已知钠和四氯化碳不能反应，那么钠能否保存在四氯化碳中？学生回答】不能，四氯化碳密度比钠大，钠浮在四氯化碳上面，起不到隔绝空气的作用。【问题】钠着火应该怎么扑灭？用水行吗？泡沫灭火器呢？【讨论】不能用

11、水灭火，水和钠可以反应生成可燃性气体H2 ；也不能用泡沫灭火器灭火，因为钠燃 烧生成的Na2O2能够跟CO2反应生成助燃性气体氧气。所以应该用沙来扑灭。【转引】钠是活泼金属，能够和水反应，那么铁能否和水反应呢？平常我们可以用铁锅来煮水，说 明铁是不能与冷水和热水反应的。但是能否与水蒸气反应呢？【引导阅读】指导学生阅读课本第 42 页的内容。【科学探究】活动用品：3 支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯等。活动内容：设计实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应。【引导探究】根据所阅读的资料，思考以下几个问题。1. 该装置应包括哪几个部分？2. 高温条件下进行反应，如何实现？3. 生成的气体如何收集

12、和检验？【学生讨论】实验装置应包括水蒸气发生装置、水蒸气与铁粉反应的装置、检验生成气体的装置。 高温在实验室应通过酒精喷灯来实现。【学生活动】学生展示自己的设计方案，向教师和同学介绍设计的思路和原理。【展示评价】和学生一起讨论实验方案，展示出一套比较规范的设计。铁与高温水蒸气反应装置提出问题】这一套实验方案存在什么问题？学生讨论】1.装置复杂，组装麻烦。2. 水蒸气发生装置和铁与水的反应装置之间的导管太长，水蒸气在传导过程中已经被冷凝了。【提出问题】我们可以如何来改进这套装置呢？课本向我们展示了一套非常简单的实验装置。铁与水蒸气反应装置【教师评价】这一套装置就很好地解决了刚才同学们提出的几个问

13、题，那么它到底能不能得到如课 本所说的实验效果呢？同学们设计的实验方案又有没有可行性呢？那么我们这一星期的活动课内容就是利 用我们讨论的这些方案完成这个实验，并比较各个方案的优缺点。【教师小结】金属和水反应的一般规律。金属与水反应的规律是：(1)K、Ca、Na 等金属和冷水作用，生成可溶性碱和 H2。2Na+2H2O2NaOH+H2 f(2) Mg和冷水反应缓慢，与沸水迅速反应，Al与冷水很难反应，与沸水能反应，生成不溶性碱和 氢气。Mg+2H2OMg(OH)2+H2 f( 3) Zn、Fe、Sn、Pb 和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和 H2。&3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 f

14、Zn+H2O（g）ZnO+H2 f（4）Cu、Hg、Ag、Pt、Au 不与水反应。【实践思考题】1.在铁与水蒸气的反应中，如果将实验中的还原铁粉换成铁片或铁钉，反应能否发生？2根据金属活泼顺序，钠排在铜的前面，那么金属钠能否从CuS04溶液中置换出单质铜？推测可能 出现的现象。七、教学反思作为元素化合物课，这一节课有它自己的课型特征：（1）以实验为基础，发挥实验的教学功能；（2） 充分利用基础理论的指导作用。旧教材的教学多以元素周期律理论为指导进行，新教材把元素化合物知识 安排在周期律之前，所以我们在授课时紧紧抓住金属活动顺序表来进行总结。新教材的教学中，我们把主 动权交给学生，学生思维活跃，

15、他们提出的问题有些着实让我们吃惊，不少学生问到：铁和水蒸气反应为 什么不生成Fe（OH）3?为什么生成Fe3O4?电能还原Fe2O3,电能不能还原Fe3O4?铁和水反应为什么强调 水为气态？为什么要用石棉绒？采用湿棉花制备的水蒸气是否足够？这些问题深刻地让我体会到新教材课 堂主动权的交出，对教师是个非常大的挑战。在钠和水反应的实验中，让学生描述实验现象时，我们发现学生的化学语言非常贫乏，描述不规范， 以后应着重这一方面能力的培养。我们在活动课上和学生一起探究铁和水蒸气反应的实验，发现根据教学 参考书上的实验装置图（三试管）很难实现实验，用课本的简易装置图，再配上酒精灯，能够顺利完成实 验，但很难达到课本图示的氢气燃烧的实验效果，所以改用排水法收集气体进行爆鸣实验，收到很好的实 验效果。