归纳与整理主要内容及教案内容

《元素周期律》教学设计

唐红波

一、教学分析

1.教学内容分析

本节内容的学习是让学生了解元素周期律，认识元素周期表，体会元素在周期表中的位置、元素的原子结构、元素的性质(即位、构、性)的关系，初步学会在元素周期律和元素周期表的指导下探究化学知识的学习方法；对化学1和初中学过的元素化合物知识进行整合；同时体会元素周期律、元素周期表在指导生产实践中的意义 2.教学对象分析

本节在学生学习了原子结构、元素周期律、元素周期表和大量元素化合物知识之后，通过探究第三周期元素原子得失电子能力的递变规律，使学生学习同周期元素性质的递变规律。

3.教学环境分析

本节内容可以选择在实验室进行教学.

二、教学目标

知识与技能：认识元素的金属性的判断依据；掌握第三周期钠、镁、铝三种元素的单质与水或酸起反应置换出氢气的难易程度和最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱的渐变规律；理解第三周期钠、镁、铝三种元素的金属性与原子结构的关系。

过程与方法：通过对钠、镁、铝三种元素的金属性强弱的探索与分析，训练学生的逻辑思维能力；通过对钠、镁、铝三种元素的单质与水或酸起反应置换出氢气的难易程度以及最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱的实验研究，培养学生的观察能力、实验能力和创造思维能力。

情感态度与价值观：通过对钠、镁、铝三种元素的金属性的认识，使学生更加热爱科学、想信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。通过对钠、镁、铝三种元素的金属性的逐步认识，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。通过对钠、镁、铝三种元素的金属性的探索和验证，指导学生学习将实验事实的现象与本质进行转化的科学方法。

三、教学重点、难点 (1)教学重点

认识第三周期钠、镁、铝三种元素的金属性与原子结构的关系；

培养学生的观察能力、实验能力和创造思维能力。

(2)教学难点

通过对钠、镁、铝三种元素的金属性的探索和验证，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质；使学生感悟到科学的魅力；

指导学生学习将实验事实的现象与本质进行转化的科学方法。

四、教学过程

教学教

师

活

动

学

生

活

动

意图

复习除第一周期和第七周期外，其余每一其余每一周期的元素都是从活泼提问

周期中，元素类别是如何逐渐过渡的金属元素开始，逐渐过渡到活 的？

泼的非金属元素，最后以稀有气 体元素结束。

引课

活泼的金属元素与活泼的非金属元 素性质上有很大的差异，可见元素周 期表不仅反映了元素原子结构的内 在规律，同时也反映着——

回忆并归纳：在学习卤族元素时，板书

二、元素的性质与原子结构的关系

研究了卤素的单质与氢气化合的 （一）元素的金属性和非金属性的判能力、形成的气态氢化物的稳定 断依据

性以及卤素的单质与水反应和卤提问

素之间的置换反变；在学习碱金 在学习卤族元素和碱金属元素的活属元素时，研究了单质与水的反 泼性时，我们进行了哪些方面的研应和单质与氧的反应。

究？

讨论并回答：卤素与水的反应方组织 式不完全相同，其中F2与水发生讨论

的是置换反应，而其它卤素与水在研究的这些性质中，有些性质对不发生的是自身氧化还原反应；卤同的物质是否具有确定性？如：卤素素之间的置换反应也不适用于所与水反应方式都完全相同吗？卤素有的卤素单质和化合物之间，

之间的置换反应是不是适用于所有的卤素单质和化合物之间？又如：碱金属与氧反就得到的产物类别是否相同？

这些性质能不能作为非金属性和金其中F2在卤化物的水溶液中，优 属性的判断依据？你认为哪些性质先与水发生的置换反应。碱金属 可以作为衡量非金属性和金属性强与氧反应得到的产物类别并不完 弱的判断依据？

全相同，可以是氧化物，也可以

投影

过渡

（小结学生讨论）

金属性的判断依据是：金属元素的单质与水或酸反应置换出H2的难易程度和金属元素最高价氧化物对应的水化物碱性的强弱。

非金属性的判断依据是：非金属元素的单质与氢气化合的难易程度、气态氢化物的稳定性和非金属元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱。

下面我们就以上述依据为线索，讨论一下同周期元素的性质与原子结构的关系。

板书

（二）同周期元素的性质与原子结构 的关系

1．金属元素的性质与原子结构的关 系：

（1）金属元素的单质与水或酸反应投影

置换出H2的难易程度

学生实验内容

①取一小块金属钠，放入盛有约 30ml水的小烧杯中，观察。待反应 停止后，滴入几滴酚酞，观察。

②取一段镁条放入盛5ml冷水的试 管中，观察。

③取一块铝片放入盛有5ml冷水的 试管中，观察。要求：记录上述实验 现象，对比并得出结论。

纠正观察和操作中的问题。

指导学生汇报实验现象，并引导学生相互实验

评价，最终得出正确结论。

实验镁和铝与冷水不反应是否就证明它小结

们不能与水反应？

怎样设计这个实验？

提问

怎样证明镁条和铝片是否与热水发 生了反应？

是过氧化物，还可以是超氧化物。因此，这些性质不能作为非金属性和金属性的判断依据。

金属性的判断依据是：金属元素的单质与水或酸反应的难易程度和金属元素最高价氧化物对应原水化物碱性的强弱；非金属性的判断依据是：非金属元素的单质与氢气化合的难易程度、气态氢化物的稳定性和非金属元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱。

实验并记录：

①金属钠熔成一个闪亮的小球在水面游动，发出“嘶嘶”声，生成的溶液使无色的酚酞变为红色。

②镁在冷水中无明显变化。

③铝在冷水中无明显变化。

结论：钠与冷水剧烈反应；镁与冷水无明显反应；铝与冷水不反应；

思考后回答；还应实验一下它们是否能与热水反应。

回答：将上述加入镁条和铝片的两支试管分别在酒精灯上加热。

思考后回答：观察是否有气体产生。

思索后回答：如果加热的温度超过100℃，水就会沸腾，则无法

追问

启发设问

追问

指导实验

判断产生的气体是水蒸气还是氢气。将水加热至沸腾，移开火焰，待水停止沸腾后，再加入镁条和铝片，观察是否有气体产生。

实验并记录：加热盛有5ml水的试管至水沸腾，移开火焰，待水停止沸腾后，再加入镁条和铝片，镁条与热水反应，产生大量气泡，铝片无明显变化；待试管冷却后，加入几滴酚酞，加入镁条的试管中，

溶液由无色变为红色，加入铝片 的试管中，溶液无明显变化。

实验学生汇报实验现象，并引导学生相互实验结论：

小结

评价，最终得出正确结论，写出相应（1）钠与冷水剧烈反应：

的化学方程式和离子方程式。

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2Na+2H2O=2Na+ + 2OH- + H2↑

学生得出的结论：

（2）镁与冷水不反应，与热水可投影

Na、Mg、Al三种元素与水反应置换以反应：

出H2的能力依次减弱。

Mg+2H2OMg(OH)2+ H2↑

设问

过渡

投影

指导实验

实验小结

投影

根据金属钠与水反应的剧烈程度，推测一下与酸反应的剧烈程度将会怎样？

金属钠与酸的反应非常剧烈，下面我们通过实验研究镁、铝与酸的反应。

学生实验内容；

在两支试管中分别加入5ml同浓度的稀盐酸，并分别投入镁条和铝片。

实验要求：观察现象及反应的剧烈程度。

纠正观察和操作中的问题。

请学生描述实验现象，作出实验结论，写出相应的化学方程式和离子方程式。

（3）铝与冷水、热水均不反应。

判断：将会比与水反应更为剧烈。

实验并记录：在两支盛有5ml同浓度的稀盐酸的试管中，分别投入镁条和铝片，均有无色气泡产生，且反应的程度是镁条更剧烈。

描述和归纳；

（1）镁与酸反应剧烈：

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

Mg+2H+=Mg2++H2↑

（2）铝与酸反应平缓：

如果加热的温度超过100℃，此实验设计有没有什么不严谨的地方？如何改进更能说明问题？

分别取两支试管，加入5ml水，加热至沸腾，移开火焰，待水停止沸腾后，再加入镁条和铝片，待试管冷却后加入几滴酚酞，观察并记录实验现象。

学生得出的结论：

Na、Mg、Al三种元素与酸反应置换出H2的能力依次减弱。

板书

（2）最高价氧化物对应的水化物的 碱性强弱

练习

请同学写出Na、Mg、Al三种元素最 高价氧化物对应的水化物的化学式。

设问

NaOH是化学实验室的常用试剂，而 Mg(OH)2和Al(OH)3一般需现用现 制。你能否设计一个制备它们的实验 方案吗？

投影

学生实验内容：

在两支试管中分别加入5ml MgCl2 和AlCl3溶液，并分别滴入几滴 NaOH溶液。观察并记录实验现象。

指导纠正观察和操作中的问题。

实验

请学生描述实验现象，得出实验结实验论，写出相应的化学方程式和离子方小结

程式。

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

2Al+6H+=2Al3++3H2↑

NaOH 、Mg(OH)2、Al(OH)3 设问

追问

过渡

投影

上述化学事实本身对NaOH 、Mg(OH)2和Al(OH)3的碱性相对强弱有无证明功能？

Mg(OH)2和Al(OH)3的碱性相对强弱还能否使用这种方式证明？为什么？

请你完成下列实验，记录实验现象，并分析这组实验能否说明Mg(OH)2和Al(OH)3碱性的相对强弱。

学生实验内容

将前面实验所得到的Mg(OH)2和Al(OH)3白色沉淀分别一式两份，在讨论并设计：（1）不能用氧化物与水反应制备，因为Mg(OH)2和Al(OH)3不是可溶性碱；（2）应用碱和盐的反应，但所选碱和盐均应可溶；（3）碱可以选NaOH，盐可以选MgCl2和AlCl3。

实验观察和记录：在盛有5ml MgCl2和AlCl3溶液的两支试管中分别滴入几滴NaOH溶液，两支试管中均产生白色沉淀。

白色沉淀分别是：

Mg(OH)2和Al(OH)3。

MgCl2+2 NaOH=2NaCl+ Mg(OH)2↓

Mg2++2 OH- =Mg(OH)2↓

AlCl3+3NaOH=3NaCl+ Al(OH)3↓

Al3++3OH- = Al(OH)3↓

思考后回答：有。可以证明NaOH的碱性强于Mg(OH)2和Al(OH)3。

回答：不能。因为碱和盐的反应要求碱和盐均可溶而Mg(OH)2和Al(OH)3难溶。

实验、记录并归纳：

加入试Mg(OH)2 Al(OH)3

剂

稀盐酸

沉淀溶解

沉淀溶

实验小结

设问

追问

追问

介绍

练习

一份中滴加稀盐酸，在另一份中滴加NaOH溶液，边加边振荡。观察并记录实验现象，并列表对比。

请学生描述实验现象，作出实验结论。

最高价氧化物的水化物能与酸反应说明其有什么性质？

如果能与碱反应说明其有什么性质？

据此并依据实验事实，你能得出什么结论？

我们把这种既有酸性又有碱性的最高价氧化物的水化物，称为两性氢氧化物

请写出Mg(OH)2和Al(OH)3与稀盐酸反应的化学方程式和离子方程式。

提供当Al(OH)3与酸反应时，可以将其表信息

示为含氧酸的形式：H3AlO3，并称其为铝酸。铝酸在碱性条件下自动脱水成为偏铝酸(HAlO2)，据此你能否写出Al(OH)3与NaOH反应的化学方程式和离子方程式。

设问

根据以上对Na、Mg、Al三种元素最高价氧化物对应的水化物的研究，你能否得出它们碱性的强弱顺序？

引导通过以上两方面的研究和探索，对归纳

Na、Mg、Al三种元素金属性的强弱顺序，你能得出什么结论？

解

NaOH 无明显变沉淀溶化

解

结论：Mg(OH)2只能与酸反应不能与碱反应；Al(OH)3既能与酸反应又能与碱反应。

回答：说明其有碱性。

回答：说明其有酸性。

回答：Mg(OH)2只有碱性，而Al(OH)3既有酸性又有碱性。所以Mg(OH)2的碱性大于Al(OH)3。

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O 根据所给信息书写：

Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O Al(OH)3+OH- =AlO2- +2H2O 给出Al(OH)3对应的氧化物是Al2O3，与信息

Al(OH)3类似也具有两性，属于两性氧化物。请你写出其与盐酸和NaOH反应的化学方程式和离子方程式。

归纳：Na、Mg、Al三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性依次减弱：NaOH >Mg(OH)2>Al(OH)3

结论：对Na、Mg、Al三种元素的金属性依次减弱。因它们的单质与水或酸反应置换出H2的能力依次减弱；最高价氧化物对应的水物的碱性依次减弱。

类比，迁移：

Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

作业

【随堂检测】

1．判断金属性强弱的一般依据是______________和_____________________。

2．处于同周期的相邻两种元素A和B，A的最高价氧化物的水化物的碱性比B弱，A处于B的边_________（左或右）；B的原子半径比A________；若B的最外层有2个电子，则A最外层有________个电子。

3．Na、Mg、Al各1mol，分别与0.1mol/L的HCl反应，生成氢气的质量（）。

A．一样多

B．Na最多，Mg、Al一样多

C．Al最多、Na最少

D．Na最多、Al最少

4．下列各组元素性质递变规律不正确的是

A．Li、Be、B原子随原子序数的增加最外层电子数依次增多 B．P、S、Cl元素最高正价依次增高

C．N、O、F原子半径依次增大 D．Na、K、Rb的金属性依次增强

5．X和Y两种元素的原子，在化学反应中都易换去两个电子形成稳定结构，

已知X的原子半径小于Y的原子半径，下列说法正确的是

A．两种原子失去电忆的能力相同 B．两种原子的核

外具有相同的电子层数

C．Y（OH）2的碱性比X（OH）2的碱性强 D．Y的金属性比X的金属性强

Al2O3+2OH- =2AlO2- +H2O