人教版必修1 氨　硝酸　硫酸第三课时 教案.doc

示范教案第三课时硝酸教学目标1知识与技能掌握硝酸的物理性质和化学性质(酸性、不稳定性、强氧化性)；复习氧化还原反应的概念，深入理解物质的氧化性、还原性。2过程与方法通过探究硝酸的物理性质和化学性质，培养学生的动手、动脑和运用知识的能力；利用实验的手段，使学生学会硝酸的特性强氧化性；通过讨论、分析、对比的方式，使学生掌握浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性；利用分析演绎的方式，使学生掌握硝酸与碳的反应。3情感态度与价值观在浓硝酸与稀硝酸的对比学习中，渗透“量变质变”规律和尊重客观实际、力求实事求是的原则的教育。通过微型实验培养学生节约意识和环保意识。教学重点、难点硝酸的不稳定性和强氧化性；硝酸性质实验的设计。教学用品主要实验器材：1 mL一次性注射器小青霉素瓶小试管50 mL烧杯 玻璃棒实验药品：浓硝酸稀硝酸NaOH溶液稀硫酸Na2SO4溶液铜丝纯水导入新课观看硝酸泄漏的新闻图片。推进新课设疑硝酸究竟具有怎样的性质？运输浓硝酸的器材应该选择什么样的材料？(学生活动)学生观看，初步认识硝酸的特殊性。(教学意图)为学习硝酸的性质做铺垫，给学生具体的形象记忆，激发学生的求知欲(教师活动)我们这节课就来认识硝酸的性质。讲述硝酸是一种重要的化工原料，它不仅可以制氮肥，还可以做染料、炸药等。简要介绍我国硝酸的年产量和在工业中占有的重要地位。(学生活动)明确本节课的学习内容。(教学意图)认识学习硝酸性质的意义。(一)物理性质探究请用自己实验桌上的药品(一瓶浓硝酸、一瓶水)和仪器(烧杯、玻璃棒)探究硝酸的物理性质。(学生活动)每两人一组，进行观色态，闻气味；掂轻重(同水比)；打盖观雾；与水混合放热。由一名学生综合概括，得出结论：纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，比水重，能溶于水。(教学意图)给学生探索的机会，培养学生的动手能力，口头表达能力、综合概括能力和评价能力。(教师活动)展示利用一瓶久置而发黄的浓硝酸的样品进行提问：为什么呈黄色？启发先判断黄色物质可能是什么，然后推测硝酸的分解还应有什么物质生成？硝酸的化学性质(二)硝酸的化学性质1浓硝酸的不稳定性4HNO32H2ONO2O2(学生活动)分析，讨论发黄的原因。结论：可能有NO2产生，由于NO2溶于硝酸而变黄。分析：在HNO3中，由于氢元素和氮元素都处于最高价，又因NO2的生成，是氮元素的化合价(教学意图)巩固氧化还原反应知识，培养学生推理能力降低了，所以只能是HNO3中氧元素的化合价升高，因此，可能有氧气生成。(教师活动)问题导入在化学性质上，浓硫酸的特点是具有强氧化性，能氧化铜，硝酸是否也有如此性质呢？实验设计请同学们根据提供的实验仪器设计铜与浓硝酸反应实验装置。要求没有气体泄漏，安全节约提示浓硝酸盛装在小青霉素瓶中，已为大家准备好不同长短的铜丝。(学生活动)学生探究，四人一组展开讨论，设计实验方案。各组汇报方案。(教学意图)让学生在实践中体验合作，通过实验方案的设计和讨论获得一种成功的快感。(教师活动)组织交流评价总结出较合理的实验方案。(学生活动)较好的方案：将细小的铜丝(约4 mm长)事先放在1 mL一次性注射器中，然后向装有浓硝酸的小青霉素瓶(带橡胶塞)中抽取约0.2 mL的浓硝酸，立即将注射器插在盛有少量NaOH溶液的另一个青霉素小瓶中(带橡胶塞)。(教学意图)装置的改进：可以做到使反应随时发生，随时停止。有毒的NO2气体用碱液吸收，防止污染空气。对学生进行环保教育。微型化实验，培养节约意识。2浓硝酸的强氧化性(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(学生活动)动手实验，观察现象，由学生得出结论。现象：针管中产生红棕色气体，其中反应液的颜色变为绿色，被气体压到盛有NaOH溶液的小青霉素瓶中，产生蓝绿色沉淀。结论：铜和浓硝酸常温下能快速、剧烈地反应。推测产物，试写反应的化学方程式。(教学意图)根据现象，综合运用已有知识推测反应产物，加深对知识的理解。(教师活动)设疑在Cu与浓硝酸的反应中，体现强氧化性的微粒是什么？(学生活动)分析得出是NO。(教学意图)巩固氧化还原反应知识。(教师活动)追问(1)将铜丝插入盛有NaNO3溶液的小试管(配有橡胶塞，防止污染)中，观察现象；然后小心加热片刻。(2)再向上述溶液中加入稀硫酸，(可适当加热)再观察现象。(学生活动)学生做实验(1)，观察现象：铜丝在NaNO3溶液中即使受热也不反应。(2)加入稀硫酸后，开始缓慢产生气泡，试管中气体逐渐变为浅红棕色，溶液变为蓝色。(发现问题)(教学意图)激发探究欲望(教师活动)启发你能从上述实验中得出什么结论？你还需要哪些实验来支持你的观点？(学生活动)分析问题：NaNO3溶液中加入硫酸，溶液中存在的离子有：NO、SO、Na、H(提出假设)与铜丝反应的可能是Na2SO4、H2SO4、HNO3(通过实验NaNO3已经排除)(实验论证)分组实验，分别取上述物质的稀溶液于试管中，将铜丝分别插入，观察现象。得出结论：铜只有在稀硝酸中有反应现象(有气泡，溶液变蓝)。(得出结论)Cu能与稀硝酸反应。(教学意图)教给学生一种探究问题的思路方法：发现问题提出观点实验论证得出结论。(教师活动)总结NO在酸性条件下才体现强氧化性；无论稀硝酸还是浓硝酸都能与铜反应，都具有强氧化性。3稀硝酸的强氧化性3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O(学生活动)回忆Cu分别与浓、稀硝酸反应时的实验现象，并作出对比：(1)反应速率；(2)反应液颜色变化；(3)产生气体的颜色。(教学意图)对比法分析问题。渗透量变到质变的辩证唯物主义思想。(教师活动)设疑硝酸能氧化不活泼的金属铜，能否氧化较活泼的金属呢？(学生活动)学生猜想。(教学意图)通过设疑引导学生进行思维的发散和收敛。(教师活动)演示将锌片插入一盛有少量浓硝酸的烧杯中，有红棕色气体放出，立即拿出，用水冲洗。再将铝条、铁钉放入浓硝酸中。问题请大家用已学过的浓硫酸的性质推测浓硝酸能否与碳、硫、磷等非金属单质反应？(学生活动)观察现象：无明显变化。结合铝、铁常温下遇浓硫酸发生钝化的现象判断铝、铁遇浓硝酸发生了钝化。(教学意图)以实验的方法学习钝化；以对比的方法掌握知识点。(教师活动)介绍结合生活中的事例和历史故事介绍王水：王水的成分：浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为13。氧化能力极强，可溶解金和铂。用“王”的构成(“三”和“”)形象记忆王水的配比。(学生活动)观察有关王水的故事片断。(教学意图)联系生活，用科学知识解决实际问题。(教师活动)指导阅读阅读教材，并回忆初中知识，归纳硝酸的化学性质。4强酸性(但和金属反应一般不放出氢气)不稳定性强氧化性(浓度越大，氧化性越强)(学生活动)学生讨论、总结。(教学意图)锻炼自学阅读能力，学会总结。(教师活动)评价总结同学的表现和本节知识。(学生活动)做“随堂检测”。(教学意图)运用巩固所学知识。1根据硝酸的性质，回答下列问题：(1)保存硝酸应注意哪些问题？(2)工业上如何贮存和运输大量的浓硝酸？2在这一节课的开头，我们观看了某路段上发生硝酸泄漏事故的新闻图片，下面是记者对事发现场报道的部分资料，通过阅读这段文字，大家能从中认识到硝酸的一些特性，请同学们从文字中找出体现硝酸性质的描述，并指出分别体现了硝酸的哪些性质？1列表总结并比较浓硫酸与硝酸的物理特性和化学特性。2探究：如何设计实验来证明稀硝酸与Cu反应产生的气体是NO?3通过本节课的学习，你还能提出哪些问题？关于铜与硝酸的反应能否设计出更优化的实验方案？附：铜与稀硝酸的反应作为一名化学工作者，深知化学是一门以实验为基础的学科，如何在实验教学中挖掘学生的潜力，提高学生的各种技能，已经成为当前课程改革的热门话题。为了有效地培养学生的创新能力，在平时的教学中就应该钻研教材、及时挖掘教材中潜在的内容。如高二新教材“硝酸”中铜与稀硝酸反应演示实验的教学，是中学化学教材中用于说明稀硝酸的强氧化性和稀硝酸的还原产物是NO气体的实验。按课本上所提供的实验装置做演示实验，学生观察到的结果只能是红棕色的气体，所以无法说明其还原产物为NO气体，教学中一遇到这种情况，开始时我感到很无奈，只能向同学灌输式地解释，这是由于生成的NO气体遇到空气发生反应生成了NO2气体的缘故。虽然当时学生好像也勉强接受了，知识点也勉强落实了，但课后我总还是觉得这样是没有任何说服力的。学生没有见到真正的事实，好像还是将信将疑的。“眼见为实”，这样才能让他们心服口服，所以课后我一直在思考如何才能解决课本上演示实验中存在着的一些问题：无色的NO气体在实验中观察不到；产生的NO气体的量不容易控制，且容易污染环境，损害师生身体健康等。在近几年的教学中，经过不断地探索，与学生一起设计出了一系列的改进实验，并在教学中加以付诸实施，取得了良好的效果。在授课时，我仍然先按课本上所提供的实验装置做演示实验，做完该演示实验后，我就请同学们来描述该实验中他们所观察到的实验现象。学生讨论后回答。生：出现红棕色气体。问：该红棕色气体是什么？生：是NO2气体。问：那么铜与稀硝酸反应后的产物是不是就是NO2气体呢？生：不是。问：那它们反应后的产物是什么呢？生：是无色的NO气体。问：你是从什么现象中得出这个结论的？生：从实验装置中气体的颜色先是红棕色，经过一段时间后又逐渐变淡得出这个结论的。问：那么NO2气体从何而来呢？生：只能是先生成的NO气体遇到了装置中的空气转变而来的。问：装置中的颜色为何会逐渐变淡呢？生：那是因为先生成的NO气体遇到装置中的空气转化为NO2气体后，接着又被后生成的NO气体逐渐从实验装置中排出。问：打开塞子后，试管口为什么会出现红棕色气体？生：装置中后生成的NO气体遇到了空气发生了反应，从而生成了NO2气体。问：那么，请同学们思考一下，该实验装置中有没有不完善的地方？学生讨论后回答。生：污染空气。生：没有办法直接证明反应开始时所产生的气体产物就是NO气体。生：实验过程中有NO2气体出现，存在干扰现象。问：那么我们能否设计一个更合理的，既要实验现象明显观察到无色的NO气体的生成，又可以观察到无色的NO气体遇到空气(O2)转变为红棕色的NO2气体的过程，同时还能防止尾气污染环境的实验装置呢？学生讨论。学生们展示自己的实验改进方案。学生(1)：用排水集气法吸收尾气。(如下图)分析：改进后的方案装置简单，但装置中仍然有空气，尾气仍然无法完全吸收。同时在试管中观察到的无色气体NO，也可能是先生成的NO2气体与水发生反应3NO2H2O=2HNO3NO后转化而来的。所以也就不能证明NO气体就是由开始时铜与稀硝酸反应而产生的。引导：所以我们设计出来的装置，既不能发生上述反应，开始时又不能有氧气留在实验装置中，同时尾气处理一定要彻底。学生(2)：在锥形瓶中倒入适量的NaOH溶液，然后在锥形瓶中放置一个盛有稀硝酸的小烧杯，橡皮塞上插上螺旋铜丝。先利用磷燃烧耗净锥形瓶中的氧气，这样可以确定生成的是NO气体；反应后向装置中缓缓通入空气，可以观察到无色气体(NO)遇到空气转化为红棕色气体(NO2)的现象；利用稀NaOH溶液除去NO和NO2气体；利用铜丝升降，可有效地控制产生NO的量。(如下图)分析：该实验改进得很好。装置中的空气被除尽，避免了干扰；同时污染也被解决。但是实验装置比较复杂，而且磷的燃烧会产生大量的白烟，势必会影响实验的效果。学生(3)：在烧瓶中先放入铜片，分液漏斗中装入稀硝酸。先往装置中通入一定量的N2，将装置中的空气排尽，然后再进行铜与稀硝酸的反应。此时在烧瓶中将观察到有无色的气体(NO)生成。反应结束后，再向装置中缓慢地通入空气，可以观察到有红棕色的气体(NO2)生成，同时将污染性气体通入NaOH溶液加以吸收。(如下图)分析：该实验改进得更好。装置中的空气排尽了，又没有上述改进实验中的白烟产生而干扰，同时也不会污染空气，但是N2不易得到。学生(4)：在试管中加满稀硝酸，橡皮塞上插上螺旋铜丝和一支注射器。(如下图)分析：该实验装置简单明了，操作方便，在接近无氧的条件下反应，产生的气体被吸入注射器，效果明显，空气污染问题也得到了较好地解决。但反应速率比较慢，而且在反应结束后拆卸仪器时，仍然会有少量的污染气体被直接排放到了空气中。学生(5)：在大试管中放入适量锌粒，然后加入适量的稀硫酸，同时迅速地将放置有铜片的一支小试管放入大试管中，并且迅速地塞紧带有分液漏斗的橡皮塞。(如下图)分析：该改进实验利用锌粒和稀硫酸反应产生的氢气来排尽装置中的空气，从而达到无氧的目的，便于清楚地观察到无色气体(NO)的产生。在反应结束之后，缓慢地通入空气，可以清晰地观察到红棕色气体(NO2)的生成。不断通入空气，可以使装置中的污染性气体全部排入尾气吸收装置NaOH溶液中，很好地解决了课本演示实验中的一些不足之处。同时利用锌粒和稀硫酸反应时放出的热量，使得铜与稀硝酸的反应得以快速进行，效率明显提高。但该实验装置比较繁琐。学生(6)：在大试管中放入适量锌粒，然后加入适量的稀硫酸，同时迅速地将一支盛有一定量稀硝酸的小试管放入大试管中，并且迅速地塞紧带有螺旋铜丝的橡皮塞。(如下图)分析：该实验装置的改进，除了具有学生(5)改进实验的优点外，还具有装置简单、实验操作简便的优点，并且通过铜丝的升降，便于控制反应时产生的NO气体的量，从而使污染降到最低。通过上述一系列实验的改进，师生共同讨论，最终大家一致认为最后一个改进实验最合理，有效地克服了课本演示实验中的几点不足，该实验既具有装置简单、操作方便、效果明显、空气污染的问题得以解决的特点，又可以利用锌粒和稀硫酸反应时放出的热量，使得铜与稀硝酸的反应得以快速进行，明显节省了课堂时间，提高了课堂效率。创新设计作为学习化学的重要内容和方式，将传统的以教师为课堂的主体、学生只能被动接受的学习模式改为学生是课堂的主体，教师适时地加以引导的学习模式，有利于培养学生对学习化学的兴趣，使学生能更深刻地理解科学本质，锻炼他们的科学探究能力，从而养成师生之间、同学之间的相互交流、分享和共同协作的好习惯，有利于其创新意识的培养，其创造性思维的开发。因此在教学中教师要不断改进教学方法，要变传统封闭式教学为开放式教学，多给学生以主动权，让学生能主动参与到学习中来，即教师要增大教材内容的开放度，不能有意或无意地增加很多不必要的限制来约束学生，更不能完全“包办”，非要让学生按照自己的思路走不可，这是万万要不得的。在教学中要给学生留有充足的时间，让他们在自主学习中去想，去“碰壁”，让他们大胆地去开拓，不断地去创新。让他们在自主创新中去体会个人的智慧和才能，使他们有成就感，激发他们不断进取的精神，从而有助于他们发散思维及创新思维的养成。如铜与稀硝酸反应的实验改进，如果按已有的模式进行教学，结果只会变成“填鸭式”的教学，势必会抑制学生的创造性思维，从而扼杀学生的创新能力。在教学中，教师要给学生提供施展才华的平台。教师一定要相信学生的能力，相信学生的潜力是无限的，学生的学习欲望是可以激发的。如在铜与稀硝酸反应的实验方案的设计中，学生们除了知道要验证生成的是NO气体外，同时还考虑到了铜与稀硝酸反应速率的快慢问题，还有上述许多装置的提出，有的就是我们自己平时靠一个人的力量是没有办法做到的。在教师的指导下，学生们对铜与稀硝酸反应时产生的NO气体对环境的污染问题做了深入的研究，从而在课堂上就增强了他们的环境保护意识，为他们在今后的学习中形成周密的思维、严谨的学习态度打下基础。但是在探索中，他们难免会遇到困难，这时教师应及时关注，及时处理实验探究过程中可能出现的问题并给予正确的引导。如：实验的安全问题、操作的顺序问题等等，若对学生给予及时的启发、提示和点拨，将有助于他们顺利地开展并完成实验探究活动。1硝酸与金属反应的一般规律硝酸同金属的反应比较复杂，因为(a)硝酸的浓度；(b)金属的活泼性；(c)反应的温度等不同，所生成的产物亦不同，并且所生成的产物往往是混合物。但是就其主要产物而言，可以概括出以下几点经验规律。(1)在金属活动性顺序表中，位于“H”以后的金属如Cu、Ag、Hg等与浓硝酸反应主要得到NO2，与稀硝酸反应主要得到NO。(2)活泼性适中的金属如：Fe、Co、Ni、Cr、Ca、Al等金属，在一般情况下与浓硝酸不反应。这是由于“钝化”作用，使金属表面覆盖了一层致密的氧化膜，阻止了内层金属进一步与浓硝酸反应。这些金属与稀硝酸作用主要生成N2O或者NO，这是由于它们的还原性较强，能将硝酸还原到较低的价态。若与更稀的硝酸反应，则可以生成NH3。(3)活泼性金属如Mg、Zn等与不同浓度的稀硝酸作用能得到不同低价态的还原产物。如：4Zn10HNO3=4Zn(NO3)25H2ON2O4Zn9HNO3=4Zn(NO3)23H2ONH33Zn7HNO3=3Zn(NO3)22H2ONH2OH(4)Au、Pt、Rh、Ti、Ta等贵金属和硝酸不发生反应。因为它们特别稳定，不易被氧化。(5)Sn、Pb、As、W等金属与HNO3 作用得到的是金属氧化物或其水合物而不是硝酸盐。因为这些金属氧化物不溶于硝酸。对于同一种金属来说，酸越稀则硝酸本身被还原的程度越大。浓硝酸(1216 molL1)被还原的主要产物是NO2；稀硝酸(68 molL1)被还原的主要产物是NO；2 molL1的硝酸与活泼金属主要生成N2O3，极稀的硝酸(1 molL1以下)与镁作用生成NH3，NH3与过量的硝酸反应又生成铵盐NH4NO3 。极稀的硝酸与镁反应，不是NO中的N被还原，而是HNO3 中的H 被还原。镁与不同浓度硝酸反应的方程式是：Mg4HNO3(浓)=Mg(NO3)22