【教学设计】《氨 硝酸 硫酸》（人教）

氨 硝酸 硫酸蚌埠二中 蒋蓓蓓 教材分析氨、硝酸、硫酸是非金属及其化合物的典型代表，教材把这一内容放在必修一最后一章节，通过对前面一二三章以及本章非金属硅、氯的学习，一方面可以形成完整的金属、非金属及其化合物知识体系，另一方面具有巩固离子反应、氧化还原反应等基础知识的作用。在第三章的基础上，进一步介绍化合物知识和研究方法，为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累了感性认识的材料。 教学目标【知识与能力目标】1、通过实验了解氨、硝酸、硫酸及铵盐的性质；2、能描述氨的实验室制法；3、了解硫酸 硝酸及氨的用途。；4、能说出氨气的喷泉实验及氨气的检验方法。【过程与方法目标】1、通过对浓.稀硝酸性质的对比和探讨，了解对比的学习方法；2、培养学生的实验观察、分析思维能力；3、提高提出分析问题，解决问题的能力；4.触类旁通，举一反三，调高总结反应规律扥能力。【情感态度价值观目标】1、通过对硝酸性质的探讨,体会内因与外因，量变引起质变.现象和本质等辩证唯物主义的哲学原理；2、对学生进行“现象与本质”“量变与质变”等辩证唯物主义观点的教育；3、通过实验研究，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质。 教学重难点【教学重点】1、氨气的性质，喷泉实验原理；2、浓硫酸的性质；3、硝酸的性质。【教学难点】1、强化性酸的反应规律；2、对适合做喷泉实验气体的分析；3、浓硫酸吸水性和脱水性的区别。 课前准备 浓硫酸，浓氨水，浓盐酸实物；氨气的喷泉实验；蔗糖炭化实验视频；氨气实验是制备视频；铵盐性质视频；硝酸性质视频等。 课时安排2课时 教学过程第一课时【导入】杭州市一制冷车间发生氨气泄漏 2004年4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难。厂区内寒气逼人。市消防中心接到报案后立即制定方案，出动上百名消防队员，十余量消防车 【提问】从以上时间中能够得出氨气有什么氧的性质？遇到氨气泄露，如何处理？【学生活动】如果发生氨气泄露，用湿毛巾捂住鼻孔呼吸，尽快逃离现场，实施自救。【教师讲解】氨气对人的眼、鼻、喉等黏膜有刺激作用，接触时应小心。如果不慎接触过多的氨而出现病状，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛。【教师总结】氨气的物理性质：无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水（1:700）。教师强调，氨气是在水中溶解度最大的气体。【过渡】利用氨气极易溶于水的性质，我们可以这一个“喷泉实验”。【实验演示】氨气的喷泉实验。在干燥的圆底烧瓶里充满氨气，使玻璃管插入有水的烧杯里(水里事先加入少量酚酞试液)，胶头滴管里有水。开始触发喷泉，打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶。【观察现象】挤压胶头滴管后形成红色的喷泉。【提问】氨为什么会形成喷泉？【学生回答】氨气极易溶于水，使烧瓶内压强减小，瓶内外形成较大的压强差；大气压将水压入烧瓶。【提问】水溶液呈红色，说明氨气仅仅是溶于水吗？还有什么其他的性质？ 【学生回答】氨水具有碱性。【教师讲解】氨气与水反应生成一元弱碱NH3.H2O,部分电离成NH4+和OH-,，使得氨水呈碱性。NH3+H2O NH3.H2O NH4+OH-。【提问】形成喷泉的原理？只有氨气能做喷泉实验吗？ 【学生回答】不止氨气，只要能形成巨大压强差就可以实现“喷泉”。【教师讲解】可以形成喷泉的气体可溶液的组合有HCI-水；SO2-NaOH；CO2-NaOH等。【提问】若实验室只有单孔塞，能否用上述装置进行喷泉实验？如能，应如何触发喷泉？ 【学生回答】热毛巾敷在圆底烧瓶上。【提问】若 VL烧瓶充满标况下的氨气，喷泉实验后溶液充满整个烧瓶，所得溶液物质的量浓度 ？ 【学生回答】1/22.4 mol/L。【提问】如果将氨气换成NO2,溶液浓度是多少？换成NO2:O2为4:1的混合气体，溶液浓度都是多少？【学生回答】换成氨气浓度还是1/22.4 mol/L；换成NO2:O2为4:1的混合气体，溶液浓度为4/5. 1/22.4 mol/L。【过渡】我饿们学习了氨气的物理性质，下面我们学习氨气的化学性质。【教师讲解】角度1.从酸碱性的角度考虑-唯一的碱性气体NH3+H2O NH3.H2O NH4+OH-。【学生活动】NH3的检验方法之一：能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。【教师讲解】分析氨水的成分，比较氨水与液氨的区别。名称氨水液氨成因氨气溶于水温或加压是纯净氨气液化物质类别混合物纯净物微粒种类NH3、H2O、NH3.H2O、NH4+、OH-、H+(极少)NH3【学生活动】写出氨气与酸和酸氧化物反应的方程式NH3+HCl=NH4Cl （现象：白烟）；NH3+HNO3=NH4NO3 （现象：白烟）；NH3+HNO3=NH4NO3 （无现象）；NH3+H2SO4=NH4HSO4（无现象）。【教师讲解】分析白烟产生的原因，因为浓氨水和浓盐酸都有挥发性。氨气和氯化氢在空气中相遇形成铵盐固体氯化铵，就出现的白烟的现象。【学生活动】氨气的检验方法之二：用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近，产生白烟。催化剂 【教师讲解】角度2： 从氧化还原的角度考虑-具有还原性。氨的催化氧化的反应：4NH3+5O2 = 4NO+6H2O。【教师讲解】氨气催化氧化是工业之硝酸的基础。【教师总结】氨的用途【过渡】氨气在工农业生产上有很广泛用途。工业获得氨气是合成氨反应，那么实验室如何获得氨气呢？【实验演示】实验室制氨气【观察实验现象】氨气的制备是采用固固加热的方式，氨气的收集用向下排空气法收集。【教师讲解】药品：NH4C固体(铵盐) 、Ca(OH)2固体 (强碱)。气体发生装置固+加热产生气体；气体收集装置：向下排空气法收集。验满方法：湿润的红色石蕊试纸放在试管口，变蓝。干燥氨气的方法：碱石灰(碱性干燥剂)，注意不能用浓硫酸和无水氯化钙 干燥；干燥装置：球形干燥管或U形干燥管；尾气吸收装置：氨气极易溶于水形成倒吸，要采用防倒吸装置。【过渡】实验室中还可以用哪些方法快速制氨气？【教师讲解】方法二、浓氨水加碱石灰/生石灰/NaOH法：制备原理，碱石灰吸水、溶解时放热，有助于浓氨水中氨气挥发；实验装置是固液不加热制气体。【学生活动】比较两种氨气制备方法装置的异同。【提问】能用受热分解铵盐如氯化铵，碳酸铵，硝酸铵来制备氨气吗？【学生回答】不能，受热分解铵盐如氯化铵在试管口又重新凝结成氯化铵，获得不了氨气。【过渡】氨气与酸反应生成铵盐，铵盐有哪些性质。【学生活动】在物理性质上铵盐都是易溶于水的盐，在化学性质上铵盐可以与强碱反应生成一水合氨，这是强碱制弱碱的原理。【教师总结】铵盐有三方面的通性。通性一，铵盐均易溶于水。通性二，铵盐不稳定均易受热分解.如NH4Cl=NH3+HCl；NH4HCO3=NH3+H2O+CO2；(NH4)2CO3=2NH3 +H2O+CO2 。通性三，铵盐与碱共热产生氨气，如NH4Cl + NaOH NaCl +NH3+H2O。 【教师总结】氮元素在自然界中的循环。第二课时【导入】我们上初中时就学习过浓硫酸的炭化实验，当时学习的时浓硫酸的脱水性，今天我们具体学习硫酸和硝酸的性质。【学生活动】根据已有信息，预测硫酸和硝酸的性质。硫酸和硝酸都是酸，具有酸的通性。使指示剂变色：稀硫酸与硝酸使紫色石蕊试液变红；与碱发生中和反应：H+ + OH - = H2O；与碱性氧化物反应：2 H+ + CuO = Cu2+ + H2O；与盐反应：2 H+ + CO3 2- = H2O + CO2；与活泼金属反应。【教师讲解】浓硫酸的物理性质：色态：无色、粘稠的油状液体；沸点：约338难挥发酸（高沸点酸）；密度：1.84g/cm3高密度酸；溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量热； 两高：沸点、密度高；两大：溶解度、溶解放热量大。【提问】浓硫酸在稀释时应注意什么问题？ 【学生回答】应将浓硫酸沿烧杯壁向水中慢慢注入，并用玻璃棒不断搅拌。【教师讲解】实验室制HCl气体可用浓硫酸制备。例如：H2SO4(浓) +NaCl微热NaHSO4 + HCl；H2SO4(浓) +2NaCl 强热Na2SO4 + 2HCl。【学生活动】实验室制HCl气体是利用高沸点酸制低沸点酸，难挥发性酸制易挥发性酸的原理。【教师讲解】浓硫酸有三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。1.吸水性。能吸收水份。可以用浓硫酸干燥与它不反应的气体，如O2、H2、N2、Cl2、CO2、SO2、HCl 。【提问】能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？【学生活动】不能与浓硫酸干燥H2S、NH3气体。浓硫酸会氧化H2S，会与NH3发生反应。【提问】将硫酸铜晶体投入浓硫酸中,有何现象?【学生活动】蓝色晶体变成白色粉末。【教师讲解】1.脱水性。浓硫酸与木屑、棉花、纸屑反应；浓硫酸与蔗糖反应。浓硫酸的脱水性是指浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素。【提问】浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别?【学生活动】吸水性是指吸收物质中本来就有的自由水或结晶水（CuSO4.5H2O），脱水性是指将化合物中H和O元素以2:1比例脱去（如蔗糖碳化）。【实验演示】蔗糖炭化实验。【观察现象】蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状，并放出有刺激性气味的气体【教师讲解】C12H22O11 浓硫酸能将蔗糖中的H和O按原子个数比2：1脱去形成水，使蔗糖生成炭。【教师讲解】3. 强氧化性。【演示实验】铜与浓硫酸的反应，分析反应2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2 。【观察现象】有气体产生，此气体使品红溶液褪色或紫色的石蕊试液变红。反应后溶液倒入少量的水中，溶液呈蓝色。【学生活动】分析上述反应中电子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂，并分析浓硫酸在上述反应中体现的性质。【教师总结】加热时，浓硫酸能与大多数金属反应(Au、Pt除外) ，一般没有氢气生成，通常生成SO2气体。【教师讲解】浓硫酸可以氧化剂金属单质，也可以氧化金属单质。如浓硫酸与碳的反应：C+2H2SO（浓） CO2+2SO2 +2H2O。【教师总结】常温下，浓硫酸可用铁槽车或铝槽车运输，这是因为常温下，浓硫酸可使铁或铝的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与浓硫酸进一步反应，这种现象叫做钝化。【过渡】思考:浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸是否有氧化性？如果有，其氧化性与浓硫酸的氧化性有何不同？【学生活动】浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸只有酸的通性，没有强氧化性。【教师讲解】稀H2SO4：由H+和SO42-构成弱氧化性（由H+体现）可与活泼金属反应生成H2；浓H2SO4：由H2SO4分子构成强氧化性（由 S体现）加热时可与大多数金属和某些非金属反应，通常生成SO2。【练习】下列现象反映了硫酸的哪些主要性质？浓硫酸滴在木条上，过一会儿，木条变黑。 敞口放置浓硫酸时，质量增加。 锌粒投入稀硫酸中，有气泡产生。 把铜片放入浓硫酸里加热，有气体产生。 利用浓硫酸和食盐固体反应可制HCl气体。 浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。 利用硫化亚铁跟稀硫酸反应可制H2S气体。【教师总结】硫酸的用途。【过渡】硝酸，硫酸和盐酸合称工业三大强酸，我们已经知道硫酸除了具有酸的通性以外还有它的特性呢？浓硫酸的强氧化性体现在哪些方面？稀硫酸有强氧化性吗？那么硝酸有没有强氧化性？浓、稀硝酸又有什么不同呢？【学生活动】浓硫酸具有强氧化性，表现在可以氧化不活泼金属，自身被还原成二氧化硫。稀硫酸无强氧化性，不与不活泼金属（如铜）反应。【教师讲解】硝酸的物理性质。无色，易挥发、有刺激性气味的液体，能以任意比溶于水，含HNO3 98%的硝酸发烟硝酸。【学生活动】举例说明硝酸体现酸性的反应。如HNO3+NaOH=NaNO3+H2O。【教师讲解】硝酸具有强氧化性，可以与大多数金属反应，如Cu与硝酸反应：Cu + 4HNO3(浓） = Cu(NO3)2 + 2NO2 +2H2O；3Cu + 8HNO3(稀）= 3 Cu(NO3)2 + 2NO +4H2O；【学生活动】认识到金属越活泼，反应越复杂，但一般浓硝酸被还原的产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO。【教师讲解】硝酸具有强氧化性，可以与非金属单质反应。C +4HNO3 （浓）=2H2O +4NO2 +CO2 【教师讲解】硝酸还能氧化FeO、 Fe(NO3)2(Fe2+)、 HBr(Br-)、 HI(I-) 、H2S (S2-)、 SO2等具有还原性的化合物发生氧化还原反应，因此，不能用硝酸与有关的盐反应制取HI、 SO2、 H2S、 HBr等气体。【教师总结】硝酸与金属反应时，主要是HNO3中+5价的氮得到电子，被还原成较低价氮的物质，稀硝酸的还原产物一般是NO，浓硝酸的还原产物一般是NO2，而不像盐酸与金属反应那样生成H2。Fe 和Al遇到冷的浓硝酸被钝化，被氧化成一层致密的氧化膜，与浓硫酸一样。【教师讲解】硝酸不稳定，见光易分解：4HNO3（浓）光2H2O +4NO2 +O2 。【提问】实验室应如何保存硝酸？【学生回答】硝酸要保存在棕色瓶里，并置于阴凉的地方。【教师讲解】硝酸的氧化性强至可以氧化大多数金属，除Au