高考化学 第四节 氨 硝酸 硫酸 第3课时教案

或 中鸿智业信息技术有限公司 1 高考化学高考化学 第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸 第第 3 3 课时教案课时教案 三维目标三维目标 知识与技能 1 了解硝酸的物理性质及保存方法 2 理解硝酸的强酸性 3 掌握硝酸的不稳定性 强氧化性和制取硝酸的原理 过程与方法 1 学会全面观察 分析 设计实验 提高观察 实验 探索 思维和自学能力 2 通过探究硝酸的性质 培养学生的动手 动脑和运用知识的能力 观察能力 情感 态度和价值观 1 通过掌握浓 稀硝酸性质的差异 使学生进一步理解量变引起质变的规律 帮助学生树 立起辩证唯物主义的世界观 2 了解工业制硝酸中尾气的危害及处理方法 增强学生环保意识 3 通过介绍化学家的故事 使学生树立热爱科学 尊重科学的品质 激发学生学习的兴趣 教学重点教学重点 硝酸的不稳定性和强氧化性 教学难点教学难点 硝酸的强氧化性 教具准备教具准备 多媒体 试管 试管夹 无色透明气球 铜片 浓 稀 HNO3 酒精灯 胶头滴管 教学过程教学过程 导入新课 用多媒体展示故事内容 玻尔巧藏诺贝尔金奖章 丹麦有位叫玻尔的科学家 37 岁时他获得了 1922 年的诺贝尔奖 第二次世界大战期 间 玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国 为了表示他一定要返回祖国的决心 他决定将 诺贝尔奖章留在实验室 玻尔把金奖章溶解在盛有王水的试剂瓶里 后来 纳粹分子窜入 玻尔实验室 那个试剂瓶就在他们的眼皮底下 他们却一无所知 战争结束后 玻尔从王 水中把金还原出来 并重新铸成奖章 玻尔配制王水的主要组成之一是 硝酸 师 本节课我们就要共同学习另外一种重要的强酸 硝酸 硝酸是我们中学常见的三大 强酸之一 那么它具有酸的通性应在情理之中 除此以外 硝酸会不会也像硫酸一样也有 自身某些特性呢 通过今天的学习 我们就会对硝酸有一个更全面的认识 展示 打开一瓶浓 HNO3 观察白雾 倒入试管少许观察颜色 状态 扇闻气味 师 通过观察 发现浓硝酸有哪些物理性质 生 无色 易挥发 有刺激性气味 师 那么除以上性质外 硝酸还有哪些物理性质呢 小材料 纯硝酸是无色 易挥发 有刺激性气味的液体 密度为 1 502 7 g cm 3 沸点 83 98 以上的浓硝酸在空气中由于挥发出 HNO3而产生 发烟 现象 通常叫发烟硝酸 常用浓硝酸的质量分数大约为 69 学生阅读材料了解硝酸的物理性质 请一位学生代表口述 师 刚才认识了硝酸的物理性质 硝酸有什么化学性质呢 板书 二 硝酸的强氧化性 或 中鸿智业信息技术有限公司 2 1 硝酸的强酸性 HNO3 H 3 NO 探究 1 HNO3可以电离出 H 具有酸的通性 浓 HNO3和稀 HNO3遇石蕊试液分别有 什么现象呢 学生动手实验 浓 HNO3遇石蕊试液却是先变红后褪色 且浓 HNO3 稀 HNO3和金属 反应均不产生 H2 这都与 HNO3的特殊性质有关 探究 2 浓 HNO3 稀 HNO3和金属反应是否有 H2产生呢 学生动手实验 浓 HNO3与稀硫酸和金属铁反应 生 前者不产生 H2 稀硫酸和金属锌 反应有大量 H2逸出 师 为什么硝酸会产生这些现象呢 这说明 HNO3有什么化学性质呢 板书 2 硝酸的强氧化性 师 铁 铝在浓 H2SO4中为什么会产生钝化现象 生 强氧化性 师 铁 铝在浓 HNO3中同样会产生钝化现象 因为浓 HNO3也有强氧化性 师 浓 H2SO4与不活泼金属如铜反应有何条件 生 浓 H2SO4氧化不活泼金属需加热 那么 硝酸氧化不活泼金属情况又如何 探究 3 浓硝酸 稀硝酸分别与 Cu 反应有什么现象呢 硝酸有酸性 能否与金属反应放 出氢气 视频材料 浓硝酸 稀硝酸分别与 Cu 反应 师 从这段视频材料中 你观察到了什么现象呢 学生实验 对照视频材料的操作 请完成浓硝酸 稀硝酸分别与 Cu 反应的实验 并把 现象记录下表 改进方案 实验前 准备好与试管配套的事先已系上塑料袋的带导管的胶塞 实验时 向盛有铜片的试管中加入浓 稀硝酸后 立即塞上上述已准备好的胶塞 如图所示 可观 察到铜片与浓 稀硝酸反应的现象 生成的气体进入塑料袋 反应现象产物 浓硝酸 Cu 1 Cu 片 有大量气泡产生 2 溶液颜色 无色变为绿色 3 气体颜色 红棕色 4 反 应剧烈程度 剧烈 5 触摸 容器外壁 很热 Cu NO3 2 NO2和 H2O 稀硝酸 Cu 1 Cu 片 有气泡产生 2 溶 液颜色 无色变为蓝色 3 气体颜色 无色 打开止水 夹后 无色变为红棕色 4 反应剧烈程度 缓慢 5 触摸容器外壁 温热 Cu NO3 2 NO 和 H2O 板书 1 与金属反应 引导学生讨论反应的化学方程式 并板书 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 或 中鸿智业信息技术有限公司 3 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 师 浓硝酸与活泼金属反应是否也剧烈 学生实验 浓硝酸 铝片 师 钝化原理 铁 铝与冷的浓硫酸或浓硝酸 表面被氧化为牢固的氧化物薄膜 阻 止酸与内层金属进一步反应 小结 铁 铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化 师 浓硝酸的运输和贮存可用何种材料制的容器 生 铁质容器或铝质容器 师 除金 铂等少数金属外 硝酸几乎能与所有金属反应 当浓硝酸与浓盐酸按体积 比为 1 3 混合时 就配制成玻尔的 王水 溶液 王水的氧化性比浓硝酸强 可以溶解金 铂等不溶于硝酸的金属 要求学生记住王水的组成 可引导学生妙用王水中的 王 字的竖横笔画比 帮助记忆 师 比较浓硫酸的性质 浓硝酸能否与非金属反应 板书 2 与非金属反应 视频材料 浓硝酸与 C S 反应 师 对照浓硫酸的性质 你能否写出浓硝酸与 C S 反应的化学方程式 学生练习 C 4HNO3 浓 CO2 4NO2 2H2O S 6HNO3 浓 H2SO4 6NO2 2H2O 师 从刚才硝酸与金属及非金属的反应及产物情况 你能够得到的结论是什么呢 硝 酸浓度与还原产物有什么关系呢 生 讨论硝酸的有关反应特点 找一名同学汇报讨论结果 其他同学补充完善 多媒体 归纳学生讨论的结果 硝酸的反应规律有 除 Au Pt 等少数金属外 硝酸几乎可以氧化所有的金属 常温下 Fe Al 等金属在浓 HNO3中发生钝化 硝酸越浓 其氧化性越强 如稀 HNO3可使石蕊试液变红 而浓 HNO3可使石蕊试液先 变红后褪色 一般来说 活泼金属与 HNO3反应不生成 H2 浓 HNO3的还原产物为 NO2 稀 HNO3的 还原产物为 NO 活泼金属与极稀 HNO3反应时 还原产物复杂 可为 NO N2O NH4NO3等 非金属单质可被 HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸 王水 浓 HNO3和浓盐酸按体积比 1 3 配制 具有更强的氧化性 能溶解 Au Pt 师 强调 反应物或条件不同 硝酸的还原产物发生变化 NO2 HNO2 NO N2O N2 NH3 如 4Zn 10HNO3 4Zn NO3 2 N2O 5H2O 师 设疑 有人认为 比较浓硝酸和稀硝酸的还原产物的化合价 浓 HNO3中的氮从 5 价降为 4 价而稀 HNO3中的氮从 5 价降为 2 价 从化合价变化可以判断稀硝酸的 氧化性比浓硝酸强 这种看法是否正确 为什么 生 提示 从浓硝酸 稀硝酸分别与 Cu 反应的条件和剧烈程度分析 师 展示 一瓶呈黄色的浓硝酸 启发学生思考为什么久置的浓 HNO3呈黄色 硝 酸应该如何保存呢 板书 3 硝酸的不稳定性 演示 浓 HNO3加热分解 根据现象分析生成物 引导学生写出化学方程式 或 中鸿智业信息技术有限公司 4 生 4HNO32H2O 4NO2 O2 师 浓 HNO3在保存的时候能否用橡皮塞或软木塞呢 为什么 生 不能 这与浓 HNO3的强氧化性有关 小结 浓 HNO3显黄色原因 分解生成的 NO2溶于 HNO3 保存方法 放于棕色瓶中 置于阴凉处 不能用橡皮塞和软木塞 阅读材料 硝酸用途 硝酸是一种重要的化工原料 可用于制造炸药 染料 塑料 硝 酸盐等 在实验室里 它是一种重要的化学试剂 例题剖析 例 1 同温同压下 在 3 支相同体积的试管中分别充有等体积混合的 2 种气体 它们是 NO 和 NO2 NO2和 O2 NH3和 N2 现将 3 支试管均倒置于水槽中 充分反应后 试管中剩余气体的体积分别为 V1 V2 V3 则下列关系正确的是 A V1 V2 V3 B V1 V3 V2 C V2 V3 V1 D V3 V1 V2 师 大家可以讨论本题的解题关键是什么 应该如何解决呢 生 我认为关键是这三种情况下可能发生的化学反应是什么 应该重视的是溶液中气体的体积变化 请同学互相交流彼此的认识 促进共同提高 教师精讲 NO 不与 H2O 反应 设原有 NO NO2各 3 体积 则由反应 3NO2 H2O 2HNO3 NO 知 3 体积的 NO2与 H2O 反应后 变为 1 体积的 NO 此时剩余 NO 的总体积与原来气体的体积比为 4 6 由反应 4NO2 O2 2H2O 4HNO3可知等体 积的 NO2与 O2混合溶于水时 O2过量 若二者皆为 4 体积 则剩余 3 体积氧气 与原来总 体积的比为 3 8 N2不与水反应 NH3与 H2O 完全反应 气体剩余体积为原来的一半 显然有 V1 V3 V2 答案 答案 B 深化拓展 根据气体中氮原子 氧原子守恒关系分析讨论 将 NO2 NO 的混合气体与 O2同时通入水中 恰好完全溶解时应满足怎样的比例关系 答 将 NO2 NO 的混合气体与 O2同时通入水中 发生的总反应是 4NO2 O2 2H2O 4 HNO3 4NO 3O2 2H2O 4HNO3 由此分析可知恰好完全反应时 三种气体中 n N n O 2 5 例 2 将 3 20 g 铜跟 50 0 mL 10 0 mol L 1的 HNO3溶液充分反应 还原产物为 NO 和 NO2 若反应后溶液中有 x mol H 则此时溶液中含的物质的量为 3 NO A mol B x 0 1 mol C 2x mol D 0 1x mol x 2 师 这是一道有关氧化还原反应的问题 涉及了计算 大家可以讨论本题的解题关键 是什么 应该如何解决 生 我认为关键是要明确这两种情况下可能发生的化学反应是什么 另外 到底生成 多少 NO 和 NO2 可以通过列方程组解决 列方程组解决太麻烦 可以通过氧化还原反应 中电子的得失守恒和反应后溶液中的电荷守恒来解决 师 很好 可否说一说你的思路呢 引导学生充分表达自己的看法 让其他同学参 与讨论 畅所欲言 或 中鸿智业信息技术有限公司 5 教师精讲 因 n Cu 0 05 mol n HNO3 50 10 3 L 10 mol L 1 0 05 1 64 2 3 molg g mol 由反应 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 及 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 可知 HNO3过量 则 c H c OH 又根据反应后的溶液中正负电荷守恒 2n Cu2 n H n n OH 由于 c H c OH 所以 n 2n Cu2 n H 3 NO 3 NO 2 0 05 mol x mol x 0 1 mol 答案 答案 B 例 3 铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应的产物不同 实验现象也不同 1 某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为 NO 设计了如图所示的实 验装置 请你根据他们的思路 选择下列药品 完成该实验 并叙述实验步骤 药品 稀硝酸 稀盐酸 Zn 粒 CaCO3固体 步骤 检查装置的气密性 用注射器向试管内推入氧气 或空气 2 推入氧气或空气的目的是 3 分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸 稀硝酸反应 所得到的溶液前者呈绿色 后者呈蓝色 某同学提出这可能是由 Cu2 浓度差异引起的 你同意这种看法吗 填 同意 或 不同意 原因是 另一同学提出溶液呈 绿色 是 Cu2 与 NO2混合的结果 请你设计一个实验证明 简述实验方案和实验现象 师 这是一道涉及化学实验的方案设计和评价的问题 对能力的要求比较高 大家可以互 相讨论本题的解题思路是什么 应该如何利用题给信息解决实验设计问题呢 生 我认为关键是要明确实验的目的是什么 可能通过发生什么化学反应来实现 然后由 化学反应确定需要选择的药品和仪器装置 从而探讨实验的步骤 本题的解题关键首先要 明确两个化学反应的比较 然后要注意把信息用好 师 太棒了 引导学生充分表达自己的看法 让其他同学参与讨论 畅所欲言 教师精讲 本题主要考查硝酸的性质 强氧化性 化学实验等知识应用及在实验中探索发 现问题 解决问题的能力 答案 答案 1 向试管中加入一定量的 CaCO3固体 向试管中倒入过量的稀 HNO3 并迅速 盖上带铜丝和导管的橡皮塞 待反应完全后 将右边导管插入试管内接近液面 将铜 丝插入到溶液中 2 检验生成的 NO 气体 3 不同意 铜片质量相同 溶液体积相同 生 成的 Cu2 浓度相同 加热绿色溶液 有红棕色气体产生 溶液变成蓝色 课堂小结 总结本节课的内容 1 了解硝酸的物理性质及保存方法 2 理解硝酸的强酸性 3 掌握硝酸的不稳定性 强氧化性和制取硝酸的原理 板书设计板书设计 或 中鸿智业信息技术有限公司 6 二 硝酸的强氧化性 1 硝酸的强酸性 HNO3 H 3 NO 2 硝酸的强氧化性 1 与金属反应 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 铁 铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化 2 与非金属反应 C 4HNO3 浓 CO2 4NO2 2H2O S 6HNO3 浓 H2SO4 6NO2 2H2O 3 不稳定性 4HNO32H2O 4NO2 O2 活动与探究活动与探究 1 用哪些方法可以区分浓硝酸与稀硝酸 学生分组课后讨论 归纳总结 2 请通过上网查询有关硝酸的资料和社会调查 了解硝酸有哪些主要用途 这些用途分别 涉及硝酸的哪些物理 化学性质并互相交流 3 去硝酸厂参观硝酸的生产流程 了解硝酸生产的相关知识 如原料 贮存 运输 销售 等知识 随堂练习随堂练习 1 下列反应属于氮的固定的是 A 空气在雷电作用下产生 NO B NO 和 O2生成 NO2 C 铜与浓硝酸反应产生 NO2 D NH4Cl 与 Ca OH 2反应生成 NH3 答案答案 A 2 铜锌合金的颜色酷似金的颜色 所以近来用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡 有发生 要检验市面上的金首饰是否为纯金或者真金 可取样品与一种试剂进行反应 根 据现象即可判断 所取的试剂是 A 硫酸 B 王水 C 盐酸 D 硝酸 答案答案 D 3 对于硫酸和硝酸的比较中 下列叙述不正确的是 A 冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝 铁的容器盛装 B 浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性 脱水性 C 稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性 D 硫酸和硝酸都是重要