高中化学硫酸和硝酸的氧化性教案教学设计

1、硫酸和硝酸的氧化性一、教学设计思路分析（一）教材分析与处理本节教材重点介绍了三种重要化合物的性质：氨、硝酸、硫酸，这些知识虽然在课标中都是了解的内容，但仍然需要 3节课来完成。教科书所介绍的学习内容主要有：氮的固定；氨的物理性质、化学性质、氨水的成份；氨盐的性质，氨的合成、实验室制法和氨的用途；硝酸的工业制法及强化性；浓硫酸的氧化性及用途。虽然这些内容仅仅被安排为一节，但其知识点基本上包络了原高中教学大纲中对氨、硝酸及硫酸的要求。因此，在教学设计上既要把握其要求在了解层次，还要注意相关知识又是中学生所必备的学科知识，处理好这方面的关系是完成本节教学任务的关键。在教学过程中要秉承教学与实践相结合

2、的方法充分利用演示实验与学生实验，将理论、应用与结论紧密结合起来，在学生掌握知识的基础上，实现教学的科学化。在内容编排上，既重视了知识的构建，又重视了环境教育。（二）学情分析知识方面：学生在初中时对氮肥已经有了一定的了解，比如受热易分解，遇碱性物质放出氨气，但对于氨气的性质缺乏系统性掌握。能力方面：高一学生已经具备一定的观察能力和分析能力，但在对比学习、实验设计和操作方面缺乏训练，而且不会灵活运用所学知识，不习惯对知识的理解记忆和独立思考。情感方面：通过半年的化学学习，学生有了一定的环保意识，但对于人与自然和谐发展认识不足。（三）课题分析氨、硫酸和硝酸是重要的基本化工产品。掌握硫酸、硝酸和氨的

3、性质，可以更好地认识它们在工农业生产和国防中的重要用途。自然界中氮的循环具有一定的典型性。因此，本节教科书选择浓硫酸、硝酸的氧化性，氨气的性质和制法，以及自然界中氮的循环为内容，目的是让学生了解这些重要化工产品的主要性质，了解氮的循环对生态平衡的作用。硫酸、硝酸是硫、氮元素的最高价氧化物的水化物，是重要的含氧酸，氨是氮的氢化物。非金属单质、氢化物、氧化物、含氧酸等构成某一非金属元素的知识体系。在硫、氮元素的知识体系中，比较重要的是氧化物和含氧酸。硫酸、硝酸既有酸的一些通性，又有它们自己的特性。氨也有大多数非金属元素的氢化物所具有的性质，同时它又是水溶液呈碱性的惟一气体，而且是大家非常熟悉的物质

4、。因此，将它们归为一节进行学习。为此将本节内容安排为三个课时，第1课时学习氨气的性质和制法；第2课时学习硫酸的性质；第 3课时学习硝酸的性质。通过以上对学生情况及教材的分析，我设计了一下教学重难点和教学思路：（四）教学设计重点境保护意识及利用化学知识化害为准确把握教学要求，努力体现以学生为主体的教学思想，采用辅助教学手段，培养学生的环 利的科学思想。化学是一门以实验为基础的学科，通过实验发现物质进行研究也是科学研究的重要方法，因此学生应该掌握实验室制取氨气的方法，但是学生在实验设计和实验操作方面缺乏训练，浓硫酸与硝酸的化学性质定为教学重点。性质决定用途，氨气重要用途在于制氮肥，制造硝酸，这些用

5、途都是基于氨的化学性质。硫酸、硝酸均属于三大强酸，生活中应用广泛且要求严格，故将浓硫酸、硝酸的氧化性探究定为教学难点。教学重点：1 .浓硫酸与硝酸的化学性质。教学难点：2 .浓硫酸的氧化性探究。3 .硝酸的氧化性探究。二、教学过程【播放视频】送浓硫酸的槽罐车事故视频【师】硫酸是重要的化工原料，硫酸的消耗量是衡量一个国家化工发展水平的标志！刚才视频中在用铁槽车装运浓硫酸的过程中，发生了泄漏事故，消防队员怎么办？【生】生石灰中和浓硫酸所以发生事故别忙乱，学了化学都好办！【师问】今天我们首先从电离方程式对酸进行再认识！请同学们在学案上写出H2SC4、HNO3、HCl的电离方程式【师问】这三种酸在组成

6、上有什么共同特点？【生】都有H+【师问】因此，具有酸的？通性？酸有哪些通性呢？【生】与指示剂作用，与金属反应，与碱发生中和反应，与碱性氧化物反应，与盐反应【师问】视频中消防队员是利用酸的哪点性质处理浓硫酸的？【生】与碱性氧化物反应【师讲】对！消防队员正是利用了酸与碱性氧化物反应，将危险的浓硫酸转变成盐，才化险为夷的！【师讲】酸与金属反应产生 H2体现H +的什么性质？【生】氧化性（【生】酸性【师问】从氧化还原反应角度？化合价从+1价降为0）【师问】H+能氧化所有的金属吗？【生】不行，金属活泼顺序表中 H之前的金属【师问】稀硫酸能氧化 Cu吗?（不行）请同学们做实验进行探究：请同学们在点滴板右上

7、角的Cu丝上滴入3D的稀硫酸，你们看到了什么？（无明显现象）是因为稀硫酸不与Cu反应，即使加热也不反应！【师分析】所以我们得出结论 ：酸中H+都具有氧化性，能将较活泼金属氧化。那浓硫酸能否与Cu反应呢？【师引入】这就是我们今天要一起要探究的内容：硫酸和硝酸的氧化性，请同学们看书P101实验4-9 （手写板书硫酸和硝酸的氧化性）【探究实验1】浓硫酸与Cu的反应：试剂：浓硫酸、Cu丝、品红溶液、氢氧化钠溶液仪器：酒精灯、铁架台、铁夹、试管、双孔塞、导管、小试管和烧杯、火柴、烧杯、棉花【师讲】这是课前事先准备好的整套装置，试管中装的是浓硫酸，插入的是Cu丝，导管连通并且插入的是品红溶液，烧杯中装的是

8、浸有Na2CO3的棉团。【师】我们对试管进行预热，请大家注意观察变化，主要看装有Cu和浓硫酸的试管中的变化，品红溶液中的颜色变化。【加热过程中】看品红溶液有什么变化？（有气泡冒出），反应开始了吗？（没有）还没反应，有气泡冒出。说明什么？试管中浓硫酸已经加热到沸腾了。oooooo【师问】大家观察溶液是什么颜色？【生】地巨【师问】说明有什么生成？【生】CuSO4【师问】即0价Cu升高成+2价，Cu被怎样了？（被氧化）大家看品红有什么变化？【生】褪色【师问】说明产生的气体是？【生】SO2【师问】SO2哪来的？【生】浓H2SO4产生的【师问】即H2SO4中+6价S降为+4价，生成SO2,体现浓H2SO

9、4的什么性质？【生】氧化性（边讲解边板书） H2SO4 （浓）+Cu）*CuSO4+SO2储同学们完成反应的化学方程式为【生】写方程式【师问】在这个反应中，还原剂是？（Cu）升2价，氧化剂是？ （H2SO4）降2价，H2SO4系数为2。H哪儿去了？ （H2。）【师问】稀硫酸中也有+6价S,为什么稀硫酸加热条件下不能将Cu氧化？而浓硫酸却能氧化 Cu呢？我们首先从浓稀H2SO4溶液的主要组成微粒来进行分析。请同学们完成学案上的第二个表格。好，同学们，我们前后为一以小组，大家互相讨论一下，然后我请各小组派一位代表来说说你们的分析结果。【生】自己讨论，完成学案内容【师问】因为组成不一样所以性质不一样

10、【师总结】浓硫酸能氧化不活泼的金属 Cu,说明H2SO4分子的氧化性强不强？（强）因此我们能得出结论：浓硫酸具有强氧化性！在受热的情况下，浓硫酸能氧化绝大多数活性在H之后的金属.（金属+ H2SO4（浓） 一 硫酸盐+ SO2 T + HO）我们今天讨论 H2SO4的氧化性，即重点研究的是 H2SO4分子的氧化性，体现氧化性的是 H2SO4分子中+6价S元素，而非H +的氧化性。因为它比 H+具有更强的氧化性！【师回应视屏问】那为什么视屏中还要用铁槽车装运浓H2SO4呢？【师问】稀 H2SO4与Fe反应吗？（反应）刚才我们证实了浓 H2SO4的氧化性比稀 H2SO4强，那浓 H2SO4 更容易

11、与Fe反应呀！【师问】什么原因？请同学们看书102页倒数第二自然段！【生】看书【师问】什么原因？【生】它的表面被氧化为致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止酸与内层金属的进一步反应！【师讲】我们把这个过程叫做钝化！钝化是物理变化还是化学变化呢？【生】化学变化【师讲】钝化是因为反应生成致密氧化膜，而阻止继续反应。钝化是浓硫酸氧化性的特殊表现形式！【过渡提问】同学们，初中我们学习过实验室制 H2,往往用稀硫酸，为什么不用浓硫酸？（浓H2SO4中H2SO4分子氧化性强于H+所以得不到到H2）那为什么硝酸也不能用来制H2呢？是它不与金属反应吗？【师问】我们首先进行组成分析，稀硝酸在溶液中存在？【生】H+和NO

12、3-【师讲】而浓 HNO3的质量分数在 65%68% ,有大量水存在，硝酸完全电离，所以溶液中主要存在的仍然是？【生】H+和NO3-【师】那浓硝酸、稀硝酸是否能与 Cu发生反应呢？从组成来看，H+能氧化Cu吗？下面我们继续进行对比探究，这个实验同学们自己完成，请先听我说【师】大家桌子上是准备好的器材，棕色瓶中装的是浓硝酸，其中一瓶无色试剂瓶中装的是稀硝酸，有一个塑料瓶盖是装的浸有 Na2CO 3的棉球。做实验的时候大家分别向第一个凹槽中的Cu丝滴加1D浓硝酸，向第二个凹槽中 Cu丝滴加3D稀硝酸，观察现象后考虑到环保请同学们立即盖上瓶盖！完成实验探究后，请同学们把你们观察到的现象记录在学案上，

13、并思考做一定的解释。好，分组实验开始！【学生分组实验】（强调浓稀硝酸的量）【探究实验2】浓硝酸、稀硝酸与 Cu的反应试剂：浓硝酸、稀硝酸、卷成螺旋状的Cu丝、碳酸钠溶液仪器：碘滴板、饮料瓶盖、棉花【师问】下面这边组请一位代表，描述你们小组观察到的Cu和稀硝酸实验现象？【生】试管中Cu与稀硝酸缓慢反应，溶液变蓝（说明什么？），仔细观察 Cu丝表面（有气泡放出）【师问】是什么颜色？【生】无色【师问】这种气体是氢气吗？【生思考】【师问】针筒中是老师在相同反应条件下提前收集的该无色气体，现在我们拉一下针筒，送点空气进去，看有什么现象？【生】变为红棕色【师问】红棕色气体是什么？（ NO2） 那该无色气体

14、是什么呢？（ NO） NO 中 N 是几价？怎么变来的？【师问】下面组请右边大组的一位代表，描述你们小组观察到的Cu 和浓硝酸的现象？【生】 试管中 Cu 与浓硝酸剧烈反应，溶液变蓝 （说明什么？）放出黄色气体（红棕色更准确）该气体是什么？（ NO2）NO 2中 N 是几价？怎么变来的？【师】请大家根据现象写出反应方程式【生】黑板上写方程【师】下面我们再请一位同学总结一下通过这个实验你们的哪些结论？【生】【师分析小结】浓硝酸、稀硝酸都与Cu 发生了反应，说明硝酸的氧化性？（强） 从组成分析，体现氧化性的是粒子？ （NO3-）,体现氧化性的元素是 +5价N。从反应剧烈程度来看，浓HNO3、稀HN

15、O 3 的氧化性性谁强？从还原产物来看，硝酸越稀还原产物的价态越低，浓HNO 3 一般被还原为？（NO2） ，稀 HNO 3一般被还原为（NO） 。【师】大量实验证明：不论浓、稀HNO 3都有很强的氧化性，几乎能与除Pt、 Au 外的所有金属反应。体现氧化性的是 NO3-中+5价N。但常温下，Fe、Al遇到浓硝酸也和浓硫酸一样会发生钝化。【师问】同学们现在知道实验室制备氢气为什么不用硝酸了吗？【生】体现氧化性的是 NO3-中+5价N【师讲】体现氧化性的是 NO 3-中+5价N,即使是活泼金属与硝酸反应也不会产生氢气【师讲】同学们，HNO 3能与 Cu 反应，那NO 3-能与Cu 反应吗？我们继

16、续实验探究【生】请大家在点滴板的右下角滴入3D 的 KNO 3，在中间下面的凹槽中滴入3D 稀 H2SO4 和 3D KNO 3。Cu和KNO3有什么现象？ Cu和稀H2SO4和KNO3呢？（有气泡产生，溶液缓慢变蓝）这现象和刚才我们观察到的Cu 和哪个反应相似？【生】下面我们一起来分析一下现象背后的原因：还是从微粒角度出发，Cu和稀H2SO4作用时，有哪些微粒？H+反应了吗？（没有）为什么？ Cu和KNO3作用时，有哪些微粒？ K +能氧化Cu吗？（不行）NO3-能氧化Cu 吗？反应发生了吗？（） Cu 和稀H 2SO4 和 KNO 3作用时，有哪些微粒？反应发生了吗？单独的H 2SO4，K

17、NO 3都没有反应，为什么混合在一起就反应了呢？请同学们互相交流讨论，得出结果？哪位同学告诉我？K +、NO3-是不能氧化Cu的，但是刚才 NO3-也不能将Cu氧化，说明有 H+时NO3-才有氧化性，即溶液中酸性条件下的 NO3-才有强氧化性！下面请同学们写出此反应的离子方程式！（请大家结合刚才看到的现象来写，和刚才观察到了Cu 与稀HNO 3反应具有相似的现象！）【师总结过渡提问】同学们，今天我们通过实验探究、对比分析，你们有什么收获呢？自己总结，结合大家的智慧，得出你们小组最后的结论【老师、学生课堂总结】1、通过今天的学习我们知道酸能电离出H+ 都具有氧化性，能氧化较活泼金属2、浓硫酸不仅能氧化较活泼金属，而且能氧化部分不活泼金属3、酸性条件下的NO3-能氧化除Pt、Au外的几乎所有金属，一般情况下，浓硝酸H + ,浓硫酸、硝酸体现氧化性的是酸被还原NO2,稀硝酸被还原为 NO。【老师总结延伸】通过今天的探究我们知道了稀硫酸体现氧化性的是根离子中+6价的S元素和+5价的N元素。浓硫酸和硝酸具有强氧化性，它们有别于H +的氧化性，比 H +的氧化性强！这就是为什么我们不能用浓硫酸和硝酸来制H2的原因！这节课我们探究的是浓硫酸、浓硝酸和金属的反应，在下节课中我们会继续讨论这两种酸与非金属的作用。通过今天的探究我们我们不仅能正确处理浓硫酸泄漏事故，还能处理生活中很多问题，比如