資源簡介

課題 5.2 氮及其化合物 第3課時 硝酸 教學設計
教科書 書 名：必修二教材 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年6月
教學目標
核心素養： 1.結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解硝酸的主要性質，認識這些性質在生產中的應用和對生態環境的影響。 2.結合實例認識硝酸的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質性質、實現物質轉化，認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環境保護中的重要價值。 學習目標： 1. 結合實驗探究，了解硝酸的主要性質——不穩定性和強氧化性，知道硝酸是重要的化工原料。
教學內容
教學重點： 硝酸的不穩定性和強氧化性。 教學難點： 硝酸的強氧化性。
教學過程
教學環節一、引入教學，建立研究視角 【引入】運輸濃硝酸的鋁槽車泄露：2023年2月14日，美國亞利桑那州圖森市高速公路一卡車側翻，引發危險物質硝酸泄漏，產生大量紅棕色煙霧，現場可聞到刺鼻的氣味。消防人員運來純堿進行處理，以防止其擴散造成更大危害。 思考1：為什么可以用純堿處理泄漏出來的硝酸？ 思考2：為什么現場有大量紅棕色的煙霧？ 思考3：為什么可以用鋁槽車運輸濃硝酸？ 教學環節二、硝酸的結構特征 【教師活動】硝酸是我們中學階段常見的三大強酸之一，請寫出硝酸的分子式，分析硝酸中各元素的化合價及所含化學鍵的類型？ 【學生活動】寫化學式，分析化合價及化學鍵類型 【板書】一、HNO3的結構：化學鍵類型：共價鍵，共價化合物 【教師活動】物質結構決定性質，根據硝酸的結構，化合價等分析硝酸有哪些性質？ 教學環節三、硝酸的物理性質 【教師活動】展示盛放純硝酸的試劑瓶，觀察硝酸的物理性質： 【學生活動】總結硝酸的物理性質：純凈的硝酸是無色、有刺激性氣味的液體，易揮發。 【板書】二、HNO3的物理性質：純凈的硝酸是無色、有刺激性氣味的液體，易揮發。 【教師活動】展示盛放弄硝酸的試劑瓶，請同學們思考：濃硝酸溶液為什么呈黃色 【學生活動】濃硝酸顯黃色是因為硝酸分解的二氧化氮溶解在其中。 教學環節四、硝酸的化學性質 【教師活動】學習了硝酸的物理性質，硝酸又有哪些化學性質呢 【學生活動】思考、討論、總結 【板書】三、HNO3的化學性質： 酸性 能使紫色石蕊溶液變紅（濃硝酸能使溶液褪色） 與堿性氧化物反應，生成鹽和水 2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O 與某些鹽反應，生成新鹽和新酸：2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2↑+ H2O 與堿反應，生成鹽和水HNO3+NaOH=NaNO3+H2O 與氨氣反應，生成硝酸銨 HNO3+NH3= NH4NO3 【教師活動】為什么有的濃硝酸看起來有顏色呢？ 【學生活動】濃硝酸見光或者受熱會分解產生二氧化氮 【板書】2. 不穩定性 【教師活動】濃硝酸不穩定，受熱或光照易分解，生成NO2，使其呈黃色，實驗室該如何保存濃硝酸呢？ 【學生活動】將其保存在棕色試劑瓶中，并放置在陰涼處。 【板書】 貯存：一般將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并放置于陰涼處。 【教師活動】硝酸中氮元素為+5價，處于氮元素的最高價，容易得到電子，發生還原反應，故硝酸有氧化性。 【教師活動】硝酸的強氧化性：【實驗5-8】如圖5-14所示，在橡膠塞側面挖一個凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，向上拉銅絲，終止反應。 【學生活動】觀察并比較實驗現象。 【教師小結】硝酸具有強氧化性。稀硝酸和濃硝酸都能氧化其他酸不能氧化的銅。 4HNO3（濃）+Cu === Cu（NO3）2+2NO2 ↑+2H2O 8HNO3（稀）+3Cu === 3Cu（NO3）2+2NO ↑ +4H2O 濃硝酸的還原產物為 NO2，稀硝酸的還原產物為 NO。 【板書】3.強氧化性 與Cu反應 4HNO3（濃）+Cu === Cu（NO3）2+2NO2 ↑+2H2O 8HNO3（稀）+3Cu === 3Cu（NO3）2+2NO ↑ +4H2O 【教師設問】濃硝酸的氧化性很強，為什么運輸濃硝酸時還是用鐵罐車和鋁槽車運輸？ 【教師講述】有些金屬如鐵、鋁等雖然能與稀硝酸或稀硫酸反應，但在常溫下卻可以用鐵或鋁制容器來盛裝濃硝酸或濃硫酸。這是因為常溫下，鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸氧化，生成了一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了酸與內層金屬的進一步反應。當加熱時，鐵、鋁會與濃硝酸或濃硫酸發生反應。 【板書】（2）常溫下，Fe、Al遇濃硝酸鈍化，加熱時，可以發生反應。 【教師活動】濃硫酸是強氧化性酸，可以將非金屬單質氧化，濃硝酸可以嗎？ 請嘗試寫出C、S與濃硝酸反應的方程式。 【學生活動】嘗試仿照濃硫酸與C、S 的反應寫出C、S與濃硝酸反應的方程式 【板書】（3）非金屬單質C、S與濃硝酸反應 【教師活動】硝酸具有強氧化性，與有強還原性的物質易發生氧化還原反應如：Fe2+、SO2、Na2SO3、HI、H2S等 特別記住：“Fe2+ + H+ + NO3-”不能大量共存 如將SO2通入Ba(NO3)2溶液中產生BaSO4沉淀 【板書】（4）硝酸與還原性化合物反應 【投影展示】資料卡片王水溶金 【教師活動】簡單介紹王水的組成和性質 【教師提問】我們學習了硝酸的性質，下面請大家小組討論探究以下問題 【思考探究】1.銅與稀硝酸、濃硝酸的反應中，硝酸表現什么性質？ 2.碳、硫與濃硝酸的反應中，濃硝酸表現什么性質？ 3.常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸鈍化的過程中，濃硝酸表現什么性質？ 4.銅投入稀硫酸中不會溶解，再向溶液中投入KNO3固體，銅會不會溶解？為什么？ 【學生活動】個人思考、小組討論、探究對知識點進行強化。 教學環節五、【課堂總結】 硝酸的物理性質 二、硝酸化學性質 1、不穩定性 2、強氧化性 a、加熱下與 Cu 反應 b、常溫下使 Fe、Al 鈍化 c、加熱下與 Fe、Al 直接反應 d、加熱下與 C 反應 e、與還原性物質反應 【學以致用】課堂訓練 1.要鑒別濃H2SO4和濃HNO3兩種溶液，不能選用的試劑是(　　) A．BaCl2溶液 B．蔗糖 C．銅片 D．Al2O3粉末 2.下列敘述不正確的是(雙選)（　　） A．NH3易液化，液氨常用作制冷劑 B．與金屬反應時，稀HNO3可能被還原為更低價態，則稀HNO3氧化性強于濃HNO3 C．銨鹽受熱易分解，因此貯存氨態氮肥時要密封保存，并放在陰涼通風處 D．稀HNO3和活潑金屬反應時主要得到氫氣 3.標準狀況下將1.92g銅粉投入100mL濃硝酸中，隨著銅粉的溶解，反應生成的氣體顏色逐漸變淺，當銅粉完全溶解后共收集到由NO和NO2組成的混合氣體1.12L(標況下測定)，假設溶液體積不變，請回答下列問題： (1)反應后生成的硝酸銅溶液的濃度為多少mol/L； (2)被還原的硝酸的物質的量為多少mol． 4.【反思與提升】硝酸是重要的化工原料和化學試劑，在工業上用于制化肥、農藥、炸藥和染料，因此工業硝酸意義重大，根據氮元素的價類二維圖思考，通過哪些轉化途徑制可以取硝酸？
備注：教學設計應至少含教學目標、教學內容、教學過程等三個部分，如有其它內容，可自行補充增加

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