資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 化學 年級 高一 學期 秋季
課題 硝酸和硝酸鹽
教科書 書 名：化學必修第一冊教材 出版社：上海科學技術出版社
教學目標
1.會書寫硝酸的分解、硝酸與金屬和非金屬反應的化學方程式。 2.從物質類別和元素化合價的角度分析硝酸的性質，初步建立學習酸的化學性質的思維模型。 3.通過實驗探究硝酸與金屬反應的現象和本質，養成實驗探究的證據意識。 4.認識硝酸、硝酸鹽及尿素在工農業生產和生活中的重要意義，增強環保意識和社會責任感。
教學重難點
教學重點： 硝酸的不穩定性、硝酸與金屬反應、硝酸與非金屬反應 硝態氮肥和有機氮肥 教學難點： 硝酸與金屬反應
教學過程
環節一：趣味導入硝酸鹽的應用 【引入】硝酸鹽是自然界中廣泛存在的一種無機鹽。在古代和現代都被人們廣泛使用。展示具體使用事例。 設計意圖：了解硝酸鹽很早就被人們使用，感受古代勞動人民的智慧。展望現代硝酸鹽的應用，感受科技前沿發展。激發學生學習硝酸和硝酸鹽的興趣。 環節二：巧設疑問，探究硝酸稱為“強水”的原因 【展示講解】自然界中的硝酸鹽大部分以硝酸鈉的形式存在。人類關于硝酸最早的記錄為阿拉伯煉金術士賈比爾在干餾硝石時候發現制得了硝酸。當時對硝酸性質知之甚少。中國古代稱硝酸為“強水”，記載其“性最猛烈，能蝕五金”。 【提出疑問】古人為什么稱硝酸為“強水”？為什么“性最猛烈，能蝕五金”？帶著疑問，開展探究。 【物理性質描述】展示：保存在棕色試劑瓶中的濃硝酸；觀察：打開裝有濃硝酸的試劑瓶瓶蓋時的現象；取部分濃硝酸于試管中；描述：硝酸的物理性質。 【不穩定性探究】觀察硝酸在密封試管中三天內的變化，可以看到試管內產生了紅棕色的氣體。通過實驗現象結合氧化還原反應原理分析、書寫有關硝酸不穩定性的化學方程式。解釋硝酸保存在棕色試劑瓶中的原因。 設計意圖：以古人稱硝酸為“強水”，記載其“性最猛烈，能蝕五金”為本課硝酸性質學習的主線，讓學生帶著疑問，在真實情境中開展學習探究。從硝酸的物理性質切入，符合學生的認知規律。通過探究實驗室中硝酸保存在棕色試劑瓶中這一事實，體會硝酸的不穩定性。 環節三：深度探究，揭秘硝酸之“強” 【強氧化性探究1】通過觀看濃硝酸與銅反應的實驗視頻，描述實驗現象。觀察到銅片在濃硝酸中劇烈反應，產生紅棕色的氣體，溶液變成藍綠色。根據現象，書寫反應的化學方程式。描述化學方程中元素化合價變化，分析濃硝酸在反應中體現的酸性和強氧化性。 【強氧化性探究2】將硝酸的濃度降低，還會有如此強氧化性嗎？通過觀看稀硝酸與銅反應的實驗視頻，描述實驗現象。觀察到銅片在稀硝酸中緩慢反應，產生無色的氣體接遇到氧氣會變成紅棕色，溶液呈藍色。根據現象，書寫反應的化學方程式。描述化學方程式中化合價變化，分析稀硝酸在與銅的反應中也體現酸性和強氧化性。 【設疑】既然不管是濃硝酸還是稀硝酸都可以與銅反應，生活中為何能看到鐵制或鋁制槽罐車來運輸濃硝酸？因為在常溫下，鐵、鋁與濃硝酸發生“鈍化”。也體現了濃硝酸的強氧化性。 【小結】結合氮元素的價類二維圖，總結硝酸具有強氧化性，能與大部分金屬反應，生成相應的硝酸鹽，水和不同的還原產物。硝酸的濃度不同，產物也不同。硝酸與金屬的反應不僅表現出強氧化性，也表現出酸性。可以完全電離出氫離子，是一種強酸。明白古人稱硝酸為“強水”，“性最猛烈，能蝕五金”的含義。 【強氧化性探究3】硝酸的強氧化性與濃硫酸的強氧化性進行類比，歸納濃硝酸和濃硫酸的性質異同點。對比碳與濃硫酸的反應，書寫紅熱的木炭與濃硝酸反應的化學方程式。說明硝酸的“強”不僅體現在與金屬的反應中，與非金屬反應也是如此。 設計意圖：選取“五金”中的金屬銅開展實驗，將學生帶入古人記載“能蝕五金”的情境中，激發學生學習興趣，培養學生在真實情境下的有效學習能力。從濃硝酸與金屬反應到稀硝酸與金屬反應，從硝酸與金屬反應到硝酸與非金屬反應，通過連續的遞進式的性質探究，感受硝酸之“強”，掌握濃硝酸和稀硝酸不同的還原產物，感悟由量變達到質變的化學思想。通過收集實驗證據，基于現象進行分析并得出結論，培養學生的科學探究和證據推理能力。通過類比濃硫酸的強氧化性的方法，結合氮元素的價類二維圖，從物質類別和元素化合價的角度分析硝酸的性質，初步建立學習酸的化學性質的思維模型。 環節四：結合生活，走近硝態氮肥和有機氮肥 【過渡】硝酸的用途很廣泛，是染料、醫藥、塑料、制造炸藥等化工產品的重要原料。將硝酸制成硝酸鹽，使硝酸的應用更加廣泛。硝酸鹽也可以作為化肥。 【展示講解硝態氮肥】根據硝態氮肥使用的先后順序，介紹硝酸鈉、硝酸銨、硝酸鈣、硝酸銨鈣等硝態氮肥。硝態氮肥的水溶性好，肥效快，但土壤對其吸收能力弱，容易水流失。 【過渡】氮元素是生命體中的重要元素，除了以微量的硝酸鹽形式進入人體，還有許多形式存在。人體內的部分氮元素還會通過代謝以排泄物的形式排出體外。人們發現這些排泄物中含有尿素，可以促進植物的生長，是一種優良的有機氮肥。 【氮肥肥效比較】計算比較含氮量來確定不同種類氮肥肥效的高低，通過計算知道尿素中含氮量高達46.7%，肥效最高。 【展示講解有機氮肥】尿素作為反芻動物的蛋白質補充飼料，尿素中的氮在反芻動物胃中，經過微生物酶作用轉化成氨基酸等，最后形成組織蛋白和奶蛋白等。我們人體又將攝入這些優質蛋白補充能量。正是由于存在像這樣千千萬萬種物質間的轉化，地球上的生命體才能生機勃勃，生生不息。我們要合理使用氮肥。如果過度的施用，會對環境和人類帶來危害。所以我們應該科學的使用氮肥，才能使化學為社會的發展做貢獻。 【作業布置】今天我們學習了硝酸和硝酸鹽的性質，了解了硝態氮肥和有機氮肥，請同學們完成本課作業。 設計意圖：通過展示了解硝態氮肥的使用歷程，知道不同種硝態氮肥的性能差異，將硝態氮肥的性能不斷優化，體會化學的發展為農業生產所做出的貢獻。通過計算比較三類氮肥的肥效，體會尿素是使用量最多的氮肥之一的原因。感悟化學與生活、農業生產的密切關系，重視人與自然和諧相處，樹立正確的價值觀和科學發展觀。

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