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視頻標簽：氨硝酸硫酸
所屬欄目：高中化學優(yōu)質課視頻
視頻課題：高中化學人教版必修1第四節(jié)《氨硝酸硫酸》-重慶市省級優(yōu)課
教學設計、課堂實錄及教案：高中化學人教版必修1第四節(jié)《氨硝酸硫酸》-重慶市省級優(yōu)課
硫酸和硝酸的氧化性
一、教學設計思路分析 （一）教材分析與處理
本節(jié)教材重點介紹了三種重要化合物的性質:氨、硝酸、硫酸，這些知識雖然在課標中都 是了解的內容，但仍然需要3節(jié)課來完成。
教科書所介紹的學習內容主要有：⑴氮的固定；⑵氨的物理性質、化學性質、氨水的成份；⑶氨鹽的性質，氨的合成、實驗室制法和氨的用途；⑷硝酸的工業(yè)制法及強化性；⑸濃硫酸的氧化性及用途。雖然這些內容僅僅被安排為一節(jié)，但其知識點基本上包絡了原高中教
學大綱中對氨、硝酸及硫酸的要求。因此，在教學設計上既要把握其要求在了解層次，還要注意相關知識又是中學生所必備的學科知識，處理好這方面的關系是完成本節(jié)教學任務的關鍵。在教學過程中要秉承教學與實踐相結合的方法充分利用演示實驗與學生實驗,將理論、應用與結論緊密結合起來,在學生掌握知識的基礎上，實現(xiàn)教學的科學化。在內容編排上，既 重視了知識的構建，又重視了環(huán)境教育。 （二）學情分析
知識方面：學生在初中時對氮肥已經(jīng)有了一定的了解，比如受熱易分解，遇堿性物質放出氨氣，但對于氨氣的性質缺乏系統(tǒng)性掌握。
能力方面：高一學生已經(jīng)具備一定的觀察能力和分析能力，但在對比學習、實驗設計和操作方面缺乏訓練，而且不會靈活運用所學知識，不習慣對知識的理解記憶和獨立思考。
情感方面：通過半年的化學學習，學生有了一定的環(huán)保意識，但對于人與自然和諧發(fā)展認識不足。 (三) 課題分析
氨、硫酸和硝酸是重要的基本化工產(chǎn)品。掌握硫酸、硝酸和氨的性質，可以更好地認識它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防中的重要用途。自然界中氮的循環(huán)具有一定的典型性。因此，本節(jié)教科書選擇濃硫酸、硝酸的氧化性，氨氣的性質和制法，以及自然界中氮的循環(huán)為內容，目的是讓學生了解這些重要化工產(chǎn)品的主要性質，了解氮的循環(huán)對生態(tài)平衡的作用。
硫酸、硝酸是硫、氮元素的最高價氧化物的水化物，是重要的含氧酸，氨是氮的氫化物。非金屬單質、氫化物、氧化物、含氧酸等構成某一非金屬元素的知識體系。在硫、氮元素的知識體系中，比較重要的是氧化物和含氧酸。硫酸、硝酸既有酸的一些通性，又有它們自己的特性。氨也有大多數(shù)非金屬元素的氫化物所具有的性質，同時它又是水溶液呈堿性的惟一氣體，而且是大家非常熟悉的物質。因此，將它們歸為一節(jié)進行學習。為此將本節(jié)內容安排為三個課時，第1課時學習氨氣的性質和制法；第2課時學習硫酸的性質；第3課時學習硝酸的性質。
通過以上對學生情況及教材的分析，我設計了一下教學重難點和教學思路： （四）教學設計重點
準確把握教學要求，努力體現(xiàn)以學生為主體的教學思想，采用輔助教學手段，培養(yǎng)學生的環(huán)境保護意識及利用化學知識化害為利的科學思想。
化學是一門以實驗為基礎的學科，通過實驗發(fā)現(xiàn)物質進行研究也是科學研究的重要方法，因此學生應該掌握實驗室制取氨氣的方法，但是學生在實驗設計和實驗操作方面缺乏訓練，濃硫酸與硝酸的化學性質定為教學重點。
性質決定用途，氨氣重要用途在于制氮肥，制造硝酸，這些用途都是基于氨的化學性質。硫酸、硝酸均屬于三大強酸，生活中應用廣泛且要求嚴格，故將濃硫酸、硝酸的氧化性探究 定為教學難點。
教學重點：
1.濃硫酸與硝酸的化學性質。 教學難點：
1.濃硫酸的氧化性探究。 2. 硝酸的氧化性探究。 二、教學過程
【播放視頻】送濃硫酸的槽罐車事故視頻
【師】硫酸是重要的化工原料，硫酸的消耗量是衡量一個國家化工發(fā)展水平的標志!剛才視頻中在用鐵槽車裝運濃硫酸的過程中，發(fā)生了泄漏事故，消防隊員怎么辦？ 【生】生石灰中和濃硫酸 所以發(fā)生事故別忙亂，學了化學都好辦！
【師問】今天我們首先從電離方程式對酸進行再認識！請同學們在學案上寫出H2SO4 、HNO3、HCl的電離方程式
【師問】這三種酸在組成上有什么共同特點？ 【生】都有H+ 【師問】因此，具有酸的？通性？酸有哪些通性呢？
【生】與指示劑作用，與金屬反應，與堿發(fā)生中和反應，與堿性氧化物反應，與鹽反應
【師問】視頻中消防隊員是利用酸的哪點性質處理濃硫酸的？ 【生】與堿性氧化物反應 【師講】對！消防隊員正是利用了酸與堿性氧化物反應，將危險的濃硫酸轉變成鹽，才化險為夷的! 【師講】酸與金屬反應產(chǎn)生H2體現(xiàn)H+的什么性質？ 【生】氧化性
（【生】酸性【師問】從氧化還原反應角度？化合價從+1價降為0）
【師問】H+能氧化所有的金屬嗎？ 【生】不行，金屬活潑順序表中H之前的金屬 【師問】稀硫酸能氧化Cu嗎？（不行）請同學們做實驗進行探究：請同學們在點滴板右上角的Cu絲上滴入3D的稀硫酸，你們看到了什么？（無明顯現(xiàn)象）是因為稀硫酸不與Cu反應，即使加熱也不反應！ 【師分析】所以我們得出結論:酸中H+都具有氧化性，能將較活潑金屬氧化。那濃硫酸能否與Cu反應呢？
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【師引入】這就是我們今天要一起要探究的內容：硫酸和硝酸的氧化性，請同學們看書P101實驗4-9（手
寫板書硫酸和硝酸的氧化性）
【探究實驗1】濃硫酸與Cu的反應:
試劑：濃硫酸、Cu絲、品紅溶液、氫氧化鈉溶液
儀器：酒精燈、鐵架臺、鐵夾、試管、雙孔塞、導管、小試管和燒杯、火柴、燒杯、棉花
【師講】這是課前事先準備好的整套裝置，試管中裝的是濃硫酸，插入的是Cu絲，導管連通并且插入的是品紅溶液，燒杯中裝的是浸有Na2CO3的棉團。
【師】我們對試管進行預熱，請大家注意觀察變化，主要看裝有Cu和濃硫酸的試管中的變化，品紅溶液中的顏色變化。
【加熱過程中】看品紅溶液有什么變化？（有氣泡冒出），反應開始了嗎?(沒有)還沒反應，有氣泡冒出。說明什么？試管中濃硫酸已經(jīng)加熱到沸騰了。。。。。。。
【師問】大家觀察溶液是什么顏色？ 【生】藍色 【師問】說明有什么生成？ 【生】CuSO4 【師問】即0價Cu升高成+2價，Cu被怎樣了？（被氧化）大家看品紅有什么變化？ 【生】褪色 【師問】說明產(chǎn)生的氣體是？ 【生】SO2 【師問】SO2哪來的？ 【生】濃H2SO4產(chǎn)生的
【師問】即H2SO4 中+6價S降為+4價，生成SO2，體現(xiàn)濃H2SO4的什么性質？ 【生】氧化性
（邊講解邊板書）H2SO4（濃）+Cu
CuSO4+SO2↑請同學們完成反應的化學方程式為
【生】寫方程式
【師問】在這個反應中，還原劑是？（Cu）升2價，氧化劑是？（H2SO4）降2價，H2SO4系數(shù)為2。H哪兒去了？（H2O）
【師問】稀硫酸中也有+6價S，為什么稀硫酸加熱條件下不能將Cu氧化？而濃硫酸卻能氧化Cu呢？我們首先從濃稀H2SO4溶液的主要組成微粒來進行分析。請同學們完成學案上的第二個表格。好，同學們，我
們前后為一以小組，大家互相討論一下，然后我請各小組派一位代表來說說你們的分析結果。
【生】自己討論，完成學案內容
【師問】因為組成不一樣所以性質不一樣
【師總結】濃硫酸能氧化不活潑的金屬Cu，說明H2SO4分子的氧化性強不強？（強）因此我們能得出結論：濃硫酸具有強氧化性！在受熱的情況下，濃硫酸能氧化絕大多數(shù)活性在H之后的金屬.（金屬 + H2SO4(濃)
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硫酸鹽 + SO2 ↑+ H2O）我們今天討論H2SO4的氧化性，即重點研究的是H2SO4分子的氧化性，體現(xiàn)氧化性的是H2SO4分子中 +6價S元素，而非H+的氧化性。因為它比H+具有更強的氧化性! 【師回應視屏問】那為什么視屏中還要用鐵槽車裝運濃H2SO4呢？
【師問】稀H2SO4與Fe反應嗎？（反應）剛才我們證實了濃H2SO4的氧化性比稀H2SO4強，那濃H2SO4
更容易與Fe反應呀！
【師問】什么原因？請同學們看書102頁倒數(shù)第二自然段！ 【生】看書
【師問】什么原因？ 【生】它的表面被氧化為致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止酸與內層金屬的進一步反應！ 【師講】我們把這個過程叫做鈍化！鈍化是物理變化還是化學變化呢？ 【生】化學變化 【師講】鈍化是因為反應生成致密氧化膜，而阻止繼續(xù)反應。鈍化是濃硫酸氧化性的特殊表現(xiàn)形式！ 【過渡提問】同學們，初中我們學習過實驗室制H2，往往用稀硫酸，為什么不用濃硫酸？（濃H2SO4中H2SO4
分子氧化性強于H+所以得不到到H2）那為什么硝酸也不能用來制H2呢？是它不與金屬反應嗎？
【師問】我們首先進行組成分析，稀硝酸在溶液中存在？ 【生】H+和 NO3- 【師講】而濃HNO3的質量分數(shù)在65%~68%，有大量水存在，硝酸完全電離，所以溶液中主要存在的仍然是？ 【生】H+和 NO3- 【師】那濃硝酸、稀硝酸是否能與Cu發(fā)生反應呢？從組成來看，H+能氧化Cu嗎？下面我們繼續(xù)進行對比探究，這個實驗同學們自己完成，請先聽我說
【師】大家桌子上是準備好的器材，棕色瓶中裝的是濃硝酸，其中一瓶無色試劑瓶中裝的是稀硝酸，有一個塑料瓶蓋是裝的浸有Na2CO3的棉球。做實驗的時候大家分別向第一個凹槽中的Cu絲滴加1D濃硝酸，向第二個凹槽中Cu絲滴加3D稀硝酸，觀察現(xiàn)象后考慮到環(huán)保請同學們立即蓋上瓶蓋！完成實驗探究后，請同學們把你們觀察到的現(xiàn)象記錄在學案上，并思考做一定的解釋。好，分組實驗開始！
【學生分組實驗】（強調濃稀硝酸的量） 【探究實驗2】濃硝酸、稀硝酸與Cu的反應
試劑：濃硝酸、稀硝酸、卷成螺旋狀的Cu絲、碳酸鈉溶液 儀器：碘滴板、飲料瓶蓋、棉花
【師問】下面這邊組請一位代表，描述你們小組觀察到的Cu和稀硝酸實驗現(xiàn)象？
【生】試管中Cu與稀硝酸緩慢反應，溶液變藍（說明什么？），仔細觀察Cu絲表面（有氣泡放出）
【師問】是什么顏色？ 【生】無色 【師問】這種氣體是氫氣嗎？ 【生思考】
【師問】針筒中是老師在相同反應條件下提前收集的該無色氣體，現(xiàn)在我們拉一下針筒，送點空氣進去，
看有什么現(xiàn)象？ 【生】變?yōu)榧t棕色
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【師問】紅棕色氣體是什么？（NO2）那該無色氣體是什么呢？（NO）NO中N是幾價？怎么變來的？ 【師問】下面組請右邊大組的一位代表，描述你們小組觀察到的Cu和濃硝酸的現(xiàn)象？
【生】試管中Cu與濃硝酸劇烈反應，溶液變藍（說明什么？）放出黃色氣體（紅棕色更準確）該氣體是什么？（NO2）
NO2中N是幾價？怎么變來的？
【師】請大家根據(jù)現(xiàn)象寫出反應方程式 【生】黑板上寫方程
【師】下面我們再請一位同學總結一下通過這個實驗你們的哪些結論？ 【生】 【師分析小結】濃硝酸、稀硝酸都與Cu發(fā)生了反應，說明硝酸的氧化性？（強） 從組成分析，體現(xiàn)氧化
性的是粒子？（NO3-），體現(xiàn)氧化性的元素是+5價N。從反應劇烈程度來看，濃HNO3、稀HNO3的氧化性性誰強？從還原產(chǎn)物來看，硝酸越稀還原產(chǎn)物的價態(tài)越低，濃HNO3一般被還原為？（NO2），稀HNO3一般被還原為（NO）。
【師】大量實驗證明：不論濃、稀HNO3都有很強的氧化性，幾乎能與除Pt、Au外的所有金屬反應。體現(xiàn)氧化性的是NO3-中+5價N。但常溫下，F(xiàn)e、Al遇到濃硝酸也和濃硫酸一樣會發(fā)生鈍化。
【師問】同學們現(xiàn)在知道實驗室制備氫氣為什么不用硝酸了嗎？ 【生】體現(xiàn)氧化性的是NO3-中+5價N【師講】體現(xiàn)氧化性的是NO3-中+5價N，即使是活潑金屬與硝酸反應也不會產(chǎn)生氫氣
【師講】同學們，HNO3能與Cu反應，那NO3-能與Cu反應嗎？我們繼續(xù)實驗探究 【生】
請大家在點滴板的右下角滴入3D的KNO3，在中間下面的凹槽中滴入3D稀H2SO4和3D KNO3。 Cu和KNO3有什么現(xiàn)象？Cu和稀H2SO4和KNO3呢？（有氣泡產(chǎn)生，溶液緩慢變藍）這現(xiàn)象和剛才我們觀察到的Cu和哪個反應相似？ 【生】
下面我們一起來分析一下現(xiàn)象背后的原因：還是從微粒角度出發(fā)，Cu和稀H2SO4作用時，有哪些微粒？H+反應了嗎？（沒有）為什么？Cu和KNO3作用時，有哪些微粒？K+能氧化Cu嗎？（不行）NO3-能氧化Cu嗎？反應發(fā)生了嗎？（）Cu和稀H2SO4和KNO3作用時，有哪些微粒？反應發(fā)生了嗎？單獨的H2SO4，KNO3都沒有反應，為什么混合在一起就反應了呢？請同學們互相交流討論，得出結果？哪位同學告訴我？ K+、NO3-是不能氧化Cu的，但是剛才NO3-也不能將Cu氧化，說明有H+時NO3-才有氧化性，即溶液中酸性條件下的NO3-才有強氧化性！下面請同學們寫出此反應的離子方程式�。ㄕ埓蠹医Y合剛才看到的現(xiàn)象來寫，和剛才觀察到了Cu與稀HNO3反應具有相似的現(xiàn)象！）
【師總結過渡提問】同學們，今天我們通過實驗探究、對比分析，你們有什么收獲呢？
自己總結，結合大家的智慧，得出你們小組最后的結論
【老師、學生課堂總結】1、通過今天的學習我們知道酸能電離出H+都具有氧化性，能氧化較活潑金屬
2、濃硫酸不僅能氧化較活潑金屬，而且能氧化部分不活潑金屬
3、酸性條件下的NO3-能氧化除Pt、Au外的幾乎所有金屬，一般情況下，濃硝酸
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被還原NO2，稀硝酸被還原為NO。
【老師總結延伸】通過今天的探究我們知道了稀硫酸體現(xiàn)氧化性的是H+，濃硫酸、硝酸體現(xiàn)氧化性的是酸根離子中+6價的S元素和+5價的N元素。濃硫酸和硝酸具有強氧化性，它們有別于H+的氧化性，比H+的氧化性強！這就是為什么我們不能用濃硫酸和硝酸來制H2的原因！這節(jié)課我們探究的是濃硫酸、濃硝酸和金屬的反應，在下節(jié)課中我們會繼續(xù)討論這兩種酸與非金屬的作用。通過今天的探究我們我們不僅能正確處理濃硫酸泄漏事故，還能處理生活中很多問題，比如市面上有很多假黃金，那我們如何鑒別真假黃金呢？（對，這些物理方法都是可行的）怎樣用化學方法來鑒別呢？這個問題留給同學們課后去思考完成！ 【師結束】我們今天的課到此結束，下課！謝謝大家!
視頻來源：優(yōu)質課網(wǎng) www.jixiangsibao.com
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