視頻標(biāo)簽:含氮化合物,硝酸的性質(zhì)
視頻課題:高中化學(xué)蘇教版必修1專題4第二單元生產(chǎn)生活中的含氮化合物《硝酸的性質(zhì)》江蘇省 - 蘇州
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《硝酸的性質(zhì)》教學(xué)設(shè)計(jì)
教材分析:
本節(jié)教材規(guī)定學(xué)生應(yīng)掌握的新的知識(shí)有:硝酸的不穩(wěn)定性和它的強(qiáng)氧化性,以及書(shū)寫(xiě)硝酸受熱或見(jiàn)光分解、濃(。┫跛岷豌~、濃硝酸和碳反應(yīng)的化學(xué)方程式。
學(xué)生已有的和本課內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)和技能有:NO無(wú)色,易與O2反應(yīng)生成NO2,NO2紅棕色,易溶于水生成NO;濃硫酸有強(qiáng)氧化性,能和一些不活潑金屬(如銅)反應(yīng),生成SO2而不是H2,濃硫酸還能和碳等非金屬單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng);會(huì)書(shū)寫(xiě)濃硫酸和銅、碳等反應(yīng)的化學(xué)方程式。
如果學(xué)生對(duì)上述知識(shí)和技能掌握的較好,在老師的組織下,通過(guò)安排一些恰當(dāng)?shù)难菔緦?shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)積極的思維活動(dòng),聯(lián)系已有的知識(shí)技能,自行得出結(jié)論,且寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式。
教學(xué)目標(biāo):
1、 了解硝酸的物理性質(zhì);掌握硝酸的化學(xué)性質(zhì)。
2、 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰,觀察能力,分析能力,歸納能力及表述能力。
3、 以學(xué)生為主體,加強(qiáng)師生互動(dòng)和生生互動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
教學(xué)過(guò)程:
1、 講述傳說(shuō),導(dǎo)入新課
在17世紀(jì)的德國(guó),人們把硝酸稱為“魔液”,因?yàn)樗难兄普叩聡?guó)科學(xué)家格勞貝爾告訴世人:硝酸能讓月亮、金星、火星都溶解于其中,且有只“火烈鳥(niǎo)”隱藏在其中。我們今天就來(lái)感受一下它的“魔性”。
2、 硝酸物理性質(zhì)
PPT展示維基百科上硝酸的名片。
(1)請(qǐng)學(xué)生從中找出硝酸的物理性質(zhì)并填寫(xiě)在學(xué)案上。并讓學(xué)生拿出實(shí)驗(yàn)盤里的濃硝酸,扇氣入鼻,感受它的刺激性氣味。
【板書(shū)】硝酸為無(wú)色、刺激性氣味液體,易揮發(fā)。
(2)PPT展示裝有“發(fā)煙”硝酸的鋁槽車側(cè)翻于高速公路的照片,讓學(xué)生直觀的體會(huì)硝酸運(yùn)輸保存不當(dāng)所造成的危害。
3、硝酸的不穩(wěn)定性
由上面的圖片引出硝酸的保存,提問(wèn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里硝酸保存在什么試劑瓶中?學(xué)生從硝酸被保存在棕色試劑瓶可得出硝酸可能有不穩(wěn)定性,受熱見(jiàn)光會(huì)分解的結(jié)論,這個(gè)學(xué)生根據(jù)以往所學(xué)知識(shí)推測(cè)出的結(jié)論,用演示實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。
【演示實(shí)驗(yàn)】 (夾持裝置省略)大試管中加入5 mL濃硝酸,放入碎瓷片,點(diǎn)燃酒精燈1加熱濃硝酸,待試
管內(nèi)出現(xiàn)大量蒸汽,冷凝導(dǎo)管開(kāi)始有液體回流時(shí)再點(diǎn)燃酒精燈2加熱硝酸蒸汽,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
學(xué)生邊觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象邊思考PPT上展示的三個(gè)問(wèn)題:(1)為什么要加碎瓷片于大試管中?(2)為什么
要在試管口裝長(zhǎng)直導(dǎo)管?(3)為什么要用兩個(gè)酒精燈?
【觀察點(diǎn)】首先看到酒精燈1加熱大試管中的濃硝酸后,大試管中充滿了“白霧”,然后點(diǎn)燃酒精燈2加熱試管中部,大試管中慢慢顯示出紅棕色來(lái),且越來(lái)越深。
【分析討論點(diǎn)】讓學(xué)生討論,并協(xié)助他們分析出:酒精燈1加熱濃硝酸后,看到的“白霧”是硝酸蒸汽溶于水蒸氣后的小液滴,說(shuō)明硝酸達(dá)到了它的沸點(diǎn)開(kāi)始揮發(fā),如果就這么一直加熱下去,那么將達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模驗(yàn)橄跛釙?huì)不斷變成蒸汽而消耗完畢,所以酒精燈2在此時(shí)加熱試管中部的硝酸蒸汽,讓其很快達(dá)到分解的溫度,看到了紅棕色氣體即NO2氣體。根據(jù)氧化還原的角度可知道還有O2的生成,根據(jù)元素守恒的角度知道還有H2O的生成。
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【板書(shū)】硝酸的不穩(wěn)定性: 4HNO3 == 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
4、硝酸的強(qiáng)氧化性
讓學(xué)生回憶我們前一章學(xué)習(xí)的硫酸的性質(zhì),硫酸和金屬Cu反應(yīng),和非金屬單質(zhì)C反應(yīng)都是怎么樣的情況?接下來(lái)用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究濃(。┫跛岷虲u,濃硝酸和C反應(yīng)的情況。
為了讓學(xué)生更加近距離的觀察到實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié),以及出于環(huán)保角度的考慮,我把書(shū)上的關(guān)于濃(。┫跛岷虲u的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn),讓學(xué)生分組在小型注射器里觀察現(xiàn)象。 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】學(xué)生分成6組實(shí)驗(yàn)
(1) 在三個(gè)小燒杯中分別注入少許14 mol.L-1的濃硝酸,3 mol.L-1稀硝酸,6 mol.L-1NaOH溶液。 (2) 用兩支已經(jīng)放好銅片的5 mL的注射器分別從小燒杯中吸取濃硝酸和稀硝酸各1mL。
(3) 立即將注射器放入盛有NaOH的燒杯中,觀察注射器中銅片的變化,氣體的顏色,溶液的顏色,反
應(yīng)的速率。
(4)將稀硝酸那支注射器吸入少量空氣,觀察其中氣體顏色的變化。
處理:觀察完畢,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),向注射器中吸入適量NaOH溶液,小心振蕩即可。
【觀察點(diǎn)】學(xué)生要在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中對(duì)比濃硝酸、稀硝酸分別和Cu反應(yīng)的溶液顏色,氣體顏色,反應(yīng)速率。學(xué)生可以看到吸有濃硝酸的那支注射器中銅片上立刻產(chǎn)生大量氣泡,出現(xiàn)紅棕色氣體,溶液迅速變成藍(lán)綠色,氣體迅速把溶液壓入NaOH溶液中,出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。而吸有稀硝酸的那支注射器中銅片上則是慢慢產(chǎn)生少量氣泡,氣體的顏色是無(wú)色的,溶液變成藍(lán)色,一段時(shí)間后無(wú)色氣體把溶液壓入NaOH溶液中,出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。
【分析討論點(diǎn)】吸有濃硝酸的那支注射器中產(chǎn)生的紅棕色氣體事NO2,藍(lán)綠色溶液則為Cu2+,氣體迅速把溶液壓入NaOH溶液中,出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,進(jìn)一步驗(yàn)證了Cu2+的產(chǎn)生;而吸有稀硝酸的那支注射器中產(chǎn)生的無(wú)色氣體是NO,藍(lán)色溶液是Cu2+,氣體迅速把溶液壓入NaOH溶液中,出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,進(jìn)一步驗(yàn)證了Cu2+的產(chǎn)生。之后注射器中又吸入少量空氣后,氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色,也進(jìn)一步驗(yàn)證了無(wú)色氣體為NO。兩支注射器中實(shí)驗(yàn)速率的比較非常明顯。6個(gè)實(shí)驗(yàn)小組做出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還可能有所不同,細(xì)節(jié)的不同引導(dǎo)學(xué)生討論分析透徹。比如有些小組可能出現(xiàn)濃硝酸那支注射器的倒吸NaOH溶液的現(xiàn)象,這是由于NO2與NaOH反應(yīng)造成外壓大于內(nèi)壓而形成。讓學(xué)生根據(jù)看到的現(xiàn)象、分析出的結(jié)論寫(xiě)出化學(xué)方程式,并用已學(xué)方法配平方程式,得出氧化劑為HNO3,還原劑為Cu。得出HNO3既起到強(qiáng)氧化性的作用,又起到酸性的作用。
【板書(shū)】 硝酸的強(qiáng)氧化性
Cu + 4HNO3(濃) == Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3(。 == 3Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 4H2O
【演示實(shí)驗(yàn)】在廣口瓶中裝入飽和的澄清石灰水溶液約30 mL,在打有小孔的試管中注入14 mol.L-1的濃硝酸約5 mL。用熱水浴預(yù)熱試管中的濃硝酸,打開(kāi)試管上的橡皮塞,將加熱至紅熱的木炭放入試管中,立即塞好橡皮塞。觀察現(xiàn)象。
學(xué)生邊觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象邊思考PPT上展示的兩個(gè)問(wèn)題:(1)廣口瓶中為什么要放入飽和澄清石灰水?(2)為什么要在試管上部打個(gè)小孔?
【觀察點(diǎn)】小試管中C和濃硝酸劇烈反應(yīng),C在濃硝酸中上下翻滾,紅棕色氣體充滿整個(gè)氣體,慢慢氣體從小孔溢出充滿整個(gè)廣口瓶,搖晃廣口瓶,澄清石灰水變渾濁。 【分析討論點(diǎn)】紅棕色氣體是NO2,澄清石灰水變渾濁說(shuō)明產(chǎn)生了CO2,小試管中打小孔是出于環(huán)保考慮,讓NO2從小孔出來(lái)被澄清石灰水吸收。讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象寫(xiě)出化學(xué)方程式并配平,得出濃硝酸是氧化劑,顯示出它的強(qiáng)氧化性!
【板書(shū)】 C + 4HNO3(濃) == 4NO2↑+ CO2↑+ 2H2O
5、總結(jié)比較:
這節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是硝酸的不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性,通過(guò)今天這節(jié)課,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)完整了三大強(qiáng)酸,因此在課的最后可以讓學(xué)生比較一下三大強(qiáng)酸之間的相同和不同。從物理性質(zhì)出發(fā),濃鹽酸,濃硝酸易揮發(fā),濃硫酸不揮發(fā),反而有吸水性;化學(xué)性質(zhì)方面的不穩(wěn)定性,濃鹽酸和濃硫酸都穩(wěn)定不分解,濃硝酸不穩(wěn)定,見(jiàn)光受熱易分解;化學(xué)性質(zhì)的強(qiáng)氧化性方面,鹽酸和稀硫酸無(wú)強(qiáng)化性,它與活潑金屬反應(yīng)的氧化性表現(xiàn)在H元素上,因此生成H2,濃硫酸和濃(。┫跛岷徒饘俜磻(yīng)的強(qiáng)氧化性表現(xiàn)在S元素和N元素上,因此不生成H2,而是生成SO2、NO2、NO,其中濃硫酸和Cu反應(yīng)要加熱,濃(。┫跛岷虲u反應(yīng)無(wú)需加熱;鹽酸和稀硫酸不能和C反應(yīng),濃硫酸、濃硝酸和C可以反應(yīng)。
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