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文檔簡介

37/37第四節(jié)氨硝酸硫酸整體設計從容說課本節(jié)課是典型的元素化合物知識,它是在初中有關硫酸的知識基礎上更深入地學習有關硫酸的知識,硫酸是重要的基本化工產(chǎn)品之一,它既具有酸的通性,又有自身的特殊性。初中主要學習了稀硫酸的一些性質(zhì),因此在這一節(jié)中主要側(cè)重于學習濃硫酸的吸水性、脫水性以及氧化性。對于這一節(jié)應該重視與初中的聯(lián)系,本節(jié)通過“思考與交流”,應用初中化學知識了解硫酸、硝酸具有酸的通性,然后引出濃硫酸和硝酸的氧化性。氨的性質(zhì)主要學習氨的水溶性、氨水的堿性以及氨與酸的反應,同時也應該特別重視化學實驗。所以首先要做好有關知識的復習,讓學生對稀硫酸的性質(zhì)做到心中有數(shù)。其次要做好實驗,有條件的可在實驗室中進行,在教師的指導下邊講邊實驗。所以可按照“復習→實驗→觀察→理解→練習掌握”的程序來處理。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(zhì)、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(zhì),同時它又是水溶液呈堿性的唯一氣體,而且是大家非常熟悉的物質(zhì)。因此,將它們歸為一節(jié)進行學習。硫酸、硝酸和氨是重要的基本化工產(chǎn)品。掌握硫酸、硝酸和氨的性質(zhì),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(zhì)和制法,以及自然界中氮的循環(huán)為內(nèi)容,目的是讓學生了解這些重要化工產(chǎn)品的主要性質(zhì),了解氮的循環(huán)對生態(tài)平衡的作用。本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點:1.重視主干知識,建構知識結構。知識結構由主干知識和基本知識構成,主干知識作支撐。濃硫酸、硝酸的主干知識是強氧化性,它們能與絕大多數(shù)金屬起反應,也能與一些非金屬起反應,反應的特點是濃硫酸、硝酸中的硫、氮元素被還原,生成硫的氧化物和氮的氧化物。氨的主干知識是水溶液呈堿性,因此容易與酸反應生成鹽。教科書對于這些主干知識采用實驗進行建構,用圖示進行加深,用化學反應方程式進行強化,而對其他一些基本知識,則采用“思考與交流”“資料卡片”等形式來呈現(xiàn)。2.重視環(huán)境教育的滲透。例如,濃硫酸與銅反應的實驗,以往是用銅片與濃硫酸反應,實驗時反應不能隨意停止,過多的SO2會造成環(huán)境污染。現(xiàn)在改用銅絲與濃硫酸反應,反應一會兒后,拉出銅絲,反應即停止,減少了SO2對環(huán)境的污染。對于自然界中氮的循環(huán),教科書采用圖片與問題相結合的形式,旨在通過討論,讓學生認識氮的循環(huán)對生態(tài)平衡的重要作用。教學建議如下:1.重視實驗,充分發(fā)揮實驗的功能。實驗→觀察→分析是本節(jié)教學的重要手段與方法。為取得良好的實驗效果,教師要明確實驗目的,明確實驗觀察的重點,使學生通過仔細觀察現(xiàn)象,來分析變化的本質(zhì)。另外,還要強調(diào)實驗的操作要點及要掌握的實驗技能等。在復習濃硫酸的吸水性、脫水性時可做蔗糖中加濃硫酸的實驗,結合教科書圖427,以激發(fā)學生的興趣。對于硫酸的氧化性,建議演示實驗前設置一些思考題,這樣可以對銅與濃硫酸反應的實驗進行改進(見教案內(nèi)容)。對于硝酸與銅、非金屬的反應,可以適當補充演示實驗,但必須控制環(huán)境污染問題。做濃、稀硝酸與銅反應的實驗時要選用細長的導線銅絲。這樣既反應快,又便于及時抽出,污染少。選用1∶2的稀硝酸現(xiàn)象較明顯,為增強可觀察性,可用白紙作襯托。在做紅熱的木炭在濃硝酸里燃燒的實驗時,要求學生認真觀察實驗現(xiàn)象,并指出除碳外,硫、磷也能被濃硝酸氧化,至于氧化的產(chǎn)物不要求學生掌握。要記住王水的組成,可引導學生妙用王水中的“王”字的豎橫筆畫比,幫助記憶。2.運用比較歸納法進行學習。濃硫酸、硝酸的氧化性有許多相似的地方,通過比較可以加深理解、方便記憶。如濃硫酸、硝酸作氧化劑時,都是硫、氮元素被還原;都是濃的溶液氧化性比稀的溶液強;濃硫酸、濃硝酸都能與不活潑金屬和一些非金屬反應;在常溫下,濃硫酸、濃硝酸都能使鐵、鋁表面氧化生成牢固的氧化物薄膜,從而阻止酸與內(nèi)層金屬的反應等。在教學過程中,學生常常會錯誤地認為:硝酸愈稀,被還原的程度愈大,說明硝酸愈稀氧化能力愈強。對此,要向?qū)W生說明,氧化性的強弱是指氧化其他元素的能力,而不是指本身被還原的程度,即不能以還原產(chǎn)物中氮的價態(tài)作為衡量標準。在教學中還可以引導學生歸納氨的特殊性,如氨水的化學式、氨水的酸堿性等。3.加強思想方法教育。討論濃硫酸和硝酸的性質(zhì)時,要突出氧化還原的觀點,分析反應的特點,從而理解濃硫酸、硝酸的氧化性表現(xiàn)在硫、氮元素價態(tài)的變化上。另外,學生學習了濃硫酸、硝酸的強氧化性后,一定會產(chǎn)生疑問:濃硫酸、稀硫酸中溶質(zhì)都是H2SO4,為什么性質(zhì)有如此大的差異?濃硝酸、稀硝酸的氧化性為什么也有比較大的差異?這時要引導學生運用內(nèi)因與外因的關系進行分析,指出量變會引起質(zhì)變,加深對自然辯證法的認識。4.注意教學方式的多樣化。應充分利用各種實物、音像資料,通過觀看、閱讀、講解、討論等多種形式進行教學。尤其要注意不斷創(chuàng)設問題的情景,引發(fā)學生討論,還要鼓勵學生主動提出問題,質(zhì)疑釋疑等。教學重點濃硫酸、硝酸的氧化性,氨的化學性質(zhì)教學難點濃硫酸、硝酸的氧化性課時安排3課時第1課時教學設計三維目標知識與技能1.了解氨的物理性質(zhì),掌握氨的化學性質(zhì)、銨鹽的性質(zhì)及氨的實驗室制法。2.學會銨離子的檢驗方法,能設計實驗認識氨的化學性質(zhì)。過程與方法1.運用對比方法,區(qū)別氨和銨的組成、結構、性質(zhì),從而培養(yǎng)學習知識的能力。2.通過對實驗的觀察和分析,培養(yǎng)觀察能力、思維能力和應用化學實驗發(fā)現(xiàn)學習新知識的能力。情感、態(tài)度和價值觀1.通過氨的吸收實驗培養(yǎng)學生環(huán)保意識。通過結構與性質(zhì)之間的關系對學生進行辯證唯物主義教育,激發(fā)學生學習化學的興趣。2.不斷引導學生發(fā)揮主觀能動性,自行歸納、整理知識線索,交流學習方法,建立自信心,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,并嘗試創(chuàng)造的喜悅。教學重點氨和銨鹽的化學性質(zhì)教學難點實驗室制氨的化學反應原理教具準備1.儀器:NH3的球棍模型和比例模型、紅色石蕊試紙、試管、燒杯、試管夾、鐵架臺(鐵夾)、玻璃棒、滴管、酒精燈、雙孔橡皮塞、乳膠管、燒杯、燒瓶、鐵架臺、滴管、導管、止水夾2.藥品:一集氣瓶氨氣、一燒瓶氨氣、濃氨水、濃鹽酸、NaOH溶液、NH4Cl晶體、(NH4)2SO4晶體教學過程導入新課演示:空瓶生煙課前準備兩瓶氣體,一瓶為HCl,一瓶為NH3,使兩瓶相對(HCl在上),抽出玻璃片,則濃煙滾滾,立即充滿兩瓶。(也可以改為魔術表演)[創(chuàng)設情景]打開裝有碳酸氫銨的化肥袋或在炎熱的夏季到一些衛(wèi)生條件很差的公共廁所,常會聞到一股刺激性氣味的氣體,有時甚至讓人睜不開眼,這是什么氣體呢?這就是我們這節(jié)課要學習的氨氣。一、氨1.NH3的物理性質(zhì)師:展示一瓶氨氣(引導學生觀察氨氣的顏色和狀態(tài),并聞其氣味)。思考:如何用實驗證明某氣體極易溶于水?演示:[實驗4-8]氨的噴泉實驗(如右圖所示連接裝置)思考:此實驗成功的關鍵是什么?(氨氣濃度大、裝置密封、燒瓶干燥)師:你觀察到什么現(xiàn)象呢?這些現(xiàn)象說明什么問題呢?生:(觀察實驗現(xiàn)象)形成紅色噴泉。紅色噴泉的形成證明:氨極易溶于水,水溶液顯堿性。(媒體)純凈的氨氣是____________、____________的氣體,比空氣。氨很容易____________,液氨汽化時要____________大量的熱。氨____________溶于水(1∶_____________)。(學生完成,多媒體公布答案)師:氨的水溶液是堿性的,但其中的水是中性的,氨分子也沒有氫氧根離子。氨水為什么會顯堿性呢?[板書]2.氨的化學性質(zhì)(1)NH3與水的反應:師:分析NH3+H2ONH3·H2O+OH-NH3+H2O+OH-師:其中一水合氨很不穩(wěn)定,受熱會分解。NH3·H2ONH3↑+H2O[板書]NH3+H2ONH3·H2O+OH-師:請大家閱讀P98的資料卡片,思考分析NH3溶于水的過程,討論氨水中含有哪些粒子呢?生:分子____________、離子____________。[小結](媒體展示相關知識)①上述反應為可逆反應。②溶液中NH3大部分與水結合成NH3·H2O,但NH3·H2O只有一小部分發(fā)生電離(0.1mol·L-1氨水中只有1.34%電離),所以,氨水中c(NH3·H2O)的濃度較,而c()和c(OH-)的濃度較___________,氨水是___________堿。③氨水中含有的分子有___________、離子有______________________。但通常把___________當作溶質(zhì),___________當作溶劑。(“0.1mol·L-1氨水”的含義是什么?)④氨水的密度比水___________,而且密度隨濃度的增大而___________。[知識拓展](投影表格)氨水與液氨(學生認真分析比較,填寫表格)液氨和氨水的比較液氨氨水物質(zhì)成分純凈物(非電解質(zhì))混合物(NH3·H2O為弱電解質(zhì))粒子種類NH3分子NH3、NH3·H2O、H2O、、OH-、H+主要性質(zhì)不具有堿性具有堿的通性存在條件常溫常壓下不能存在常溫常壓下可存在[板書](2)NH3與酸的反應:[演示實驗]氨與氯化氫反應生:觀察并記錄現(xiàn)象,當兩根玻璃棒接近時,產(chǎn)生較多的白煙。師:此白煙就是氨氣與HCl化合而生成的微小的NH4Cl晶體。由此也可以知道NH3與酸反應的實質(zhì)是NH3與H+結合生成的過程。[板書]化學方程式:NH3+HCl====NH4Cl師:通過NH3和HCl的反應生成氯化銨,可知氨與酸反應的產(chǎn)物應該是對應的銨鹽,下面請同學們寫出氨與硝酸、硫酸反應的化學方程式,請一位同學在黑板上板演。生:(書寫要求的化學反應方程式,其中一名同學在黑板上板演)師:(引導學生評價板演結果,指出錯誤或?qū)φ_結果予以肯定)生:NH3+HNO3====NH4NO3、2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4師:請大家思考生產(chǎn)Cl2的化工廠常用濃氨水來檢查生產(chǎn)設備和管道是否漏氣,如有白煙生成,則說明已發(fā)生漏氣,這是為什么?(學生思考完成)[知識拓展]師:前邊所討論的氨的性質(zhì)涉及的反應都是非氧化還原反應,氨中氮元素的化合價沒有改變,那么-3價的氮元素是否可以改變呢?在什么情況下可以改變呢?變化時氨表現(xiàn)出氧化性還是還原性?生:(思考分析)氨中氮元素為最低價,應該具有還原性,要實現(xiàn)-3價氮元素化合價的升高,就需要提供氧化劑,進一步思考需要哪些氧化劑。師:氨中-3價的氮元素化合價是可以升高的,如在催化劑(Pt)的作用下與氧氣發(fā)生反應生成NO和H2O,并放出熱量。[板書](3)氨與氧氣的反應(氨催化氧化)氨的制取4NH3+5O24NO+6H2O師:這一反應又叫氨的催化氧化(或叫接觸氧化),是工業(yè)制硝酸中的關鍵一步。師:認識氨的主要物理、化學性質(zhì)之后,我們在實驗室如何制取氨氣呢?[演示實驗]實驗室制取氨氣(參照教材圖)[板書]3.NH3的實驗室制法師:(引導學生參與討論氨的制備實驗)原料:用銨鹽〔NH4Cl,(NH4)2SO4〕與消石灰混合加熱來制取氨氣。原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O裝置:“固體+固體”加熱裝置;發(fā)生裝置與制O2相似。收集:向下排空氣法;收集的試管口塞上棉團,防止NH3與空氣對流。干燥:堿石灰檢驗:(1)濕潤的紅色石蕊試紙(變藍);(2)蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近瓶口(產(chǎn)生白煙)。問題與探究:1.能否用濃硫酸干燥NH3?2.能否使用NH4HCO3、NH4NO3、NH4Cl?為什么?3.使用堿石灰代替消石灰有什么優(yōu)點?(學生分析討論實驗問題,合作交流,匯報交流結果)師:氨與酸反應形成銨鹽,我們下面分析銨鹽的性質(zhì)。[板書]4.銨鹽師:銨鹽是銨根離子()和酸根離子組成的化合物。銨鹽都是晶體,能溶于水。銨鹽有哪些主要的化學性質(zhì)呢?[演示實驗]加熱NH4Cl觀察現(xiàn)象,是否是升華?(學生對比NH4Cl分解和碘的升華區(qū)別)(1)銨鹽受熱易分解:[板書]化學方程式:NH4ClNH3↑+HCl↑、NH3+HCl====NH4Cl師:家里存放的NH4HCO3一段時間后會有一股刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,是什么原因呢?請寫出反應的化學方程式。生:NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑師:從氨氣的實驗室制法考慮,銨鹽與堿可以發(fā)生怎樣的反應呢?生:銨鹽能與堿反應放出氨氣。師:請寫出(NH4)2SO4和NaOH在加熱時反應的化學方程式。[板書](2)銨鹽與堿的反應:(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O師:強調(diào)這個性質(zhì)是一切銨鹽的共同性質(zhì),實驗室可利用這個性質(zhì)來檢驗的存在。[問題探究]1.為什么碳銨要在早晚施用?2.銨鹽不能與草木灰混合使用,為什么?[實驗設計](1)取少量碳酸氫銨放入試管,觀察顏色、狀態(tài)。(2)把試管微微加熱,看到有什么現(xiàn)象?聞一聞有什么氣味?(3)再用玻璃棒在濃鹽酸里蘸一下,然后接近試管口,觀察現(xiàn)象?思考:微熱后產(chǎn)生的是什么氣體?這對氮肥的肥效有什么影響?施用時應采取什么相應的措施防止或減少損失?(教師引導學生積極思考,探究與生活相關的知識,體現(xiàn)學以致用的思想)(播放視頻)小專輯“氨的用途”師:對比視頻材料,結合教材,你能否歸納出氨有哪些主要用途呢?生:(歸納氨的主要用途)可用于氮肥工業(yè)及其他化工產(chǎn)業(yè)上(如:制純堿),制冷劑。[板書]5.NH3的用途(媒體)氨的用途氨的用途[思考交流](閱讀教材自然界中氮的循環(huán)圖)[例題剖析](例1)密度為0.91g·cm-3的氨水,質(zhì)量分數(shù)為25%,該氨水用等體積的水稀釋后,所得溶液的質(zhì)量分數(shù)()A.等于12.5%B.大于12.5%C.小于12.5%D.無法確定師:這是一道涉及溶液的稀釋的問題,對能力的要求比較高,大家可以討論本題的解題思路是什么。生:我認為關鍵是要明確氨水的密度與質(zhì)量分數(shù)的關系,氨水的濃度越大,密度越小,這一點對本題的解題一定有幫助。我認為既然本題屬于溶液的稀釋的問題,就應該抓住溶液的稀釋過程的本質(zhì),即溶質(zhì)的量不變。如果可以把稀釋過程中溶質(zhì)的量表示出來,一定可以解出結果。師:很好。(引導學生充分表達自己的看法,讓其他同學參與討論,暢所欲言)教師精講:氨水的密度比水小,且隨著濃度的增大,密度反而減小。本題可分兩步考慮,若等質(zhì)量混合時,所得溶液的質(zhì)量分數(shù)為12.5%,而等體積混合時,氨水的質(zhì)量小于水的質(zhì)量,故所得溶液的質(zhì)量分數(shù)小于12.5%。本題正確選項為C。這里使用的方法是思維分析法,有時候?qū)鉀Q問題很有幫助!(例2)將可能混有下列物質(zhì)的硫酸銨樣品13.2g在加熱條件下,與過量NaOH溶液反應,在標準狀況下收集到4.3L氣體,則該樣品中不可能混有的物質(zhì)是()A.NH4HCO3和NH4NO3B.(NH4)2CO3和NH4NO3C.NH4Cl和(NH4)2CO3D.NH4Cl和NH4HCO3師:這是一道涉及混合物的計算的題目,要求同學們能夠準確地把握題給條件,認真探討反應的實質(zhì)。生:我認為關鍵首先要把幾個反應的化學方程式都寫出來,再列方程求解。不過這樣做太麻煩了,是不是有更好的辦法呢?我認為可以抓住反應的實質(zhì),即抓住反應的離子方程式是+OH-====NH3+H2O,這樣可否簡化解題過程呢?可否從幾種銨鹽中氮元素的含量通過化學式來解決這個問題呢?師:大家說得很好,還有沒有新的思路呢?(引導學生充分表達自己看法,讓其他同學參與討論,暢所欲言)教師精講:本題可采用平均值法計算。由~NH3可計算得樣品中的含量為26.2%,再由硫酸銨中的質(zhì)量分數(shù)27.2%,可知其他銨鹽中的質(zhì)量分數(shù)必小于27.2%。現(xiàn)將有關銨鹽中的質(zhì)量分數(shù)計算結果列出:NH4NO3為22.5%、(NH4)2CO3為22.8%、NH4Cl為33.6%、(NH4)2CO3為37.5%,由此可知僅NH4Cl和(NH4)2CO3中質(zhì)量分數(shù)大于27.2%。故樣品中不可能含有的物質(zhì)是NH4Cl和(NH4)2CO3。答案:C(例3)氨跟氧化銅反應可以制備氮氣(2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2),而氨氣跟鎂在高溫下反應可得到氮化鎂,但氮化鎂遇水即反應生成Mg(OH)2和NH3。下面是甲、乙兩位學生提出的制備氮化鎂的兩種實驗方案示意框圖(實驗前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排除;圖中箭頭表示氣體的流向)。甲乙填空和回答問題:(1)甲、乙兩位學生提出的實驗方案是否能制得氮化鎂?(填“能”或“不能”)甲_____________,乙_____________。(2)具體說明不能制得氮化鎂的原因(如果兩個方案都能制得氮化鎂,此小題不用回答)_______________________________________________________________________________。師:這是一道涉及化學實驗的方案設計和評價的問題,對能力的要求比較高,大家可以互相討論本題的解題思路是什么,應該如何利用題給信息解決實驗設計問題。生:我認為解題關鍵是要明確實驗的目的是什么,可以通過發(fā)生的什么化學反應來實現(xiàn),然后由化學反應確定需要選擇的藥品和儀器裝置,從而探討實驗的步驟。不過要想解決這個問題,必須要有新的思路。本題的解題關鍵要首先明確兩個化學反應的特點,然后要注意把信息用好,按照反應的路徑進行認真復習,在分析中驗證反應特征和優(yōu)劣點。師:太棒了。(引導學生充分表達自己的看法,讓其他同學參與討論,暢所欲言)教師精講:解此題的關鍵是要弄清各裝置中所發(fā)生的化學反應。甲同學制取的氣體通過堿石灰后,再通過濃H2SO4,NH3被吸收,無法與灼熱的CuO反應制取氮氣。乙同學制取的NH3通過灼熱的CuO后,導出的氣體中含有N2和未反應完全的氨氣,被水吸收NH3后,用濃H2SO4干燥,便可以得到干燥、純凈的氮氣,與Mg粉反應制得Mg3N2固體。答案:(1)不能能(2)甲同學因制得的NH3被濃H2SO4吸收,無法與CuO反應制取氮氣[課堂小結]總結本節(jié)課的內(nèi)容。[知識拓展]思考:比較氨氣、液氨、氨水、銨離子有什么區(qū)別?在氨水中存在哪些分子和離子?氨氣、液氨、氨水、銨離子的比較色、態(tài)、味物質(zhì)種類組成粒子主要化學性質(zhì)氨氣液氨氨水銨離子注:物質(zhì)種類一欄中填寫“純凈物”或“混合物”。板書設計第四節(jié)氨硝酸硫酸一、氨1.氨的物理性質(zhì)2.氨的化學性質(zhì)(1)NH3與水的反應:NH3+H2ONH3·H2O+OH-NH3與酸的反應:NH3+HCl====NH4Cl2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4(2)NH3與O2的反應:4NH3+5O24NO+6H2O3.NH3的實驗室制法(1)原理:(2)儀器:4.銨鹽(1)銨鹽受熱易分解:(2)銨鹽與堿的反應:(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O5.氨的用途活動與探究1.向飽和NaCl溶液中通入足量的NH3后,再通入足量的CO2,發(fā)現(xiàn)有NaHCO3晶體析出,為什么?2.閱讀新聞,思考問題。[新聞]杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏:2004年4月20日上午10時,杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏事件,整個廠區(qū)是白茫茫的一片,方圓數(shù)百米,空氣中彌漫著一股濃烈的刺激性氣味,進入廠區(qū)呼吸都感到困難。廠區(qū)內(nèi)寒氣逼人。市消防中心接到報案后立即制定方案,出動上百名消防隊員,十余量消防車……[問題](1)為什么在氨氣泄漏時工廠里會寒氣逼人?(2)如何吸收彌漫在空氣中的大量氨氣?(3)被圍困在污染區(qū)的群眾怎樣做才能保證不吸入氨氣?3.在常溫下,還可用濃氨水與固體燒堿混合制氨氣,請思考應該使用什么樣的裝置?具體如何操作呢?(參考方法及裝置:如右圖所示安裝好裝置,在分液漏斗中加入濃氨水,在錐形瓶中加入少量固體氫氧化鈉(約一小藥匙),將濃氨水慢慢滴入錐形瓶,待冒出較多的氣泡時,用向下排氣法收集氨氣。實驗時要控制好濃氨水的滴入速度,分液漏斗的活塞不要開得太大,以免產(chǎn)生氨氣過多而沖開錐形瓶的塞子)隨堂練習1.下列關于氨的敘述錯誤的是()A.氨易液化,因此可用來作致冷劑B.氨易溶解于水,因此可用來做噴泉實驗C.氨極易溶解于水,因此氨水比較穩(wěn)定(不容易分解)D.氨溶解于水顯弱堿性,因此可使酚酞試劑變?yōu)榧t色答案:C2.用一充滿標準狀況下氨氣的燒瓶做噴泉實驗,當水充滿整個燒瓶后,燒瓶內(nèi)氨水(設此氨水的密度為1g·cm-3)的物質(zhì)的量濃度為()A.無法計算B.0.09mol·L-1C.0.18mol·L-1D.0.045mol·L-1答案:D3.下列各組離子,在強堿性溶液中可以大量共存的是()A.Na+、Ba2+、Cl-、B.Na+、K+、、C.、K+、Cl-、D.Na+、K+、、答案:BD4.有關氨氣的實驗較多,下面對這些實驗的實驗原理的分析正確的是()A.氨氣極易溶解于水的性質(zhì)可以解釋氨氣的噴泉實驗B.氨氣的還原性可以解釋氨氣與氯化氫的反應現(xiàn)象C.銨鹽的水溶性是實驗室中用NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取氨氣的原因D.NH3·H2O的熱穩(wěn)定性差可以解釋實驗室中用加熱氨水的方法制取氨氣答案:AD5.下列物質(zhì)存放方法正確的是()A.藥品柜的同一層不可存放濃硝酸和濃氨水B.少量的鈉保存在無水乙醇中C.少量白磷保存在二硫化碳中D.硅酸鈉溶液保存在玻璃塞的試劑瓶中答案:A6.某學生課外活動小組利用右圖所示裝置分別做如下實驗:(1)在試管中注入某紅色溶液,加熱試管,溶液顏色逐漸變淺,冷卻后恢復紅色,則原溶液可能是____________溶液;加熱時溶液由紅色逐漸變淺的原因是:______________________。(2)在試管中注入某無色溶液,加熱試管,溶液變?yōu)榧t色,冷卻后恢復無色,則此溶液可能是____________溶液;加熱時溶液由無色變?yōu)榧t色的原因是:__________________________。答案:(1)稀氨水和酚酞稀氨水中的NH3氣逸出,所以溶液的顏色變淺(2)溶有SO2的品紅SO2氣體逸出,品紅溶液恢復紅色7.氨可以形成多種離子,如N3-、、、、、等,已知與是由中性分子結合質(zhì)子形成的,有類似于的性質(zhì)。(1)1個含有________________個電子。(2)寫出在強堿溶液中反應的離子方程式:________________________________。(1)答案:22(2)+2OH-====N2H4+2H2O第2課時教學設計三維目標知識與技能1.鞏固稀硫酸的性質(zhì);掌握濃硫酸的特性及強氧化性。2.培養(yǎng)學生用新概念重新理解舊知識的能力;培養(yǎng)學生設計實驗、動手實驗、觀察現(xiàn)象,并根據(jù)實驗現(xiàn)象得出可能的規(guī)律的能力。過程與方法1.通過濃硫酸和稀硫酸性質(zhì)比較教學,分析其可能有的性質(zhì),并設計實驗來證明,激發(fā)學生學習化學的興趣,探索新知識的欲望,且在實驗研究中培養(yǎng)求實、進取的優(yōu)良品質(zhì)。2.使學生初步掌握研究物質(zhì)的方法——結構分析、推測可能的性質(zhì)、設計實驗、觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)象、得出結論,再辯證地分析結論的適用范圍。情感、態(tài)度與價值觀通過濃硫酸和稀硫酸性質(zhì)比較教學,對學生進行“現(xiàn)象與本質(zhì)”“量變與質(zhì)變”辯證唯物主義觀點的教育;通過動手實驗,使其體會理論上的理解和親手實驗的不同,而且實驗不總是每次都能成功,分析教訓、總結經(jīng)驗,培養(yǎng)學生嚴謹求實、勇于創(chuàng)新的科學品質(zhì)和認真仔細、實事求是的作風。教學重點濃硫酸的化學性質(zhì)(強氧化性)教學難點研究某物質(zhì)的程序和方法教具準備濃硫酸、紙、火柴、白糖、銅片、布、硝酸、硝酸鋇、燒杯、玻璃棒、試管、鐵架臺、酒精燈、導管等教學過程[多媒體]化學家的“元素組成通式”——C4H4Clear—Head清醒的頭腦Curious—Heart好奇的精神Clever—Hands靈巧的雙手Clean—Habit潔凈的習慣師:如果我們能以化學家的科學素養(yǎng)來要求我們自己,那么展現(xiàn)在我們面前的科學高峰一定瑰麗多姿。下面請同學們保持“清醒的頭腦”聽一則小故事。[投影]清華學子劉海洋傷熊事件。清華大學機電系四年級學生劉海洋先后兩次用火堿、濃硫酸將北京動物園的五只熊燒傷,其中一頭黑熊雙目失明。這一故意殘害動物的事件經(jīng)媒體披露后,引起了公眾的強烈憤慨!同時,“高材生為何會犯如此低級錯誤?一個‘好學生’為什么沒有成為一名好公民”的疑問也引發(fā)了社會各界廣泛地討論與深入地思考。(材料有很強的震撼力,學生陷入了沉思)師:劉海洋為何用濃硫酸殘害黑熊?濃硫酸又具有哪些重要性質(zhì)?這就是我們這節(jié)課要研究的內(nèi)容。[復習投影]描述下列的實驗(見附圖)現(xiàn)象,并說明稀H2SO4的性質(zhì)。(學生先討論,然后請幾名學生描述實驗現(xiàn)象,其他同學補充現(xiàn)象)師:請大家完成上述有關反應的離子方程式:生:學生書寫方程式(同位同學互相檢查,教師用實物投影檢查正誤后,投影正確答案)師:(投影)請看正確答案Zn+H2SO4——Zn+2H+====Zn2++H2↑NaOH+H2SO4——OH-+H+====H2OFe2O3+H2SO4——Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2OBaCl2+H2SO4——Ba2++====BaSO4↓師:對于濃硫酸的相關知識,你們了解多少?生:學生根據(jù)初中所學的知識,可以回答出硫酸的物理性質(zhì)及濃硫酸的吸水性、脫水性等。師:實驗室制氫氣時選用稀硫酸或鹽酸,而不用濃硫酸和硝酸,為什么?這都是我們這節(jié)課要解決的問題。[板書]二、硫酸和硝酸的氧化性師:濃硫酸和稀硫酸在性質(zhì)上有沒有什么區(qū)別呢?(生:有)師:實驗室制取氯化氫,為什么用濃硫酸與固體食鹽共熱?利用濃硫酸的什么性質(zhì)?生:難揮發(fā)性。[板書](一)硫酸的氧化性1.濃硫酸的特性(1)難揮發(fā)性——制揮發(fā)性酸師:在實驗室里常用濃硫酸干燥氣體,利用濃硫酸的什么性質(zhì)?(生:吸水性)[板書](2)吸水性[動畫模擬]濃硫酸吸收H2中的水蒸氣師:因為濃硫酸難揮發(fā),所以將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中,其濃度、質(zhì)量都不發(fā)生變化,這樣說對嗎?如果是濃鹽酸或濃硝酸呢?生:根據(jù)酸的不同性質(zhì),思考其在空氣中的變化情況。師:中午快到了,有些同學可能已經(jīng)餓了,我已經(jīng)給大家準備了精美的點心供大家加餐。[演示實驗]黑面包實驗蔗糖炭化:將一定量的蔗糖放入小燒杯中,加入濃硫酸。(引導學生觀察現(xiàn)象)學生描述觀察到的實驗現(xiàn)象:白色的蔗糖變黑,體積膨脹,產(chǎn)生大量的白霧。(小組之間進行相互補充與評價,培養(yǎng)學生的觀察能力及語言表達能力)[小結]實驗現(xiàn)象:①蔗糖由白→黑;②生成的黑色物質(zhì)呈面包狀;③聞一聞有刺激性氣味。師:蔗糖的分子式為C12H22O11,黑色產(chǎn)物是什么?體積為什么會膨脹?生:(學生分組討論后回答)濃硫酸使蔗糖脫水炭化,又吸水放熱,使生成的碳繼續(xù)被濃硫酸氧化產(chǎn)生大量的氣體。解釋現(xiàn)象:濃H2SO4與蔗糖(C12H22O11)作用,按水分子的組成脫去蔗糖分子中的H和O,生成C和H2O。[板書](3)脫水性(媒體)黑面包現(xiàn)象的本質(zhì):C12H22O1112C+11H2O有機化合物黑歸納:吸水脫水對象游離H2O有機化合物中的H和O本質(zhì)H2SO4+xH2O====H2SO4·xH2O+Q按H2O的組成脫去有機物中的H、O原子,脫去后生成水[設問]在盛有少量硫酸銅晶體的試管中注入濃硫酸,會有什么現(xiàn)象發(fā)生,體現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì)?生:藍色的硫酸銅晶體變成白色。因為濃硫酸吸收了膽礬中的水分,體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性。[設問]如果濃硫酸不慎沾到皮膚或衣服上,可能有什么后果,應該怎樣處理呢?生:立即用抹布拭去,然后用大量水沖洗,再用3%~5%的碳酸氫鈉溶液來沖洗。如果不慎濺入眼中,應該立即用大量水沖洗,并及時就醫(yī)。(進一步理解濃硫酸的脫水作用,并掌握化學實驗過程中意外事故的處理)[動畫模擬]濃硫酸的吸水性與脫水性。(通過多媒體的動畫效果,使學生加深對所學知識的印象,進一步理解吸水性的含義,及時鞏固所學的知識)[板書]2.強氧化性[實驗4-8]銅與濃硫酸反應,并檢驗生成的氣體。[思考](1)本實驗反應的條件是什么?(2)反應前后溶液及銅片有哪些變化?(3)實驗發(fā)生后品紅溶液(或紫色石蕊溶液)有何變化?由此得出什么結論?(4)盛品紅溶液試管口的棉花起什么作用?(學生帶著問題進行觀察,加強其對直觀現(xiàn)象的認識)[觀察現(xiàn)象]①固:紅→黑②液:無→棕黑→藍色③氣:無色有刺激性氣味,使KMnO4酸性溶液褪色;使品紅溶液褪色。(怎樣鑒別生成的氣體?教師要啟發(fā)不能用澄清石灰水鑒別)[板書]①Cu+H2SO4(濃)CuO+SO2↑+H2O還原劑氧化劑黑②CuO+H2SO4(濃)====CuSO4+H2O酸性合并式①+②+2H2(濃)====SO4+↑+2H2O師:[探究(1)]銅片變黑,黑色物質(zhì)是什么呢?怎么生成的呢?(學生開拓思維,積極思考,探究答案)師:介紹原理[探究(2)]本實驗的產(chǎn)物為有毒氣體,上述的實驗裝置有什么不足之處呢?你有無方法改進本實驗呢?(一石驚起千層浪,學生情緒高漲,設計多種實驗方案)(多媒體投影)參考實驗裝置,讓同學比較、評價實驗方案的差別和裝置的科學性及可行性。師:請大家思考,在上述反應中:(1)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物各是什么物質(zhì);(2)反應物的物質(zhì)的量之比是多少,還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比是多少;(3)濃硫酸在反應中的作用;(4)隨著反應的進行,濃硫酸的濃度有何改變。(學生討論實驗問題)師:在金屬活動順序表中,Cu是H之后較不活潑的金屬元素,稀硫酸不能與Cu反應。實驗證明,濃硫酸能把金屬活動順序表中H之后的金屬(除Pt、Au)氧化成金屬硫酸鹽,濃硫酸本身被還原生成SO2。師:濃硫酸能氧化不活潑的Cu、Hg、Ag等H之后的較不活潑的金屬,那么H之前的金屬是否就更容易被濃H2SO4氧化呢?實踐出真知。(學生演示)常溫下將一小塊鋁片放入稀硫酸中,有何現(xiàn)象?放入濃硫酸中呢?師:學生描述觀察到的現(xiàn)象:鋁片在濃硫酸中無明顯反應現(xiàn)象。(現(xiàn)實與想象不符,激發(fā)學生的探知欲。進一步認識濃硫酸的強氧化性以及與金屬單質(zhì)反應的特點。學生閱讀書本后回答問題)[板書]氧化大多數(shù)金屬:生成物中金屬顯高價,同時生成二氧化硫。常溫下濃硫酸使Al、Fe鈍化。師:學生閱讀課文有關內(nèi)容。教師啟發(fā)鈍化在實際中的應用:利用濃硫酸的這一特性,可在常溫時用鐵罐或鋁槽車貯運濃硫酸。那么貯運濃硫酸時應該注意什么問題呢?生:閱圖硫酸槽車[探究3]將足量鋅粒放入濃硫酸中,在反應開始的一段時間內(nèi)會產(chǎn)生H2嗎?隨著反應的進行呢?試解釋原因。硫酸槽車生:(學生討論后回答)開始時應產(chǎn)生SO2氣體,隨著反應的進行,濃硫酸的濃度變稀,則產(chǎn)生H2。(進一步了解濃硫酸與稀硫酸氧化性的差別,并體會量變引起質(zhì)變的哲學觀點)師:蔗糖炭化現(xiàn)象:黑色物質(zhì)為什么疏松多孔呢?(學生答有氣體)氣體是怎么形成的,生成的是什么氣體呢?師:濃硫酸使蔗糖脫水炭化后,又吸水放熱,使其繼續(xù)被濃H2SO4氧化。師:分析蔗糖炭化后的刺激性氣味。[板書](2)氧化某些非金屬如C、S、P等(濃硫酸的還原產(chǎn)物一般為二氧化硫)。C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O2H2SO4(濃)+S====3SO2↑+2H2O師:濃硫酸具有強氧化性,能氧化某些非金屬,又能氧化大多數(shù)金屬,那么能否氧化具有還原性的化合物呢?如實驗室為什么不用濃H2SO4制取及干燥H2S?[板書](3)氧化某些還原性化合物2NaI+2H2SO4(濃)====Na2SO4+I2+SO2↑+2H2OH2S+H2SO4(濃)====S↓+SO2+2H2O師:實驗證明:濃H2SO4的特性,稀硫酸都沒有;稀H2SO4的性質(zhì),濃H2SO4不完全具有。為什么濃、稀H2SO4性質(zhì)有這么大差別呢?讓我們一起分析。師生共同分析:上述反應中濃H2SO4的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H2SO4也具有氧化性,兩者相比有何差別?可舉例說明。[小結]濃H2SO4的氧化性由其分子中S+6(最高價)引起。稀硫酸也有氧化性,如Zn+2H+====Zn2++H2↑,由H+表現(xiàn),而Cu+H2SO4(稀)不反應。可見,H+的氧化性比S+6的氧化性弱且還原產(chǎn)物不同。(多媒體)硫酸用途視頻和圖片:[例題剖析](例1)濃硫酸具有如下性質(zhì):A.酸性B.強氧化性C.難揮發(fā)性D.吸水性E.脫水性,下列實驗或事實主要表現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì),將適當?shù)男蛱柼钊肜ㄌ栔小?1)濃硫酸可作氣體干燥劑。()(2)濃硫酸不能干燥氨氣。()(3)棉布上滴上濃硫酸出現(xiàn)破洞。()(4)濃硫酸不能干燥硫化氫。()(5)濃硫酸可以干燥二氧化硫。()(6)濃硫酸可以制取氯化氫氣體。()(7)濃硫酸不能制取碘化氫。()(8)鐵片投入濃硫酸中不溶解。()(9)熱的濃硫酸中投入銀可溶解。()(10)清洗濃硫酸罐見明火易爆炸。()(11)膽礬遇濃硫酸變白色。()師:有關濃硫酸的性質(zhì)和用途一直是我們應該密切關注的問題,也是我們學習的重點,如何密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際,把硫酸的性質(zhì)和用途聯(lián)系起來呢?本題做出了一定的探索。大家看試題中設計的問題涉及了硫酸的哪些性質(zhì)和用途呢?(教師要引導學生認真復習硫酸的知識,就硫酸的性質(zhì)及主要應用從上述11個方面展開討論,在互相交流與合作中加深對概念的理解,鞏固知識,提高把知識應用于實際生活的能力)教師精講:(1)濃硫酸可作氣體干燥劑,因為濃硫酸與水能形成穩(wěn)定的水合物,具有吸水性。(2)濃H2SO4有酸性,氨氣是堿性氣體,可以被硫酸吸收生成氨鹽。反應的化學方程式為:2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4(3)棉布由纖維素組成,濃硫酸能將其氫、氧兩元素以2∶1的比例脫出來,只留下碳而變黑,發(fā)生炭化,這是濃硫酸有脫水性。(4)硫化氫氣體具有還原性,濃硫酸有氧化性,發(fā)生氧化還原反應H2S+H2SO4(濃)====S↓+SO2+2H2O,故H2S不能用濃硫酸干燥。(5)SO2與濃H2SO4之間因為硫不存在中間價態(tài),不發(fā)生氧化還原反應,濃H2SO4有吸水性,將SO2干燥。(6)濃硫酸沸點338℃,是高沸點、難揮發(fā)性酸,它可制易揮發(fā)的氯化氫氣體。(思考:能否利用類似的原理來制備溴化氫、碘化氫等氣體呢?)(7)濃硫酸可將碘化氫中的碘離子氧化成為單質(zhì)碘,得不到碘化氫氣體。(8)常溫下,強氧化性的濃硫酸使鐵的表面氧化成一層致密的氧化膜而被鈍化。(9)銀是不活潑的金屬,在加熱的條件下,濃硫酸將銀氧化。(10)濃硫酸鐵罐用水清洗,濃硫酸變?yōu)橄2SO4,發(fā)生反應Fe+H2SO4(稀)====FeSO4+H2↑(見明火氫氣易燃,發(fā)生爆炸)(11)膽礬與濃硫酸作用:CuSO4·5H2O+5H2SO4(濃)====5H2SO4·H2O+CuSO4,現(xiàn)象由藍色變?yōu)榘咨?,屬于吸水作用。答案?1)D(2)A(3)E(4)B(5)D(6)C(7)B(8)B(9)B(10)A(11)D師:大家看本題的優(yōu)點在哪里呢?生:本題重點抓住了硫酸的重要特性來命題,既有知識的整合,又有與社會生活的聯(lián)系,使我們在鞏固知識的同時開闊了眼界。(例2)下列關于濃硫酸的敘述正確的是()A.濃硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化B.濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應放出二氧化硫氣體C.濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氨氣、氫氣等氣體D.濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化師:通過剛才對例1的分析,再解決這個問題,應該很方便,請大家討論試題的命題方向和考查點。生:由4個選項的特征來探討濃硫酸的典型性質(zhì)的表現(xiàn)方式,需要注意什么問題?教師精講:本題主要考查濃H2SO4的特性。濃H2SO4表現(xiàn)吸水性的前提是物質(zhì)中含有水分子,利用此性質(zhì)可干燥除氨氣、還原性氣體外的氣體;而表現(xiàn)脫水性時,一般物質(zhì)中無水分子,但含氫、氧兩元素,將H、O原子按2∶1的物質(zhì)的量比脫出,故A、C兩項皆不正確;濃H2SO4具有強氧化性,在加熱時可與金屬和非金屬反應,但在常溫下不與Cu反應,卻能使鐵、鋁等鈍化,故B項不正確。本題答案為D。[課堂小結]本節(jié)課學習的主要內(nèi)容有:由于硫酸的濃度不同,因而硫酸反應情況不同,生成物也不同。(1)稀硫酸——弱氧化性——可與活潑金屬反應,生成H2——氧化性由H+體現(xiàn)出來。(2)濃硫酸——強氧化性——在加熱的情況下可與絕大多數(shù)金屬以及非金屬反應,生成SO2——氧化性由+6價的硫離子體現(xiàn)出來。板書設計二、硫酸和硝酸的氧化性(一)硫酸的氧化性1.濃硫酸的特性(1)難揮發(fā)性——制揮發(fā)性酸(2)吸水性(3)脫水性2.強氧化性(1)Cu+2H2(濃)====CuSO4+↑+2H2O(2)氧化某些非金屬如C、S、P等(濃硫酸的還原產(chǎn)物一般為二氧化硫)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O(3)氧化某些還原性化合物2NaI+2H2SO4(濃)====Na2SO4+I2+SO2↑+2H2OH2S+H2SO4(濃)====S↓+SO2+2H2O活動與探究1.哪些方法可以區(qū)分濃硫酸與稀硫酸?(學生分組課后討論、歸納總結)2.通過社會調(diào)查,了解硫酸有哪些主要用途,這些用途分別涉及硫酸的哪些物理、化學性質(zhì)。3.參觀硫酸的生產(chǎn)流程,了解硫酸生產(chǎn)的相關知識:如原料、貯存、運輸、銷售等知識。上網(wǎng)查詢有關硫酸的資料,互相交流。隨堂練習1.向50mL18mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的銅片,加熱使之反應。則充分反應后,被還原的H2SO4的物質(zhì)的量()A.小于0.45molB.等于0.45molC.在0.45mol和0.90mol之間D.大于0.90mol答案:A2.下列氣體不能用濃H2SO4干燥的是()A.CO2B.NH3C.SO2D.HCl答案:B3.檢驗某未知溶液中是否含有的下列操作中,合理的是()A.先加硝酸酸化,再加氯化鋇溶液B.先加鹽酸酸化,再加氯化鋇溶液C.先加硝酸酸化,再加硝酸鋇溶液D.先加鹽酸酸化,再加硝酸鋇溶液答案:B4.有Na2SO3、BaCl2、Na2SO4、NaHCO3等四瓶溶液,只用一種試劑進行鑒別,應選用的試劑是()A.Na2CO3溶液B.硝酸C.硫酸D.AgNO3溶液答案:C5.有關硫酸的下列化學反應中,不是表現(xiàn)硫酸氧化性的是()A.濃硫酸與鋁的反應B.濃硫酸與木炭的反應C.稀硫酸與鋅的反應D.稀硫酸與純堿的反應答案:D6.下列敘述或操作正確的是()A.濃硫酸具有強氧化性,稀硫酸無氧化性B.濃硫酸不慎沾到皮膚上,應立即用布拭去,再用水沖洗C.稀釋濃硫酸時應將濃硫酸沿著燒杯壁慢慢地注入盛有水的燒杯中,并不斷攪拌D.濃硫酸與銅的反應中,濃硫酸僅表現(xiàn)強氧化性答案:BC7.右圖小試管中盛有幾毫升水,與大試管相連通的U形細玻璃管內(nèi)放有少量水(已染成紅色)。如沿小試管壁小心地慢慢注入3mL濃硫酸,靜置片刻后,U形細玻璃管中可觀察到的液面現(xiàn)象是()A.左高右低B.左低右高C.左右一樣高D.來回振動答案:B8.將一定量的鐵粉和硫粉的混合物共熱,充分反應后冷卻,再加入足量的稀硫酸,得到標準狀況下的氣體11.2L,則原混合物可能的組成是(n代表物質(zhì)的量)()A.n(Fe)<n(S)總質(zhì)量等于44gB.n(Fe)>n(S)總質(zhì)量等于44gC.n(Fe)=n(S)總質(zhì)量大于44gD.n(Fe)>n(S)總質(zhì)量小于44g答案:D9.硫酸的性質(zhì)有:A.高沸點;B.強酸性;C.吸水性;D.脫水性;E.強氧化性。在下列硫酸的用途或化學反應中,硫酸可能表現(xiàn)上述的一個或者多個性質(zhì),試用字母填空:(1)實驗室制取氫氣_______________;(2)實驗室干燥氫氣_______________;(3)濃硫酸與金屬銅的反應_______________;(4)實際生產(chǎn)中,濃硫酸可用鋼瓶貯運_______________;(5)濃硫酸使蔗糖變黑,且有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生_______________。答案:(1)B(2)C(3)BE(4)E(5)DE(提示:濃硫酸使蔗糖脫水炭化的同時,生成的單質(zhì)碳在該環(huán)境下,與濃硫酸繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應,生成具有刺激性氣味的SO2氣體)第3課時教學設計三維目標知識與技能1.了解硝酸的物理性質(zhì)及保存方法。2.理解硝酸的強酸性。3.掌握硝酸的不穩(wěn)定性、強氧化性和制取硝酸的原理。過程與方法1.學會全面觀察、分析、設計實驗,提高觀察、實驗、探索、思維和自學能力。2.通過探究硝酸的性質(zhì),培養(yǎng)學生的動手、動腦和運用知識的能力、觀察能力。情感、態(tài)度和價值觀1.通過掌握濃、稀硝酸性質(zhì)的差異,使學生進一步理解量變引起質(zhì)變的規(guī)律,幫助學生樹立起辯證唯物主義的世界觀。2.了解工業(yè)制硝酸中尾氣的危害及處理方法,增強學生環(huán)保意識。3.通過介紹化學家的故事,使學生樹立熱愛科學、尊重科學的品質(zhì),激發(fā)學生學習的興趣。教學重點硝酸的不穩(wěn)定性和強氧化性教學難點硝酸的強氧化性教具準備多媒體、試管、試管夾、無色透明氣球、銅片、濃(?。〩NO3、酒精燈、膠頭滴管教學過程導入新課(用多媒體展示故事內(nèi)容——玻爾巧藏諾貝爾金獎章)丹麥有位叫玻爾的科學家,37歲時他獲得了1922年的諾貝爾獎。第二次世界大戰(zhàn)期間,玻爾被迫離開即將被德軍占領的祖國,為了表示他一定要返回祖國的決心,他決定將諾貝爾獎章留在實驗室。玻爾把金獎章溶解在盛有王水的試劑瓶里。后來,納粹分子竄入玻爾實驗室,那個試劑瓶就在他們的眼皮底下,他們卻一無所知。戰(zhàn)爭結束后,玻爾從王水中把金還原出來,并重新鑄成獎章。玻爾配制王水的主要組成之一是“硝酸”。師:本節(jié)課我們就要共同學習另外一種重要的強酸——硝酸。硝酸是我們中學常見的三大強酸之一,那么它具有酸的通性應在情理之中,除此以外,硝酸會不會也像硫酸一樣也有自身某些特性呢?通過今天的學習,我們就會對硝酸有一個更全面的認識。[展示]打開一瓶濃HNO3,觀察白霧,倒入試管少許觀察顏色、狀態(tài)、扇聞氣味。師:通過觀察,發(fā)現(xiàn)濃硝酸有哪些物理性質(zhì)?生:無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味。師:那么除以上性質(zhì)外,硝酸還有哪些物理性質(zhì)呢?[小材料]純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體,密度為1.5027g·cm-3,沸點83℃,98%以上的濃硝酸在空氣中由于揮發(fā)出HNO3而產(chǎn)生“發(fā)煙”現(xiàn)象,通常叫發(fā)煙硝酸,常用濃硝酸的質(zhì)量分數(shù)大約為69%。(學生閱讀材料了解硝酸的物理性質(zhì)。請一位學生代表口述)師:剛才認識了硝酸的物理性質(zhì),硝酸有什么化學性質(zhì)呢?[板書](二)硝酸的強氧化性1.硝酸的強酸性:HNO3====H++[探究1]HNO3可以電離出H+,具有酸的通性,濃HNO3和稀HNO3遇石蕊試液分別有什么現(xiàn)象呢?[學生動手實驗]濃HNO3遇石蕊試液卻是先變紅后褪色,且濃HNO3、稀HNO3和金屬反應均不產(chǎn)生H2。這都與HNO3的特殊性質(zhì)有關。[探究2]濃HNO3、稀HNO3和金屬反應是否有H2產(chǎn)生呢?[學生動手實驗]濃HNO3與稀硫酸和金屬鐵反應(生:前者不產(chǎn)生H2,稀硫酸和金屬鋅反應有大量H2逸出)師:為什么硝酸會產(chǎn)生這些現(xiàn)象呢?這說明HNO3有什么化學性質(zhì)呢?[板書]2.硝酸的強氧化性師:鐵、鋁在濃H2SO4中為什么會產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象?(生:強氧化性)師:鐵、鋁在濃HNO3中同樣會產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象,因為濃HNO3也有強氧化性。師:濃H2SO4與不活潑金屬如銅反應有何條件?(生:濃H2SO4氧化不活潑金屬需加熱)。那么,硝酸氧化不活潑金屬情況又如何?[探究3]濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應有什么現(xiàn)象呢?硝酸有酸性,能否與金屬反應放出氫氣?(視頻材料)濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應師:從這段視頻材料中,你觀察到了什么現(xiàn)象呢?[學生實驗]對照視頻材料的操作,請完成濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應的實驗,并把現(xiàn)象記錄下表。[改進方案]實驗前,準備好與試管配套的事先已系上塑料袋的帶導管的膠塞。實驗時,向盛有銅片的試管中加入濃、稀硝酸后,立即塞上上述已準備好的膠塞(如圖所示),可觀察到銅片與濃、稀硝酸反應的現(xiàn)象,生成的氣體進入塑料袋。反應現(xiàn)象產(chǎn)物濃硝酸+Cu1.Cu片:有大量氣泡產(chǎn)生2.溶液顏色:無色變?yōu)榫G色3.氣體顏色:紅棕色4.反應劇烈程度:劇烈5.觸摸容器外壁:很熱Cu(NO3)2、NO2和H2O稀硝酸+Cu1.Cu片:有氣泡產(chǎn)生2.溶液顏色:無色變?yōu)樗{色3.氣體顏色:無色(打開止水夾后)無色變?yōu)榧t棕色4.反應劇烈程度:緩慢5.觸摸容器外壁:溫熱Cu(NO3)2、NO和H2O[板書](1)與金屬反應:(引導學生討論反應的化學方程式,并板書)Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O師:濃硝酸與活潑金屬反應是否也劇烈?[學生實驗]濃硝酸+鋁片師:鈍化原理:鐵、鋁與冷的濃硫酸或濃硝酸,表面被氧化為牢固的氧化物薄膜,阻止酸與內(nèi)層金屬進一步反應。[小結]鐵、鋁與冷的濃硫酸或濃硝酸常溫下發(fā)生鈍化。師:濃硝酸的運輸和貯存可用何種材料制的容器?(生:鐵質(zhì)容器或鋁質(zhì)容器)師:除金、鉑等少數(shù)金屬外,硝酸幾乎能與所有金屬反應;當濃硝酸與濃鹽酸按體積比為1∶3混合時,就配制成玻爾的“王水”溶液,王水的氧化性比濃硝酸強,可以溶解金、鉑等不溶于硝酸的金屬。(要求學生記住王水的組成,可引導學生妙用王水中的“王”字的豎橫筆畫比,幫助記憶)師:比較濃硫酸的性質(zhì),濃硝酸能否與非金屬反應?[板書](2)與非金屬反應(視頻材料)濃硝酸與C、S反應師:對照濃硫酸的性質(zhì),你能否寫出濃硝酸與C、S反應的化學方程式?[學生練習]C+4HNO3(濃)====CO2↑+4NO2↑+2H2OS+6HNO3(濃)====H2SO4+6NO2↑+2H2O師:從剛才硝酸與金屬及非金屬的反應及產(chǎn)物情況,你能夠得到的結論是什么呢?硝酸濃度與還原產(chǎn)物有什么關系呢?生:討論硝酸的有關反應特點,找一名同學匯報討論結果,其他同學補充完善。(多媒體)歸納學生討論的結果,硝酸的反應規(guī)律有:①除Au、Pt等少數(shù)金屬外,硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。②常溫下Fe、Al等金屬在濃HNO3中發(fā)生鈍化。③硝酸越濃,其氧化性越強。如稀HNO3可使石蕊試液變紅,而濃HNO3可使石蕊試液先變紅后褪色。④一般來說,活潑金屬與HNO3反應不生成H2,濃HNO3的還原產(chǎn)物為NO2,稀HNO3的還原產(chǎn)物為NO。活潑金屬與極稀HNO3反應時,還原產(chǎn)物復雜,可為NO、N2O、NH4NO3等。⑤非金屬單質(zhì)可被HNO3氧化為最高價氧化物或其含氧酸。⑥王水(濃HNO3和濃鹽酸按體積比1∶3配制)具有更強的氧化性,能溶解Au、Pt。師:(強調(diào))反應物或條件不同,硝酸的還原產(chǎn)物發(fā)生變化:NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3。如:4Zn+10HNO3====4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O師:(設疑)有人認為:“比較濃硝酸和稀硝酸的還原產(chǎn)物的化合價,濃HNO3中的氮從+5價降為+4價而稀HNO3中的氮從+5價降為+2價,從化合價變化可以判斷稀硝酸的氧化性比濃硝酸強?!边@種看法是否正確?為什么?生:(提示)從濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應的條件和劇烈程度分析。師:(展示)一瓶呈黃色的濃硝酸,啟發(fā)學生思考為什么久置的濃HNO3呈黃色?硝酸應該如何保存呢?[板書]3.硝酸的不穩(wěn)定性[演示]濃HNO3加熱分解(根據(jù)現(xiàn)象分析生成物,引導學生寫出化學方程式)生:4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑師:濃HNO3在保存的時候能否用橡皮塞或軟木塞呢,為什么?生:不能,這與濃HNO3的強氧化性有關。[小結]濃HNO3顯黃色原因:分解生成的NO2溶于HNO3。保存方法:放于棕色瓶中,置于陰涼處,不能用橡皮塞和軟木塞。[閱讀材料]硝酸用途:硝酸是一種重要的化工原料,可用于制造炸藥、染料、塑料、硝酸鹽等;在實驗室里,它是一種重要的化學試劑。[例題剖析](例1)同溫同壓下,在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體,它們是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。現(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中,充分反應后,試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3,則下列關系正確的是()A.V1>V2>V3B.V1>V3>V2C.V2>V3>V1D.V3>V1>V2師:大家可以討論本題的解題關鍵是什么?應該如何解決呢?生:我認為關鍵是這三種情況下可能發(fā)生的化學反應是什么。應該重視的是溶液中氣體的體積變化。(請同學互相交流彼此的認識,促進共同提高)教師精講:①NO不與H2O反應,設原有NO、NO2各3體積,則由反應3NO2+H2O====2HNO3+NO知3體積的NO2與H2O反應后,變?yōu)?體積的NO,此時剩余NO的總體積與原來氣體的體積比為4∶6。②由反應4NO2+O2+2H2O====4HNO3可知等體積的NO2與O2混合溶于水時O2過量,若二者皆為4體積,則剩余3體積氧氣,與原來總體積的比為3∶8。③N2不與水反應,NH3與H2O完全反應,氣體剩余體積為原來的一半。顯然有V1>V3>V2。答案:B[深化拓展]根據(jù)氣體中氮原子、氧原子守恒關系分析討論:將NO2、NO的混合氣體與O2同時通入水中,恰好完全溶解時應滿足怎樣的比例關系?答:將NO2、NO的混合氣體與O2同時通入水中,發(fā)生的總反應是:4NO2+O2+2H2O====4HNO3,4NO+3O2+2H2O====4HNO3。由此分析可知恰好完全反應時,三種氣體中n(N)∶n(O)=2∶5。(例2)將3.20g銅跟50.0mL10.0mol·L-1的HNO3溶液充分反應,還原產(chǎn)物為NO和NO2。若反應后溶液中有xmolH+,則此時溶液中含的物質(zhì)的量為()A.molB.(x+0.1)molC.2xmolD.0.1xmol師:這是一道有關氧化還原反應的問題,涉及了計算,大家可以討論本題的解題關鍵是什么,應該如何解決。生:我認為關鍵是要明確這兩種情況下可能發(fā)生的化學反應是什么,另外,到底生成多少NO和NO2,可以通過列方程組解決。列方程組解決太麻煩,可以通過氧化還原反應中電子的得失守恒和反應后溶液中的電荷守恒來解決。師:很好,可否說一說你的思路呢?(引導學生充分表達自己的看法,讓其他同學參與討論,暢所欲言)教師精講:因n(Cu)==0.05mol,n(HNO3)=50×10-3L×10mol·L-1=0.05mol,由反應Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O及3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知HNO3過量,則c(H+)>>c(OH-);又根據(jù)反應后的溶液中正負電荷守恒,2n(Cu2+)+n(H+)=n()+n(OH-),由于c(H+)>>c(OH-),所以,n()=2n(Cu2+)+

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