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高中化学必修一 4.4 氨硝酸和硫酸 教学设计(人教版)

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高中化学必修一 4.4 氨硝酸和硫酸 教学设计(人教版)

【教学目标】

1.探究硝酸的物理性质和化学性质(酸性、强氧化性、不稳定性)。

2.通过学生实验手段,培养学生的实验能力、观察能力、分析能力。

    3.在浓硝酸和稀硝酸的对比学习中,渗透“量变和质变”的辨证规律。

4.通过介绍化学家的故事,使学生树立热爱科学。尊重科学的品质,激发学生学习的兴趣。

【教学重点】

硝酸的不稳定性和强氧化性

【教学难点】

硝酸的强氧化性

【教学过程】

[故事导入] 玻尔巧藏诺贝尔金奖章

    丹麦有位叫玻尔的科学家,37岁时他获得了1922年的诺贝尔奖。第二次世界大战期间,玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国,为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔奖章留在实验室。玻尔把金奖章溶解在盛有王水试剂瓶里。后来,纳粹分子窜入玻尔实验室,那个试剂瓶就在他们的眼皮底下,他们却一无所知。战争结束后,玻尔从王水中把金还原出来,并重新铸成奖章。而玻尔配制王水的主要组 成之一是“硝酸”。

一、硝酸的强氧化性

    [设疑]硝酸有酸性,能否与金属反应放出氢气?

[演示]浓硝酸与Cu反应

[讲解]从实验现象“红棕色气体生成”判断生成物中是N02而非H2.进一步从氧化还原反应说明反应的本质是+5价的氮得电子能力比H+1强。

[学生实验]比较浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应

[记录并讨论]

 

      

    

 

 

浓硝酸+Cu

1.Cu片:有大量气泡产生

2.溶液颜色:无色变为绿色

3.气体颜色:红棕色

4.反应剧烈程度:剧烈

5.触摸容器外壁:很热

 

 

  Cu(NO3)2、NO2和H20

 

 

稀硝酸+Cu

1.Cu片:有气泡产生

2.溶液颜色:无色变为蓝色

3.气体颜色:无色

(打开止水夹后)无色变为红棕色

4.反应剧烈程度:缓慢

5.触摸容器外壁:温热

 

 

  Cu(NO3)2、NO和H20

1.与金属反应:

             Cu +4HN03(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H20

3Cu +8HN03(稀) 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H20  

[讲述]除金、铂等少数金属外,硝酸几乎能与所有金属反应;当浓硝酸与浓 盐酸按体积比为1:3混合时,就配制成玻尔的“王水”溶液,王水的氧化性比浓硝酸强,可以溶解金。铂等不溶于硝酸的金属。 

 [设问]比较浓硫酸的性质,浓硝酸能否与非金属反应?

[练习]与非金属反应: C+HNO3(浓)  S+HNO3(浓)  P+HNO3(浓)

2.与非金属反应:

  C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O

  S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O

  P+5HNO3(浓)=H3PO4↑+5NO2↑+H2O

[提问]硝酸与哪些金属及非金属反应?产物是什么?硝酸浓度与还原产物有什么关系?

[小结] 反应规律: 

①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可能氧化所有的金属。

 ②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“纯化”。 

 ③硝酸越浓,其氧化性越强。如稀HNO3可使石蕊试变红,而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色。 

④一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓HNO3的还原产物为NO2,稀HNO3的还原产物为NO。活泼金属与极稀HNO3反应时,还原产物复杂,可为NO、N2O、NH4NO3等。 

⑤非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。 

⑥王水(浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制)具有更强的氧化性,能溶解Au、Pt。

    [强调]反应物或条件不同,硝酸产物发生变化:NO2HNO2NO、N2O、N2NH3

    如:4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N20+5H2O

    注意:4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N20+5H2O

[设疑]浓硝酸与活泼金属反应是否也剧烈?

[学生实验]浓硝酸十铝片

[讲解]钝化原理:铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸,表面被氧化为牢固的氧化物薄膜,阻止酸与内层金属进一步反应。

3.铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化。

[提问]浓硝酸的运输和贮存可用何种物质制的容器?

 [展示]一瓶呈黄色的浓硝酸,问为什么呈黄色?

 4.不稳定性

     4HN03  == 2H20+ 4NO2↑+ 02↑                                                                                

[提问]硝酸应如何贮存?

[设疑]有人认为,“比较浓硝酸和稀硝酸的还原产物的化合价,浓HN03中的氮 从+5降为+4而稀HN03,中的氮从+5价降为+2,从化合价变化可以判断稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。”这种看法是否正确?为什么?

   [提示]从浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应的反应条件。剧烈程度分析。

[讲述]硝酸用途 :硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等;在实验室里,它是一种重要的化学试剂。

 

 

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