第二单元
第3课时硝酸的性质
一、学习目标
1.了解硝酸的物理性质和重要用途;
2.掌握硝酸的化学性质——不稳定性和强氧化性;
3.知道工业上氨氧化法制硝酸的反应原理;
4.通过观察浓、稀硝酸与铜反应的实验,培养观察能力、分析和比较能力;5.介绍波尔巧藏诺贝尔金质奖章的故事,对学生进行爱国主义教育。
二、教学重点及难点
硝酸的特性——不稳定性和氧化性;
氨氧化法制硝酸的反应原理。
三、设计思路
由氮元素存在变价引入硝酸内容的教学,接着介绍硝酸的重要用途,引导学生将理论与生产实际联系起来,激发他们学习理论知识的积极性。硝酸性质的教学按照人们认识新事物的一般过程展开,首先通过简单的观察来认识硝酸的物理性质,在通过实验探究的方式,引导学生发现HNO3的特性——不稳定性和强氧化性。在对稀HNO3与铜的反应进行探究的时候,对教材中的实验进行了一定的改进,在一定程度上可以培养学生的创新意识和解决新问题的能力。最后,向学生简单介绍硝酸的工业制法,再一次将理论与实践相结合,从而整理氮元素及其化合物的转化关系,深化本课以及本单元的内容。
四、教学过程
[引入]试分析下列转变关系中氮元素的化合价变化。
NH3→NO→NO2→HNO3
[过渡]氮元素处于最高价态的硝酸是硝酸型酸雨的有害成分之一,但它在工农业生产中的用途也是非常广泛的。
[板书介绍]一、硝酸的用途:制氮肥、塑料、炸药、硝酸盐等。
[过渡]为了更加科学合理地利用硝酸,我们需要进一步认识它的有关性质。认识一种物质,人们通常从表面入手,不断深入其内部的本质。那我们就先来认识一下硝酸的“表层”性质。
[观察与思考]打开一瓶浓硝酸的瓶盖,闻其气味,观察其挥发现象。
[板书小结]二、硝酸的物理性质。
硝酸是无色、有刺激气味的液体,易溶于水,低沸点(83℃),易挥发。常用硝酸密度为1.503g/cm3,浓度为69%,15.6mol/L。
[过渡]在学习了“表层”性质的基础上,下面我们来深入研究硝酸的“深层”性质。
[板书]三、硝酸化学性质
1.硝酸具有酸的通性:一元强酸HNO3=H++NO3-
[讨论]①久置浓硝酸为什么呈黄色?
[回答]久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄!
[板书]2.硝酸的不稳定性:4HNO3=O2↑+2H2O+4NO2↑
[讨论]②硝酸应如何保存?
硝酸保存在避光、低温处。
[过渡]硝酸中的氮元素化合价处于最高价态,我们可以由此推测它只具有氧化性,事实是否如此呢?下面大家通过实验来探究一下。
[板书](1)硝酸与金属的反应
[实验探究]实验浓、稀硝酸与铜的反应。
[实验计划]①是否能观察到明显实验现象?
②是否有气体生成,如果有,气体是什么颜色。使生成的气体接触空气,气体颜色是否发生变化。
③溶液颜色有什么变化。
[实验探究1]①浓硝酸与铜反应
现象:铜片溶解,常温下反应剧烈;有红棕色的气体产生;溶液由无色变为蓝色。
反应的化学方程式:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(注:方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出)
[实验探究2]②稀硝酸与铜反应
现象:反应缓慢,铜片溶解;有无色的气体产生,气体接触空气时立即变成红棕色;溶液由无色变为蓝色。
反应的化学方程式:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(注:方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出)
反应的离子方程式:
3Cu+8H++2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O
(注:离子方程式由学生当作课堂练习自行写出)
[拓展视野]常温下,浓硝酸使铁、铝发生“钝化”。
Fe+HNO3(浓)→生成致密的氧化膜(钝化)
Al+HNO3(浓)→生成致密的氧化膜(钝化)
[追问]为什么可以用铝槽车装运浓硝酸?
[回答]钝化使金属的化学活动性大大降低,耐腐蚀性大大增强。因此在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。
[板书](2)浓硝酸能与某些非金属反应。
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
[ppt演示]氧化还原反应方程式的配平过程。
[阅读]教材101页,学习氧化还原反应方程式的配平,分析原理,归纳步骤。
[归纳][板书]硝酸具有强氧化性。(注:教师在学生归纳下面三条性质之后进行板书)
(1)能与大多数金属反应,但一般不生成氢气。
金属与浓硝酸反应一般生成NO2,与稀HNO3反应一般生成NO。
(2)常温下浓硝酸使铁、铝钝化。
(3)浓硝酸能与某些非金属反应。
[拓展视野]王水:浓HNO3和浓HCl(体积比1:3)混合物,能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。
玻尔是丹麦著名的物理学家,曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中,玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔金质奖章溶解在王水里,装于玻璃瓶中,然后将它放在柜面上。后来,纳粹分子窜进玻尔的住宅,那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊!战争结束后,玻尔又从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目,因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。
[发散思维]在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入KNO3,发现铜粉溶解,为什么?
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
[比较学习]硫酸和硝酸的氧化性规律比较
[过渡]如果我们需要大量硝酸用于各种生产活动,那么如何通过工业方法来制取它的呢?
[板书]四、硝酸的工业制法
[投影]工业上制备硝酸的过程如下:
(1)氨在催化剂的作用下与氧气发生反应,生成一氧化氮;
(2)一氧化氮进一步被氧气氧化成二氧化氮;
(3)用水吸收二氧化氮生成硝酸。
试写出各步反应的化学方程式:
4NH3+5O2=4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
(注:方程式由学生根据反应上述文字过程描述自行写出)
[作业]教材第102页:练习与实践第2、3题。
第二单元
第1课时氮氧化物的产生及转化
一、学习目标
1.掌握N2、NO和NO2的重要性质;
2.了解氮氧化物的用途及对大气的污染,知道硝酸型酸雨形成的过程和防治方法。
3.从“雷雨发庄稼”原理中学会推理的科学方法。
4.通过比较NO和NO2的性质学会类比的科学方法。
5.提高环保意识,培养爱护环境的态度,形成与大自然友好相处的情感。
二、教学重点及难点
教学重点:N2、NO、NO2的化学性质及对环境的影响。
教学难点:NO2与H2O的反应。
三、设计思路
在单元内容学习之前,利用多种方式向学生展现氮元素对于人类生产生活的重要性,激发他们学习本单元知识的浓厚兴趣。本课时教学内容由自然界常见的闪电过程所引发的化学反应入手,用“一分为二”的观点组织教学内容。氮氧化物的产生和转化产物既可以促进植物生长,同时它也会引起硝酸型酸雨和光化学烟雾,而给人类带来一定的危害。为了趋利避害,引导学生在学习氮气、一氧化氮和二氧化氮性质的基础上,提出一些解决此类环境污染问题的主要办法,以提高他们的环保意识,形成与大自然友好相处的情感。教学中,用“魔鬼谷”的材料激发学生对“雷雨发庄稼”原理的探究,从而对本节知识内容作一小结。而“氮氧化物对环境的影响”应该建立在学生调查研究的基础上,通过师生之间的讨论和“汽车尾气处理”知识的拓展,学生可以形成一定的辩证思想和问题解决能力。
四、教学过程
[引入]氮是生命的基础,在我们的生产生活中无处不在,发挥着不可取代的作用。
[提问]氮元素在自然界以什么形式存在?
[回答]以游离态形式存在于空气中,以化合态形式存在于多种无机物及有机物中。
[板书]一、氮气
1.氮元素的存在
[观察与思考]美丽的闪电除了给我们带来的视觉和听觉上的冲击,还带来了什么?
[板书]2.氮元素的固定
(1)与氧气反应:N2+O2=2NO
[视频]氮气与氧气在通电情况下的反应。
[过渡]游离态的氮气植物无法吸收,只有“固定”下来的化合态的氮元素经过一定形式的转化,才有可能被植物吸收利用。在这些转化的过程中,一氧化氮和二氧化氮就是两种重要的中间产物。
[板书]二、一氧化氮和二氧化氮
1.NO和NO2的物理性质:
[展示]展示一瓶NO和一瓶NO2,描述其物理性质
[小结]NO:无色、无味、微溶于水的有毒气体。
[辨证思维拓展材料]少量一氧化氮有利于人体健康。
NO2:红棕色、有剌激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水。
[板书]2.NO和NO2的化学性质
(1)NO不与水反应,在常温下易与O2化合生成NO2:
2NO+O2=2NO2
(2)NO2难被O2氧化,易与水反应生成HNO3和NO。
3NO2+H2O=2HNO3+NO
[材料分析]在新疆和青海交界处有一狭长山谷,每当牧民和牲畜进入后,风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣,狂风大作,人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛,四季常青,被当地牧民称为“魔鬼谷”。请同学们用简单的化学方程式来解释此地牧草茂盛的原因。
“雷雨发庄稼”的科学道理:
N2+O2=2NO
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
硝酸硝酸盐
[拓展视野]氮的其它氧化物:
N2O俗名笑气,是一种麻醉剂;
N2O3是亚硝酸(HNO2)的酸酐;
N2O4是无色气体;
N2O5是硝酸的酸酐,是一种白色固体。
[板书]3.氮氧化物的用途:
制氮肥、硝酸等。人体中极少量NO会促进血管扩张,防止血管栓塞。
[知识小结]氮气及其氧化物的化学性质
[过渡]氮氧化物在被人类利用的同时,也给我们的生存环境带来了一定的伤害。我们应该怎样利用所学的知识来对这些环境污染问题进行防治呢?
[板书]三、氮氧化物对环境的污染和防治
[阅读和讨论]阅读教材第97页,试讨论大气中氮氧化物的来源、危害和防治方法。
氮肥的生产
[小结]来源金属的冶炼
汽车等交通工具的使用
形成硝酸型酸雨
危害造成光化学烟雾
破坏臭氧层。
使用清洁能源
防治汽车尾气转化
化肥、硝酸废气处理
其他措施。
[问题解决]汽车尾气(含烃类、CO、NO和NO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器,使NO或NO2与CO反应
生成可参与大气生态循环的无毒气体,请用相应的化学方程式来表示
2CO+NO=2CO2+N2
4CO+2NO2=4CO2+N2
[交流与讨论]制硝酸的过程中发生了下面的反应,理论上通过多次循环吸收,可使原料充分利用,并减少污染物的排放以保护环境。
2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO
试讨论NO2或NO与O2以何种物质的量比通入水中能恰好被水完全吸收?
4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3
[作业]1.教材第102页:练习与实践第2(2)题;
2.调查研究:了解氮氧化物对环境的影响。
一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,教师要准备好教案,这是教师的任务之一。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,让教师能够快速的解决各种教学问题。你知道怎么写具体的教案内容吗?下面是小编精心为您整理的“高一化学上册《生产生活中的含氮化合物》知识点总结苏教版”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
高一化学上册《生产生活中的含氮化合物》知识点总结苏教版
[引入]试分析下列转变关系中氮元素的化合价变化。
NH3→NO→NO2→HNO3
[过渡]氮元素处于最高价态的硝酸是硝酸型酸雨的有害成分之一,但它在工农业生产中的用途也是非常广泛的。
[板书介绍]一、硝酸的用途:制氮肥、塑料、炸药、硝酸盐等。(ppt3)
[过渡]为了更加科学合理地利用硝酸,我们需要进一步认识它的有关性质。认识一种物质,人们通常从表面入手,不断深入其内部的本质。那我们就先来认识一下硝酸的“表层”性质。
[观察与思考]打开一瓶浓硝酸的瓶盖,闻其气味,观察其挥发现象。
[板书小结]二、硝酸的物理性质。(ppt4)
硝酸是无色、有刺激气味的液体,易溶于水,低沸点(83℃),易挥发。常用硝酸密度为1.503g/cm3,浓度为69%,15.6mol/L。
[过渡]在学习了“表层”性质的基础上,下面我们来深入研究硝酸的“深层”性质。
[板书]三、硝酸化学性质(ppt5~12)
1.硝酸具有酸的通性:一元强酸HNO3=H++NO3-
[讨论]①久置浓硝酸为什么呈黄色?
[回答]久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄!
[板书]2.硝酸的不稳定性:4HNO3=O2↑+2H2O+4NO2↑
[讨论]②硝酸应如何保存?
硝酸保存在避光、低温处。
[过渡]硝酸中的氮元素化合价处于最高价态,我们可以由此推测它只具有氧化性,事实是否如此呢?下面大家通过实验来探究一下。
[板书](1)硝酸与金属的反应
[实验探究]实验浓、稀硝酸与铜的反应。
[实验计划]①是否能观察到明显实验现象?
②是否有气体生成,如果有,气体是什么颜色。使生成的气体接触空气,气体颜色是否发生变化。
③溶液颜色有什么变化。
[实验探究1]①浓硝酸与铜反应
现象:铜片溶解,常温下反应剧烈;有红棕色的气体产生;溶液由无色变为蓝色。
反应的化学方程式:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(注:方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出)
[实验探究2]②稀硝酸与铜反应
现象:反应缓慢,铜片溶解;有无色的气体产生,气体接触空气时立即变成红棕色;溶液由无色变为蓝色。
反应的化学方程式:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(注:方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出)
反应的离子方程式:
3Cu+8H++2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O
(注:离子方程式由学生当作课堂练习自行写出)
[拓展视野]常温下,浓硝酸使铁、铝发生“钝化”。
Fe+HNO3(浓)→生成致密的氧化膜(钝化)
Al+HNO3(浓)→生成致密的氧化膜(钝化)
[追问]为什么可以用铝槽车装运浓硝酸?
[回答]钝化使金属的化学活动性大大降低,耐腐蚀性大大增强。因此在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。
[板书](2)浓硝酸能与某些非金属反应。
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
[ppt演示]氧化还原反应方程式的配平过程。(ppt10)
[阅读]教材101页,学习氧化还原反应方程式的配平,分析原理,归纳步骤。
[归纳][板书]硝酸具有强氧化性。(注:教师在学生归纳下面三条性质之后进行板书)
(1)能与大多数金属反应,但一般不生成氢气。
金属与浓硝酸反应一般生成NO2,与稀HNO3反应一般生成NO。
(2)常温下浓硝酸使铁、铝钝化。
(3)浓硝酸能与某些非金属反应。
[拓展视野]王水:浓HNO3和浓HCl(体积比1:3)混合物,能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。(ppt12)
玻尔是丹麦著名的物理学家,曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中,玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔金质奖章溶解在王水里,装于玻璃瓶中,然后将它放在柜面上。后来,纳粹分子窜进玻尔的住宅,那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊!战争结束后,玻尔又从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目,因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。
[发散思维]在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入KNO3,发现铜粉溶解,为什么?(PPT13)
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
[比较学习]硫酸和硝酸的氧化性规律比较(ppt14)
[过渡]如果我们需要大量硝酸用于各种生产活动,那么如何通过工业方法来制取它的呢?
[板书]四、硝酸的工业制法(ppt15~16)
[投影]工业上制备硝酸的过程如下:
(1)氨在催化剂的作用下与氧气发生反应,生成一氧化氮;
(2)一氧化氮进一步被氧气氧化成二氧化氮;
(3)用水吸收二氧化氮生成硝酸。
试写出各步反应的化学方程式:
4NH3+5O2=4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
(注:方程式由学生根据反应上述文字过程描述自行写出)
文章来源:http://m.jab88.com/j/25789.html
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