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1、2022年高中化學(xué)(大綱版)第二冊(cè) 第一章 氮族元素 第三節(jié)硝酸(第一課時(shí))
從容說(shuō)課
硝酸在初中知識(shí)已作為一種常見(jiàn)常用酸介紹過(guò)其具有酸的通性,并簡(jiǎn)單地提及其氧化性,本節(jié)就是在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步介紹有關(guān)硝酸的一些性質(zhì)。教材從硝酸與金屬反應(yīng)主要不生成氫氣引入,介紹了硝酸的兩種特性即氧化性和不穩(wěn)定性。
硝酸的氧化性是全章的重點(diǎn)內(nèi)容,也是教學(xué)的難點(diǎn)。由于硝酸是我們研究了濃硫酸后,又一次接觸到的一種具有強(qiáng)氧化性的強(qiáng)酸。因此在教學(xué)中應(yīng)在復(fù)習(xí)濃硫酸物理性質(zhì)、特性的基礎(chǔ)上,找出硝酸和濃硫酸性質(zhì)上的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),從而使學(xué)生更易接受和掌握硝酸的知識(shí)。教材在處理這部分內(nèi)容時(shí)從實(shí)驗(yàn)入手,通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀
2、察銅跟濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)時(shí)的不同現(xiàn)象,加深學(xué)生對(duì)硝酸氧化性的認(rèn)識(shí)及時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物的記憶;并且,還從反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)變化和電子得失,來(lái)簡(jiǎn)單分析硝酸與金屬發(fā)生的反應(yīng),使學(xué)生理解反應(yīng)的實(shí)質(zhì),同時(shí)也復(fù)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的知識(shí)。
教材通過(guò)介紹市售的濃硝酸為什么有時(shí)呈黃色從而與硝酸的不穩(wěn)定性聯(lián)系起來(lái),使學(xué)生學(xué)會(huì)利用所學(xué)的知識(shí)解釋日常見(jiàn)到的現(xiàn)象,學(xué)以致用。當(dāng)然在教學(xué)中可以就一些學(xué)生容易混淆的問(wèn)題適當(dāng)作出解釋,如硝酸的氧化性強(qiáng)弱取決于得失電子的多少還是得失電子的難易,硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)為什么不直接或不主要生成氫氣等。本節(jié)教材中還安排了適合于愛(ài)國(guó)主義教育的閱讀材料。
●教學(xué)目標(biāo)
1. 使學(xué)生掌握硝酸的物理
3、性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)(酸性、不穩(wěn)定性、強(qiáng)氧化性)通過(guò)探究硝酸的性質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦和運(yùn)用知識(shí)的能力、觀察能力。
2. 通過(guò)介紹硝酸的用途和我國(guó)硝酸工業(yè)的情況,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到硝酸對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)所起的重大作用。從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3. 掌握有關(guān)硝酸的計(jì)算。
●教學(xué)重點(diǎn)
硝酸的特性——不穩(wěn)定性,強(qiáng)氧化性
●教學(xué)難點(diǎn)
硝酸的強(qiáng)氧化性;有關(guān)硝酸的計(jì)算技巧
●課時(shí)安排
一課時(shí)
●教學(xué)方法
1. 利用實(shí)驗(yàn)的手段,對(duì)比的方法,使學(xué)生掌握硝酸的強(qiáng)氧化性。
2. 通過(guò)討論、分析、對(duì)比的方式,使學(xué)生掌握濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸的氧化性。
3. 利用影像資料介紹硝酸的用
4、途和我國(guó)的硝酸工業(yè)情況。
●教具準(zhǔn)備
投影儀、錄像機(jī)、試管、試管夾、無(wú)色透明氣球、銅片、濃(?。〩NO3、酒精燈、石蕊試液、膠頭滴管
●教學(xué)過(guò)程
●教學(xué)過(guò)程
[引言]硝酸是我們中學(xué)常見(jiàn)的三大強(qiáng)酸之一,那么它具有酸的通性應(yīng)在情理之中,除此以外,硝酸會(huì)不會(huì)也像硫酸一樣也有自身的某些特性呢?通過(guò)今天的學(xué)習(xí),我們就會(huì)對(duì)硝酸有一個(gè)更全面的認(rèn)識(shí)。
[板書]第三節(jié) 硝 酸
一、硝酸的物理性質(zhì)
[展示]硝酸樣品。
(讓學(xué)生觀察硝酸樣品并閱讀課文后,總結(jié)硝酸的物理性質(zhì))
[學(xué)生口述]純硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體,密度為1.5027g·cm-3,沸點(diǎn)是83℃,常用濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)
5、約為69%,98%以上的硝酸叫發(fā)煙硝酸。
[設(shè)疑]剛才同學(xué)們看到硝酸保存在棕色瓶中,我們學(xué)過(guò)的保存在棕色瓶中的試劑有哪些?它們具有什么共同特點(diǎn)?從硝酸用棕色瓶保存,我們可推測(cè)硝酸具有什么性質(zhì)?
[生]回答:我們學(xué)過(guò)的氯水,以及常見(jiàn)的AgNO3、AgCl等均用棕色瓶保存,它們的共同特點(diǎn)是見(jiàn)光易分解,因此我們可推測(cè)硝酸具有不穩(wěn)定性。
[板書]二、硝酸的化學(xué)性質(zhì)
1.不穩(wěn)定性
[展示]裝在無(wú)色試劑瓶中的濃硝酸。
[講述]硝酸以見(jiàn)光和受熱時(shí)均易分解,而且越濃越易分解。我們看到裝在無(wú)色試劑瓶中的濃硝酸變黃色,就是因?yàn)橄跛岱纸猱a(chǎn)生的NO2又溶于硝酸中的緣故。
△
或光照
[板書]4H
6、NO3========4NO2↑+O2↑+2H2O
[設(shè)問(wèn)]在濃硝酸中滴加石蕊試液,應(yīng)該看到什么現(xiàn)象?
[生]變紅色。
[師]下面我們來(lái)做一個(gè)實(shí)難,看是不是這樣呢。
[演示]在濃硝酸中滴加石蕊試液,變紅后微熱,紅色消失。
[師]在濃硝酸中滴加石蕊試液,為什么會(huì)變紅?
[生]因?yàn)橄跛嵊兴岬耐ㄐ?,能電離出H+。
[設(shè)問(wèn)]那么為什么又會(huì)褪色呢?請(qǐng)同學(xué)們從硝酸中N元素的化合價(jià)變化來(lái)分析原因。
[生]因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性。
[師]對(duì)。請(qǐng)同學(xué)們討論一下,將濃HCl、濃H2SO4、濃HNO3分別滴在三塊藍(lán)色石蕊試紙上,預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象。為什么?
[學(xué)生討論后回答]濃HCl滴在石蕊試
7、紙上只變紅,因?yàn)闈釮Cl有酸性。濃H2SO4滴在石蕊紙上先變紅后變黑,因?yàn)闈釮2SO4具有酸性和脫水性,可以使試紙?zhí)蓟?。濃HNO3滴在石蕊試紙上先變紅后變白,因?yàn)闈釮NO3具有酸性和強(qiáng)氧化性。
[師]對(duì)。我們知道濃H2SO4除了有酸性和脫水性外,也具有強(qiáng)氧化性。濃硫酸的強(qiáng)氧化性都表現(xiàn)在哪些方面。
[學(xué)生思考,教師板書]
2.強(qiáng)氧化性
[師]請(qǐng)同學(xué)們回憶一下濃硫酸的氧化性表現(xiàn)在哪些方面。
[生]常溫下使Fe、Al鈍化;加熱時(shí)和銅等不活潑金屬反應(yīng),和非金屬反應(yīng);和硫化氫等還原性化合物反應(yīng)。
[講述]濃硝酸常溫下也可使Fe、Al鈍化,因此也可用鐵或鋁容器盛放或運(yùn)輸硝酸。
[板書](1)
8、常溫下使鐵、鋁鈍化
[過(guò)渡]硝酸能不能和銅反應(yīng)呢?下面我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
[演示實(shí)驗(yàn)1—7]在實(shí)驗(yàn)時(shí),用兩個(gè)無(wú)色透明的氣球替代塑料袋,在將稀硝酸反應(yīng)的試管上的氣球松開(kāi)時(shí)讓學(xué)生代表操作。
(現(xiàn)象:濃HNO3和Cu反應(yīng)劇烈,生成紅棕色氣體,溶液變藍(lán)色;稀HNO3和Cu反應(yīng)緩慢,生成無(wú)色氣體,當(dāng)氣球松開(kāi)后,瓶口處變?yōu)榧t棕色,溶液變藍(lán)色)
[師]通過(guò)剛才的反應(yīng)可以看到硝酸不僅能與金屬反應(yīng),而且能與不活潑的金屬Cu反應(yīng),足以說(shuō)明其氧化性之強(qiáng)。濃HNO3和Cu反應(yīng)生成紅棕色的NO2氣體,稀HNO3則被還原為無(wú)色的NO氣體,但遇氧后很快又變成NO2。
[板書](2)與金屬的反應(yīng)
Cu+4HNO3
9、(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(?。?===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
[討論]在上述反應(yīng)中,濃硝酸與銅反應(yīng)N元素只得到1個(gè)電子,而稀硝酸與Cu反應(yīng)N元素得到3個(gè)電子,能否由此說(shuō)明稀硝酸氧化性比濃硝酸強(qiáng)?為什么?
學(xué)生討論后得出結(jié)論:①不能說(shuō)明。因?yàn)闈庀跛岷豌~反應(yīng)比稀硝酸劇烈。②氧化性強(qiáng)弱取決于得電子的難易而不是多少。
[師]硝酸不僅可以氧化金屬,還可以氧化非金屬。它可以和C、P、S等多種非金屬及某些有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
[板書](3)和非金屬的反應(yīng)
△
4HNO3(濃)+C====2H2O+4NO2↑+CO2↑
10、
[過(guò)渡]HNO3遇到指示劑使之氧化褪色,遇到金屬放出的氣體也不是H2,HNO3都表現(xiàn)的是強(qiáng)氧化性,那么HNO3的酸性表現(xiàn)在哪些方面?
[板書]3.酸的通性
學(xué)生討論后回答:硝酸可與堿反應(yīng)生成鹽和水,與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水,與鹽反應(yīng)成另一種鹽和酸,都是硝酸酸性的表現(xiàn)。
[講述]金和鉑不能被濃H2SO4溶解,也不能被濃HNO3溶解,那么有沒(méi)有可以溶解金和鉑的溶液呢?有。那就是王水。什么叫王水?請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材后回答。
[生]濃HCl和濃HNO3體積比為3:1的混合液叫王水。
[師]硝酸是重要的化工原料,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要的用途。下面我們來(lái)看錄像,了解硝酸的用途。
[板書]三、硝
11、酸的用途
[播放錄像]小專輯:硝酸的用途和我國(guó)的硝酸工業(yè)。
[投影練習(xí)]
為了測(cè)定某銅銀合金的成分,將30.0 g合金溶于80 mL 13.5 mol·L-1的濃HNO3中,待合金完全溶解后,收集到氣體6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),并測(cè)得溶液中的c(H+)=1 mol·L-1。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80 mL,試計(jì)算:
(1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量。
(2)合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解析:(1)硝酸被還原生成NO或NO2氣體,因此產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量即是被還原的硝酸的物質(zhì)的量。n=6.72 L/22.4 L·mol-1=0.3 mol
(2)c(H+)=1 mol·L-1,說(shuō)明HNO3過(guò)
12、量。參加反應(yīng)的硝酸為13.5 mol·L-1×0.080 L-
1 mol·L-1×0.080 L=1 mol,設(shè)合金中Ag為x mol,Cu為y mol,則有
解得
w(Ag)=
答案:(1)0.3 mol (2)36%
[小結(jié)]本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容是硝酸的特性即不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性。其不穩(wěn)定性決定了硝酸的存放應(yīng)在棕色瓶中,也是造成濃硝酸顯黃色的原因。其強(qiáng)氧化性與濃H2SO4的強(qiáng)氧化性很類似,主要的也是表現(xiàn)在與不活潑金屬銅的反應(yīng)、與金屬Fe、Al的鈍化現(xiàn)象,以及與非金屬碳的反應(yīng),所以大家將硝酸的強(qiáng)氧化性與濃H2SO4的強(qiáng)氧化性對(duì)比來(lái)理解和掌握就容易得多了。
●板書設(shè)計(jì)
13、
第三節(jié) 硝 酸
一、硝酸的物理性質(zhì)
二、硝酸的化學(xué)性質(zhì)
1.不穩(wěn)定性
△
或光照
4HNO3=======4NO2↑+O2↑+2H2O
2.強(qiáng)氧化性
(1)常溫下使鐵、鋁鈍化
(2)與金屬反應(yīng)
Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)與非金屬的反應(yīng)
△
4HNO3(濃)+C====2H2O+4NO2↑+CO2↑
3.酸的通性
三、硝酸的用途
●教學(xué)說(shuō)明
本節(jié)教材不僅是本章重點(diǎn),也是整個(gè)高二教材的重點(diǎn)之一,在學(xué)習(xí)時(shí),抓住
14、硝酸的強(qiáng)氧化性和不穩(wěn)定性,熟悉硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律,并與以前學(xué)過(guò)的濃H2SO4進(jìn)行聯(lián)系和對(duì)比。在教學(xué)中還適度地啟發(fā)同學(xué)濃HNO3與非金屬單質(zhì)S和P的反應(yīng),以及硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法。
[參考練習(xí)]
1.下列對(duì)于硝酸的認(rèn)識(shí),不正確的是( )
A.濃NHO3和稀HNO3都具有氧化性
B.銅與HNO3的反應(yīng)屬置換反應(yīng)
C.金屬與HNO3反應(yīng)一定不產(chǎn)生氫氣
D.可用鐵或鋁制品盛冷的濃HNO3
答案:BC
2.在某稀溶液中含1mol KNO3和4 mol H2SO4,向其中加入1.5mol Cu粉,充分反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為( )
A.11.2 L
15、 B.22.4 L
C.33.6 L D.22.4 L~33.6 L之間
答案:B
3.在鐵與銅的混合物中,加入一定量的稀HNO3,充分反應(yīng)后剩余金屬m1 g,再向其中加入一定量的稀H2S4,充分振蕩后,剩余金屬m2 g,則m1與M2之間的關(guān)系是( )
A.n1,一定大于m2 B.ml可能等于m2
C.ml一定等于m2 D.ml可能大于m2
答案:A
4.將濃鹽酸、濃硫酸、濃硝酸分別滴在三張藍(lán)色的石蕊試紙上,片刻后可觀察到三張?jiān)嚰埖念伾? )
A.紅、黑、紅 B.紅、黑、藍(lán)
C.紅、黑、白 D.紅、紅、紅
答案:C