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111 第二單元 第3課時 硝酸的性質 一、學習目標 1.了解硝酸的物理性質和重要用途； 2.掌握硝酸的化學性質——不穩(wěn)定性和強氧化性； 3.知道工業(yè)上氨氧化法制硝酸的反應原理； 4.通過觀察濃、稀硝酸與銅反應的實驗，培養(yǎng)觀察能力、分析和比較能力；5.介紹波爾巧藏諾貝爾金質獎章的故事，對學生進行愛國主義教育。 二、教學重點及難點 硝酸的特性——不穩(wěn)定性和氧化性； 氨氧化法制硝酸的反應原理。 三、設計思路 由氮元素存在變價引入硝酸內容的教學，接著介紹硝酸的重要用途，引導學生將理論與生產實際聯系起來，激發(fā)他們學習理論知識的積極性。硝酸性質的教學按照人們認識新事物的一般過程展開，首先通過簡單的觀察來認識硝酸的物理性質，在通過實驗探究的方式，引導學生發(fā)現HNO3的特性——不穩(wěn)定性和強氧化性。在對稀HNO3與銅的反應進行探究的時候，對教材中的實驗進行了一定的改進，在一定程度上可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和解決新問題的能力。最后，向學生簡單介紹硝酸的工業(yè)制法，再一次將理論與實踐相結合，從而整理氮元素及其化合物的轉化關系，深化本課以及本單元的內容。 四、教學過程 [引入]試分析下列轉變關系中氮元素的化合價變化。 NH3→NO→NO2→HNO3 [過渡] 氮元素處于最高價態(tài)的硝酸是硝酸型酸雨的有害成分之一，但它在工農業(yè)生產中的用途也是非常廣泛的。 [板書介紹] 一、硝酸的用途：制氮肥、塑料、炸藥、硝酸鹽等。 [過渡] 為了更加科學合理地利用硝酸，我們需要進一步認識它的有關性質。認識一種物質，人們通常從表面入手，不斷深入其內部的本質。那我們就先來認識一下硝酸的“表層”性質。 [觀察與思考] 打開一瓶濃硝酸的瓶蓋，聞其氣味，觀察其揮發(fā)現象。 [板書小結]二、硝酸的物理性質。 硝酸是無色、有刺激氣味的液體，易溶于水，低沸點（83℃），易揮發(fā)。常用硝酸密度為 1.503g/cm3， 濃度為69%，15.6mol/L。 [過渡] 在學習了“表層”性質的基礎上，下面我們來深入研究硝酸的“深層”性質。 [板書]三、硝酸化學性質 1. 硝酸具有酸的通性：一元強酸 HNO3 = H++NO3- [討論] ①久置濃硝酸為什么呈黃色？ 加熱 或光照 [回答] 久置硝酸分解產生的NO2溶于溶液中,使得溶液變黃！ [板書] 2. 硝酸的不穩(wěn)定性：4HNO3 = O2↑ +2H2O + 4NO2↑ [討論] ②硝酸應如何保存？ 硝酸保存在避光、低溫處。 [過渡] 硝酸中的氮元素化合價處于最高價態(tài)，我們可以由此推測它只具有氧化性，事實是否如此呢？下面大家通過實驗來探究一下。 [板書]（1）硝酸與金屬的反應 [實驗探究]實驗濃、稀硝酸與銅的反應。 [實驗計劃] ①是否能觀察到明顯實驗現象？ ②是否有氣體生成，如果有，氣體是什么顏色。使生成的氣體接觸空氣，氣體顏色是否發(fā)生變化。 ③溶液顏色有什么變化。 [實驗探究1]①濃硝酸與銅反應 現象：銅片溶解,常溫下反應劇烈；有紅棕色的氣體產生；溶液由無色變?yōu)樗{色。 反應的化學方程式： Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O （注：方程式由學生根據反應現象推測歸納后寫出） [實驗探究2]②稀硝酸與銅反應 現象：反應緩慢，銅片溶解；有無色的氣體產生，氣體接觸空氣時立即變成紅棕色；溶液由無色變?yōu)樗{色。 反應的化學方程式： 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O （注：方程式由學生根據反應現象推測歸納后寫出） 反應的離子方程式： 3Cu＋8H+ ＋ 2NO3— ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O （注：離子方程式由學生當作課堂練習自行寫出） [拓展視野] 常溫下，濃硝酸使鐵、鋁發(fā)生“鈍化”。 Fe＋HNO3(濃) → 生成致密的氧化膜（鈍化） Al＋HNO3(濃) → 生成致密的氧化膜（鈍化） [追問] 為什么可以用鋁槽車裝運濃硝酸？ [回答]鈍化使金屬的化學活動性大大降低，耐腐蝕性大大增強。因此在常溫下可以用鋁槽車裝運濃硝酸。 [板書] （2）濃硝酸能與某些非金屬反應。 C + 4HNO3(濃) = CO2 ↑ + 4NO2↑+2H2O [ppt演示] 氧化還原反應方程式的配平過程。 [閱讀]教材101頁，學習氧化還原反應方程式的配平，分析原理，歸納步驟。 [歸納] [板書] 硝酸具有強氧化性。（注：教師在學生歸納下面三條性質之后進行板書） （1）能與大多數金屬反應，但一般不生成氫氣。 金屬與濃硝酸反應一般生成NO2,與稀HNO3反應一般生成NO。 （2）常溫下濃硝酸使鐵、鋁鈍化。 （3）濃硝酸能與某些非金屬反應。 [拓展視野] 王水：濃HNO3和濃HCl（體積比1:3）混合物，能使一些不溶于硝酸的金屬如Au、Pt等溶解。 玻爾是丹麥著名的物理學家，曾獲得諾貝爾獎。第二次世界大戰(zhàn)中，玻爾被迫離開將要被德國占領的祖國。為了表示他一定要返回祖國的決心，他決定將諾貝爾金質獎章溶解在王水里，裝于玻璃瓶中，然后將它放在柜面上。后來，納粹分子竄進玻爾的住宅，那瓶溶有獎章的溶液就在眼皮底下，他們卻一無所知。這是一個多么聰明的辦法?。?zhàn)爭結束后，玻爾又從溶液中還原提取出金，并重新鑄成獎章。新鑄成的獎章顯得更加燦爛奪目，因為它凝聚著玻爾對祖國無限的熱愛和無窮的智慧。 [發(fā)散思維] 在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入KNO3 ，發(fā)現銅粉溶解，為什么？ 3Cu＋8H+ ＋ 2NO3 - ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O [比較學習] 硫酸和硝酸的氧化性規(guī)律比較 [過渡] 如果我們需要大量硝酸用于各種生產活動，那么如何通過工業(yè)方法來制取它的呢？ [板書] 四、硝酸的工業(yè)制法 [投影]工業(yè)上制備硝酸的過程如下： (1)氨在催化劑的作用下與氧氣發(fā)生反應，生成一氧化氮； (2)一氧化氮進一步被氧氣氧化成二氧化氮； (3)用水吸收二氧化氮生成硝酸。 催化劑 試寫出各步反應的化學方程式： 4NH3+5O2 = 4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO （注：方程式由學生根據反應上述文字過程描述自行寫出） [作業(yè)] 教材第102頁：練習與實踐第2、3題。 111