視頻標(biāo)簽：氨硝酸硫酸

所屬欄目：高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：高中化學(xué)人教版必修1第四節(jié)《氨硝酸硫酸》-重慶市省級優(yōu)課

教學(xué)設(shè)計、課堂實錄及教案：高中化學(xué)人教版必修1第四節(jié)《氨硝酸硫酸》-重慶市省級優(yōu)課

硫酸和硝酸的氧化性 
一、教學(xué)設(shè)計思路分析  （一）教材分析與處理 
    本節(jié)教材重點介紹了三種重要化合物的性質(zhì):氨、硝酸、硫酸，這些知識雖然在課標(biāo)中都 是了解的內(nèi)容，但仍然需要3節(jié)課來完成。 
 教科書所介紹的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要有：⑴氮的固定；⑵氨的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、氨水的成份；⑶氨鹽的性質(zhì)，氨的合成、實驗室制法和氨的用途；⑷硝酸的工業(yè)制法及強化性；⑸濃硫酸的氧化性及用途。雖然這些內(nèi)容僅僅被安排為一節(jié)，但其知識點基本上包絡(luò)了原高中教 
學(xué)大綱中對氨、硝酸及硫酸的要求。因此，在教學(xué)設(shè)計上既要把握其要求在了解層次，還要注意相關(guān)知識又是中學(xué)生所必備的學(xué)科知識，處理好這方面的關(guān)系是完成本節(jié)教學(xué)任務(wù)的關(guān)鍵。在教學(xué)過程中要秉承教學(xué)與實踐相結(jié)合的方法充分利用演示實驗與學(xué)生實驗,將理論、應(yīng)用與結(jié)論緊密結(jié)合起來,在學(xué)生掌握知識的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)教學(xué)的科學(xué)化。在內(nèi)容編排上，既 重視了知識的構(gòu)建，又重視了環(huán)境教育。  （二）學(xué)情分析 
知識方面：學(xué)生在初中時對氮肥已經(jīng)有了一定的了解，比如受熱易分解，遇堿性物質(zhì)放出氨氣，但對于氨氣的性質(zhì)缺乏系統(tǒng)性掌握。 
能力方面：高一學(xué)生已經(jīng)具備一定的觀察能力和分析能力，但在對比學(xué)習(xí)、實驗設(shè)計和操作方面缺乏訓(xùn)練，而且不會靈活運用所學(xué)知識，不習(xí)慣對知識的理解記憶和獨立思考。  
情感方面：通過半年的化學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生有了一定的環(huán)保意識，但對于人與自然和諧發(fā)展認(rèn)識不足。  (三) 課題分析 
氨、硫酸和硝酸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(rèn)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(xué)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。 
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(gòu)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惟一氣體，而且是大家非常熟悉的物質(zhì)。因此，將它們歸為一節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)。為此將本節(jié)內(nèi)容安排為三個課時，第1課時學(xué)習(xí)氨氣的性質(zhì)和制法；第2課時學(xué)習(xí)硫酸的性質(zhì)；第3課時學(xué)習(xí)硝酸的性質(zhì)。 
通過以上對學(xué)生情況及教材的分析，我設(shè)計了一下教學(xué)重難點和教學(xué)思路： （四）教學(xué)設(shè)計重點 
準(zhǔn)確把握教學(xué)要求，努力體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，采用輔助教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識及利用化學(xué)知識化害為利的科學(xué)思想。 
   化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過實驗發(fā)現(xiàn)物質(zhì)進(jìn)行研究也是科學(xué)研究的重要方法，因此學(xué)生應(yīng)該掌握實驗室制取氨氣的方法，但是學(xué)生在實驗設(shè)計和實驗操作方面缺乏訓(xùn)練，濃硫酸與硝酸的化學(xué)性質(zhì)定為教學(xué)重點。 
性質(zhì)決定用途，氨氣重要用途在于制氮肥，制造硝酸，這些用途都是基于氨的化學(xué)性質(zhì)。硫酸、硝酸均屬于三大強酸，生活中應(yīng)用廣泛且要求嚴(yán)格，故將濃硫酸、硝酸的氧化性探究 定為教學(xué)難點。 
教學(xué)重點： 
1.濃硫酸與硝酸的化學(xué)性質(zhì)。  教學(xué)難點： 
1.濃硫酸的氧化性探究。  2. 硝酸的氧化性探究。 二、教學(xué)過程 
【播放視頻】送濃硫酸的槽罐車事故視頻 
【師】硫酸是重要的化工原料，硫酸的消耗量是衡量一個國家化工發(fā)展水平的標(biāo)志!剛才視頻中在用鐵槽車裝運濃硫酸的過程中，發(fā)生了泄漏事故，消防隊員怎么辦？                    【生】生石灰中和濃硫酸 所以發(fā)生事故別忙亂，學(xué)了化學(xué)都好辦！  
【師問】今天我們首先從電離方程式對酸進(jìn)行再認(rèn)識！請同學(xué)們在學(xué)案上寫出H2SO4 、HNO3、HCl的電離方程式                                    
【師問】這三種酸在組成上有什么共同特點？                                  【生】都有H+ 【師問】因此，具有酸的？通性？酸有哪些通性呢？ 
【生】與指示劑作用，與金屬反應(yīng)，與堿發(fā)生中和反應(yīng)，與堿性氧化物反應(yīng)，與鹽反應(yīng) 
【師問】視頻中消防隊員是利用酸的哪點性質(zhì)處理濃硫酸的？                    【生】與堿性氧化物反應(yīng) 【師講】對！消防隊員正是利用了酸與堿性氧化物反應(yīng)，將危險的濃硫酸轉(zhuǎn)變成鹽，才化險為夷的! 【師講】酸與金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2體現(xiàn)H+的什么性質(zhì)？                            【生】氧化性 
（【生】酸性【師問】從氧化還原反應(yīng)角度？化合價從+1價降為0）  
【師問】H+能氧化所有的金屬嗎？                           【生】不行，金屬活潑順序表中H之前的金屬 【師問】稀硫酸能氧化Cu嗎？（不行）請同學(xué)們做實驗進(jìn)行探究：請同學(xué)們在點滴板右上角的Cu絲上滴入3D的稀硫酸，你們看到了什么？（無明顯現(xiàn)象）是因為稀硫酸不與Cu反應(yīng)，即使加熱也不反應(yīng)！ 【師分析】所以我們得出結(jié)論:酸中H+都具有氧化性，能將較活潑金屬氧化。那濃硫酸能否與Cu反應(yīng)呢？ 
 
                    
             
                    
                            3 
 
【師引入】這就是我們今天要一起要探究的內(nèi)容：硫酸和硝酸的氧化性，請同學(xué)們看書P101實驗4-9（手
寫板書硫酸和硝酸的氧化性）  
【探究實驗1】濃硫酸與Cu的反應(yīng):  
試劑：濃硫酸、Cu絲、品紅溶液、氫氧化鈉溶液 
儀器：酒精燈、鐵架臺、鐵夾、試管、雙孔塞、導(dǎo)管、小試管和燒杯、火柴、燒杯、棉花 
【師講】這是課前事先準(zhǔn)備好的整套裝置，試管中裝的是濃硫酸，插入的是Cu絲，導(dǎo)管連通并且插入的是品紅溶液，燒杯中裝的是浸有Na2CO3的棉團。 
【師】我們對試管進(jìn)行預(yù)熱，請大家注意觀察變化，主要看裝有Cu和濃硫酸的試管中的變化，品紅溶液中的顏色變化。 
【加熱過程中】看品紅溶液有什么變化？（有氣泡冒出），反應(yīng)開始了嗎?(沒有)還沒反應(yīng)，有氣泡冒出。說明什么？試管中濃硫酸已經(jīng)加熱到沸騰了。。。。。。。 
【師問】大家觀察溶液是什么顏色？                                           【生】藍(lán)色  【師問】說明有什么生成？                                                【生】CuSO4 【師問】即0價Cu升高成+2價，Cu被怎樣了？（被氧化）大家看品紅有什么變化？    【生】褪色 【師問】說明產(chǎn)生的氣體是？                                                 【生】SO2 【師問】SO2哪來的？                               【生】濃H2SO4產(chǎn)生的 
【師問】即H2SO4 中+6價S降為+4價，生成SO2，體現(xiàn)濃H2SO4的什么性質(zhì)？     【生】氧化性 
（邊講解邊板書）H2SO4（濃）+Cu
CuSO4+SO2↑請同學(xué)們完成反應(yīng)的化學(xué)方程式為 
【生】寫方程式 
【師問】在這個反應(yīng)中，還原劑是？（Cu）升2價，氧化劑是？（H2SO4）降2價，H2SO4系數(shù)為2。H哪兒去了？（H2O） 
【師問】稀硫酸中也有+6價S，為什么稀硫酸加熱條件下不能將Cu氧化？而濃硫酸卻能氧化Cu呢？我們首先從濃稀H2SO4溶液的主要組成微粒來進(jìn)行分析。請同學(xué)們完成學(xué)案上的第二個表格。好，同學(xué)們，我
們前后為一以小組，大家互相討論一下，然后我請各小組派一位代表來說說你們的分析結(jié)果。           
【生】自己討論，完成學(xué)案內(nèi)容 
 
【師問】因為組成不一樣所以性質(zhì)不一樣 
【師總結(jié)】濃硫酸能氧化不活潑的金屬Cu，說明H2SO4分子的氧化性強不強？（強）因此我們能得出結(jié)論：濃硫酸具有強氧化性！在受熱的情況下，濃硫酸能氧化絕大多數(shù)活性在H之后的金屬.（金屬 + H2SO4(濃) 
 
                    
             
                    
                            4 
 
 硫酸鹽 + SO2 ↑+ H2O）我們今天討論H2SO4的氧化性，即重點研究的是H2SO4分子的氧化性，體現(xiàn)氧化性的是H2SO4分子中 +6價S元素，而非H+的氧化性。因為它比H+具有更強的氧化性! 【師回應(yīng)視屏問】那為什么視屏中還要用鐵槽車裝運濃H2SO4呢？  
【師問】稀H2SO4與Fe反應(yīng)嗎？（反應(yīng)）剛才我們證實了濃H2SO4的氧化性比稀H2SO4強，那濃H2SO4
更容易與Fe反應(yīng)呀！ 
【師問】什么原因？請同學(xué)們看書102頁倒數(shù)第二自然段！                     【生】看書 
【師問】什么原因？          【生】它的表面被氧化為致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)！ 【師講】我們把這個過程叫做鈍化！鈍化是物理變化還是化學(xué)變化呢？          【生】化學(xué)變化 【師講】鈍化是因為反應(yīng)生成致密氧化膜，而阻止繼續(xù)反應(yīng)。鈍化是濃硫酸氧化性的特殊表現(xiàn)形式！  【過渡提問】同學(xué)們，初中我們學(xué)習(xí)過實驗室制H2，往往用稀硫酸，為什么不用濃硫酸？（濃H2SO4中H2SO4
分子氧化性強于H+所以得不到到H2）那為什么硝酸也不能用來制H2呢？是它不與金屬反應(yīng)嗎？ 
【師問】我們首先進(jìn)行組成分析，稀硝酸在溶液中存在？                       【生】H+和 NO3- 【師講】而濃HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在65%~68%，有大量水存在，硝酸完全電離，所以溶液中主要存在的仍然是？                                                                     【生】H+和 NO3- 【師】那濃硝酸、稀硝酸是否能與Cu發(fā)生反應(yīng)呢？從組成來看，H+能氧化Cu嗎？下面我們繼續(xù)進(jìn)行對比探究，這個實驗同學(xué)們自己完成，請先聽我說 
【師】大家桌子上是準(zhǔn)備好的器材，棕色瓶中裝的是濃硝酸，其中一瓶無色試劑瓶中裝的是稀硝酸，有一個塑料瓶蓋是裝的浸有Na2CO3的棉球。做實驗的時候大家分別向第一個凹槽中的Cu絲滴加1D濃硝酸，向第二個凹槽中Cu絲滴加3D稀硝酸，觀察現(xiàn)象后考慮到環(huán)保請同學(xué)們立即蓋上瓶蓋！完成實驗探究后，請同學(xué)們把你們觀察到的現(xiàn)象記錄在學(xué)案上，并思考做一定的解釋。好，分組實驗開始！ 
【學(xué)生分組實驗】（強調(diào)濃稀硝酸的量） 【探究實驗2】濃硝酸、稀硝酸與Cu的反應(yīng) 
試劑：濃硝酸、稀硝酸、卷成螺旋狀的Cu絲、碳酸鈉溶液 儀器：碘滴板、飲料瓶蓋、棉花 
【師問】下面這邊組請一位代表，描述你們小組觀察到的Cu和稀硝酸實驗現(xiàn)象？ 
【生】試管中Cu與稀硝酸緩慢反應(yīng)，溶液變藍(lán)（說明什么？），仔細(xì)觀察Cu絲表面（有氣泡放出） 
【師問】是什么顏色？                                                    【生】無色 【師問】這種氣體是氫氣嗎？                                              【生思考】 
【師問】針筒中是老師在相同反應(yīng)條件下提前收集的該無色氣體，現(xiàn)在我們拉一下針筒，送點空氣進(jìn)去，
看有什么現(xiàn)象？                                                   【生】變?yōu)榧t棕色 
 
                    
             
                    
                            5 
 
【師問】紅棕色氣體是什么？（NO2）那該無色氣體是什么呢？（NO）NO中N是幾價？怎么變來的？ 【師問】下面組請右邊大組的一位代表，描述你們小組觀察到的Cu和濃硝酸的現(xiàn)象？ 
【生】試管中Cu與濃硝酸劇烈反應(yīng)，溶液變藍(lán)（說明什么？）放出黃色氣體（紅棕色更準(zhǔn)確）該氣體是什么？（NO2）
NO2中N是幾價？怎么變來的？ 
【師】請大家根據(jù)現(xiàn)象寫出反應(yīng)方程式                                      【生】黑板上寫方程 
【師】下面我們再請一位同學(xué)總結(jié)一下通過這個實驗?zāi)銈兊哪男┙Y(jié)論？          【生】                          【師分析小結(jié)】濃硝酸、稀硝酸都與Cu發(fā)生了反應(yīng)，說明硝酸的氧化性？（強） 從組成分析，體現(xiàn)氧化
性的是粒子？（NO3-），體現(xiàn)氧化性的元素是+5價N。從反應(yīng)劇烈程度來看，濃HNO3、稀HNO3的氧化性性誰強？從還原產(chǎn)物來看，硝酸越稀還原產(chǎn)物的價態(tài)越低，濃HNO3一般被還原為？（NO2），稀HNO3一般被還原為（NO）。 
【師】大量實驗證明：不論濃、稀HNO3都有很強的氧化性，幾乎能與除Pt、Au外的所有金屬反應(yīng)。體現(xiàn)氧化性的是NO3-中+5價N。但常溫下，F(xiàn)e、Al遇到濃硝酸也和濃硫酸一樣會發(fā)生鈍化。 
【師問】同學(xué)們現(xiàn)在知道實驗室制備氫氣為什么不用硝酸了嗎？       【生】體現(xiàn)氧化性的是NO3-中+5價N【師講】體現(xiàn)氧化性的是NO3-中+5價N，即使是活潑金屬與硝酸反應(yīng)也不會產(chǎn)生氫氣 
【師講】同學(xué)們，HNO3能與Cu反應(yīng)，那NO3-能與Cu反應(yīng)嗎？我們繼續(xù)實驗探究         【生】 
請大家在點滴板的右下角滴入3D的KNO3，在中間下面的凹槽中滴入3D稀H2SO4和3D KNO3。           Cu和KNO3有什么現(xiàn)象？Cu和稀H2SO4和KNO3呢？（有氣泡產(chǎn)生，溶液緩慢變藍(lán)）這現(xiàn)象和剛才我們觀察到的Cu和哪個反應(yīng)相似？                                   【生】 
下面我們一起來分析一下現(xiàn)象背后的原因：還是從微粒角度出發(fā)，Cu和稀H2SO4作用時，有哪些微粒？H+反應(yīng)了嗎？（沒有）為什么？Cu和KNO3作用時，有哪些微粒？K+能氧化Cu嗎？（不行）NO3-能氧化Cu嗎？反應(yīng)發(fā)生了嗎？（）Cu和稀H2SO4和KNO3作用時，有哪些微粒？反應(yīng)發(fā)生了嗎？單獨的H2SO4，KNO3都沒有反應(yīng)，為什么混合在一起就反應(yīng)了呢？請同學(xué)們互相交流討論，得出結(jié)果？哪位同學(xué)告訴我？ K+、NO3-是不能氧化Cu的，但是剛才NO3-也不能將Cu氧化，說明有H+時NO3-才有氧化性，即溶液中酸性條件下的NO3-才有強氧化性！下面請同學(xué)們寫出此反應(yīng)的離子方程式！（請大家結(jié)合剛才看到的現(xiàn)象來寫，和剛才觀察到了Cu與稀HNO3反應(yīng)具有相似的現(xiàn)象！） 
【師總結(jié)過渡提問】同學(xué)們，今天我們通過實驗探究、對比分析，你們有什么收獲呢？ 
 
自己總結(jié)，結(jié)合大家的智慧，得出你們小組最后的結(jié)論  
【老師、學(xué)生課堂總結(jié)】1、通過今天的學(xué)習(xí)我們知道酸能電離出H+都具有氧化性，能氧化較活潑金屬 
2、濃硫酸不僅能氧化較活潑金屬，而且能氧化部分不活潑金屬 
3、酸性條件下的NO3-能氧化除Pt、Au外的幾乎所有金屬，一般情況下，濃硝酸
 
                    
             
                    
                            6 
 
被還原NO2，稀硝酸被還原為NO。 
【老師總結(jié)延伸】通過今天的探究我們知道了稀硫酸體現(xiàn)氧化性的是H+，濃硫酸、硝酸體現(xiàn)氧化性的是酸根離子中+6價的S元素和+5價的N元素。濃硫酸和硝酸具有強氧化性，它們有別于H+的氧化性，比H+的氧化性強！這就是為什么我們不能用濃硫酸和硝酸來制H2的原因！這節(jié)課我們探究的是濃硫酸、濃硝酸和金屬的反應(yīng)，在下節(jié)課中我們會繼續(xù)討論這兩種酸與非金屬的作用。通過今天的探究我們我們不僅能正確處理濃硫酸泄漏事故，還能處理生活中很多問題，比如市面上有很多假黃金，那我們?nèi)绾舞b別真假黃金呢？（對，這些物理方法都是可行的）怎樣用化學(xué)方法來鑒別呢？這個問題留給同學(xué)們課后去思考完成！ 【師結(jié)束】我們今天的課到此結(jié)束，下課！謝謝大家!

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