高中化学必修第二册《第二节 氮及其化合物》教学设计

第五章　化工生产中重要的非金属元素
第一节 氮及其化合物
第三课时 硝酸 酸雨及防治
本节内容主要包括：氮及氮的固定、一氧化氮和二氧化氮、氨和铵盐、硝酸、酸雨及其防治。本课时主要研究硝酸化学性质和酸雨及其防治。工业制硝酸的生产原理为载体，应用氧化还原反应原理，设计含氮化合物的转化，使学生认识到从一种原料转化成多种产品，路径之一是通过氧化还原反应改变主要元素的化合价，提升“变化观念”等学科核心素养。教材编入“酸雨及其防治”内容以及“测定雨水的pH”的研究与实践活动，综合运用硫和氮及其化合物的相关知识，寻求证据参与社会性议题的讨论，分析硫酸工业、合成氨工业对社会发展的价值和对环境的影响，有意识地渗透资源合理利用和环境保护的意识。
教学目标
1、结合实验探究，了解硝酸的主要性质——不稳定性和强氧化性，知道硝酸是重要的化工原料。
2、了解酸雨的概念，知道酸雨形成的主要原因是二氧化硫和二氧化氮进入大气，知道酸雨会严重危害环境，增强环保意识，培养社会责任感。
核心素养
通过对浓硝酸稀硝酸与铜反应的实验，强化学生能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论；能和同学交流实验探究的成果，提出进 一步探究或改进实验的设想。
通过学习酸雨的形成原因和防治，关注与化学有关的社会热点问题，认识环境保护和资源合理开发的重要性，具有可持续发展 意识和绿色化学观念；深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏化学对社会 发展的重大贡献，能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，权 衡利弊，勇于承担责任，和积极参与有关化学问题的社会决策。
重点：硝酸的不稳定性和强氧化性，酸雨的概念。
难点：硝酸的强氧化性。
准备实验仪器药品，查找酸雨的相关知识。
硝酸
课件投影：黄金大劫案之王水溶金GIF动图。
教师讲述：浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1：3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
设计意图：拓展学生视野，提高学生的学习兴趣。
教师讲述：介绍硝酸的物理性质，硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
学生活动：为什么浓硝酸一般将其保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。为什么有的浓硝酸看起来有颜色呢！
学生活动：浓硝酸见光或者受热会分解产生二氧化氮，所以一般将其保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。
设计意图：强化学生能从不同视角对纷繁复杂 的化学变化进行分类研究，逐步掲示各类变化的特征和规律。
演示实验：硝酸的强氧化性：【实验5-8】如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，向上拉铜丝，终止反应。
学生活动：观察并比较实验现象。
教师小结：硝酸具有强氧化性。稀硝酸和浓硝酸都能氧化其他酸不能氧化的铜。
4HNO3（浓）+Cu === Cu（NO3）2+2NO2 ↑+2H2O
8HNO3（稀）+3Cu === 3Cu（NO3）2+2NO ↑ +4H2O
设计意图：强化学生能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论；能和同学交流实验探究的成果，提出进 一步探究或改进实验的设想；能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立思考、敢于质疑和 批判的创新精神。
教师设问：浓硝酸的氧化性很强，为什么运输浓硝酸时还是用铁罐车和铝槽车运输？
教师讲述：有些金属如铁、铝等虽然能与稀硝酸或稀硫酸反应，但在常温下却可以用铁或铝制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸。这是因为常温下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。当加热时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。
设计意图：让学生通过生活中的“矛盾”强化学生对浓硝酸强氧化性的认识。
学会活动：硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸。
（1）写出每一步反应的化学方程式。
（2）请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价的变化情况，以及每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。
教师小结：
N2+3H22NH3
4NH3+5O24NO+6H2O
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
设计意图：强化学生对相关反应方程式的书写和认识。
酸雨及防治
课件投影：酸雨的形成
学生活动:根据上图酸雨的形成过程，写一写相关的化学方程式。
设计意图：强化学生对相关反应方程式的书写和认识。
教师讲述：二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6。
课件投影酸雨的危害：
教师讲述酸雨的危害：酸雨有很大的危害，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
教师讲述酸雨的防治：废气的处理、燃煤的脱硫、汽车的三元催化剂。
设计意图：拓展学生知识面，关注与化学有关的社会热点问题，认识环境保护和资源合理开发的重要性，具有可持续发展 意识和绿色化学观念；深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏化学对社会 发展的重大贡献，能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，权衡利弊，勇于承担责任，和积极参与有关化学问题的社会决策。
三、课堂小结
引导学生自己总结归纳本节课所学知识
设计意图：透过现象引发学生深层次的思考，培养学生的归纳能力。培养学生思维的深刻性，提升对元素及其化合物知识的认知水平。