学生学情分析
1、本节课的学习对象是高一年级普通班的学生,学生的化学基础相对较弱。 2、硝酸这一节内容是放在了非金属的最后一节课,学生已经对氮及其硫的化合物的一些化合物有所了解,并能较为熟练地运用氧化还原的原理来解决一些化学方程式配平问题,所以对硝酸的氧化性实验探究对比着硫酸的氧化性会比较成功,根据现象分析结果比较正确到位;同时又可以通过该实验微课激了学生的学习兴趣,通过硝酸与金属的反应复习氧化还原反应的规律及应用。 3、硝酸的酸性,在初中已有所了解,通过复习,还可以加深学生的记忆。 硝酸的制备,书上的图解非常清楚直观,再根据对氮的化合物的了解,所以,理解其反应机理也不是很难的事。 总之,本节课,学生可以在很大的程度上参与进来,使的学生的主体性得以充分体现。
本节课的学习者特征分析主要是根据教师平时对学生的了解以及学生年龄段的思维发展情况而做出的:.我校是一所三级达标学校,本节课的学习对象是高一年级学生,学生的化学基础不是很好。2硝酸这一节内容是放在了《氮的氧化物产生及转化》和《氮肥的生产和使用》后学生已经对氮的一些化合物有所了解,并能较为熟练地运用氧化还原的原理来解决一些化学问题,所以对硝酸的氧化性实验探究会比较成功,根据现象分析结果比较正确到位;同时又可以通过该实验激发了学生的学习兴趣,通过硝酸与金属的反应复习氧化还原反应的知识。3.硝酸的酸性,在初中已有所了解,通过复习,还可以加深学生的记忆。硝酸的制备,书上的图解非常清楚直观,再根据对氮的化合物的了解,所以,理解其反应机理也不是很难的事。总之,本堂课,学生可以在很大的程度上参与进来,使的学生的主体性得以充分体现。.在这个年龄阶段的学生思维发展处在关键期,充分调动学生的学习积极性,拓展学生的理性思维显得犹为重要。
效果分析
本节精心设计了硝酸的不稳定性、硝酸与碳的演示实验视频和浓硝酸与铜反应的录像实验,现象效果显著,既完成了课标要求,又实现了实验的环保。通过实验带动问题思考,对比浓硫酸与金属的相关反应,帮助学生理解,效果好。
其主要优点:
1.教学方法的多样化和教学手段的现代化。
积极采用现代教育方法和手段,在课程教学时理论联系实际,教师在讲授时,运用多媒体课件、电子白板、网络教学资源等现代化手段,在实验室录好微课,制作教学图片、录像等多媒体课件资料,适时示范,使枯燥乏味的理论课生动具体,提高了课堂教学效果,建立了现代教育方法和手段的新的教学模式。大大提高了学生学习的兴趣。
2、目标明确
本节主要是围绕氧化还原反应,进一步突出浓稀硝酸的强氧化性,让学生形成定性的分析氧化还原反应的认识。
3、本节形式多样化
本节充分发挥学生的主体性和教师的主导性,让学生在课堂上动起来,多动手些、多动眼看、多动嘴说、多动脑想。
学习HNO3的性质是通过与另外的两种强酸比较,运用比较归纳、总结提高等整体化的教学方法来学习的。充分展示了三种强酸的共性和个性,体现了高中化学的整体美,并总结了学习酸的基本方法和途径。
硝酸教学设计
(一)学案设计
第四节 氨、硝酸、硫酸(3)
【学习目标】
1、通过实验认识并掌握浓稀硝酸的强氧化性;
2、通过方程式掌握硝酸的有关计算。
【重、难点】硝酸的强氧化性;
【知识链接】1.写出硝酸的电离方程式:
2.硝酸具有酸的通性,主要表现在酸和 、 、
、 、 等五个方面。
3.写出浓硫酸与铜反应的方程式:
【学习过程】
一、硝酸的不稳定性:观察硝酸的保存方法并根据浓硝酸久置呈黄色,推测其产物
二、硝酸的强氧化性:
【思考】根据HNO3中N元素的化合价,分析HNO3还可能具有的性质是 。
与金属铜的反应
反应物
Cu与浓HNO3
Cu与稀HNO3
现象
结论
化学方程式
离子方程式
归纳总结1:
Ⅰ.与金属反应,浓HNO3的还原产物一般为 ;稀HNO3的还原产物一般为
Ⅱ.不论是浓HNO3还是稀HNO3,与金属反应均不放出 。
Ⅲ.王水:浓 和浓 的混合物(体积比为 ),它的氧化能力更强,能 使一些不溶于硝酸的金属,如Pt、Au等溶解。
(2)钝化 思考:常温下,常用铁铝制容器来盛装或贮存浓硝酸或浓硫酸,试分析其原因
与非金属反应(加热) 浓硝酸与木炭反应生成二氧化氮,二氧化碳和水:
试写出反应的化学方程式:
三、硝酸的有关计算
【问题讨论1】在浓硝酸中放入铜片:
(1)开始反应的化学方程式为 。
(2)若铜有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为
。
(3)反应停止后,再加入少量的25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是 (用离子方程式表示) 。
【问题讨论2】 若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生5.6L气体(标准状况)。则所消耗的硝酸的物质的量为 。
归纳总结2:
【当堂检测】
1、下列酸在与金属发生反应时,其中的S或N元素的化合价不会发生变化的是( )
A.稀硫酸 B.稀硝酸 C.浓硫酸 D.浓硝酸
2、往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸,溶液的颜色变化应该是
A、颜色变浅 B、逐渐加深 C、没有改变 D、变棕黄色
3、Cu粉放入稀H2SO4中,加热后无明显变化,当加入一种盐后,Cu粉质量减少,而溶液变蓝,同时有气体生成,此盐可能是( )
A.Na2SO4 B.NaCl C.NaNO3 D.FeCl3
我的困惑:
(二)教学设计
【学习目标】
知识与技能 1.了解硝酸的物理性质及保存方法。
2.理解硝酸的强酸性。
3.掌握硝酸的不稳定性、强氧化性和制取硝酸的原理。
过程与方法 1.学会全面观察、分析、设计实验,提高观察、实验、探索、思维和自学能力。
2.通过探究硝酸的性质,培养学生的动手、动脑和运用知识的能力、观察能力。
情感态度和价值观1.通过掌握浓、稀硝酸性质的差异,使学生进一步理解量变引起质变的规律,帮助学生树立起辩证唯物主义的世界观。
2.通过介绍化学家的故事,使学生树立热爱科学、尊重科学的品质,激发学生学习的兴趣。
【教学重难点】硝酸的强氧化性
【教学过程】
引入新课,通过复习浓硫酸与铜的反应方程式引入。
师:本节课我们就要共同学习另外一种重要的强酸——硝酸。硝酸是我们中学常见的三大强酸之一,那么它具有酸的通性应在情理之中,除此以外,硝酸会不会也像硫酸一样也有自身某些特性呢?通过今天的学习,我们就会对硝酸有一个更全面的认识。
[展示]打开一瓶浓HNO3,观察白雾,倒入试管少许观察颜色、状态、扇闻气味。
师:通过观察,发现浓硝酸有哪些物理性质?
生:无色、易挥发、有刺激性气味。
师:那么除以上性质外,硝酸还有哪些物理性质呢?
[小材料]纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,密度为1.502 7 g·cm-3,沸点83 ℃,98%以上的浓硝酸在空气中由于挥发出HNO3而产生“发烟”现象,通常叫发烟硝酸,常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
(学生阅读材料了解硝酸的物理性质。请一位学生代表口述)
师: 刚才认识了硝酸的物理性质,硝酸有什么化学性质呢?
[板书](二)硝酸的强氧化性
1.硝酸的强酸性:HNO3====H++
[探究1]HNO3可以电离出H+,具有酸的通性,浓HNO3和稀HNO3遇石蕊试液分别有什么现象呢?
[学生动手实验]浓HNO3遇石蕊试液却是先变红后褪色,且浓HNO3、稀HNO3和金属反应均不产生H2。这都与HNO3的特殊性质有关。
[探究2]浓HNO3、稀HNO3和金属反应是否有H2产生呢?
[学生动手实验]浓HNO3与稀硫酸和金属铁反应(生:前者不产生H2,稀硫酸和金属锌反应有大量H2逸出)
师:为什么硝酸会产生这些现象呢?这说明HNO3有什么化学性质呢?
[板书]2.硝酸的不稳定性
情景展现,浓HNO3受热分解
(根据现象分析生成物,引导学生写出化学方程式)
生:4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑
师:浓HNO3在保存的时候能否用橡皮塞或软木塞呢,为什么?
生:不能,这与浓HNO3的强氧化性有关。
[小结]浓HNO3显黄色原因:分解生成的NO2溶于HNO3。
保存方法:放于棕色瓶中,置于阴凉处,不能用橡皮塞和软木塞。
3.硝酸的强氧化性
师:铁、铝在浓H2SO4中为什么会产生钝化现象?(生:强氧化性)
师:铁、铝在浓HNO3中同样会产生钝化现象,因为浓HNO3也有强氧化性。
师:浓H2SO4与不活泼金属如铜反应有何条件?(生:浓H2SO4氧化不活泼金属需加热)。那么,硝酸氧化不活泼金属情况又如何?
[探究3]浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应有什么现象呢?硝酸有酸性,能否与金属反应放出氢气?
(视频材料)【微课展现】浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应
师:从这段视频中,你观察到了什么现象呢?
[学生实验]对照视频材料的操作,请完成浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应的实验,并把现象记录下表。
[改进方案]实验前,准备好与试管配套的事先已套上气球的带导管的胶塞。实验时,向盛有铜片的试管中加入浓、稀硝酸后,立即塞上上述已准备好的胶塞(如图所示),可观察到铜片与浓、稀硝酸反应的现象,生成的气体进入气球。
反应现象
产物
浓硝酸+Cu
1.Cu片:有大量气泡产生 2.溶液颜色:无色变为绿色
3.气体颜色:红棕色 4.反应剧烈程度:剧烈 5.触摸容器外壁:很热
Cu(NO3)2、NO2和H2O
稀硝酸+Cu
1.Cu片:有气泡产生 2.溶液颜色:无色变为蓝色
3.气体颜色:无色(打开止水夹后)无色变为红棕色
4.反应剧烈程度:缓慢 5.触摸容器外壁:温热
Cu(NO3)2、NO和H2O
[板书](1)与金属反应:(引导学生讨论反应的化学方程式,并板书)
Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
并用双线桥标出电子转移的情况 。学生3分钟讨论,完成思考与交流。
师:浓硝酸与活泼金属反应是否也剧烈?
[学生实验]浓硝酸+铝片
师:钝化原理:铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸,表面被氧化为牢固的氧化物薄膜,阻止酸与内层金属进一步反应。
[小结]铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化。
师:浓硝酸的运输和贮存可用何种材料制的容器?(生:铁质容器或铝质容器)
(用多媒体展示故事内容——玻尔巧藏诺贝尔金奖章)
丹麦有位叫玻尔的科学家,37岁时他获得了1922年的诺贝尔奖。第二次世界大战期间,玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国,为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔奖章留在实验室。玻尔把金奖章溶解在盛有王水的试剂瓶里。后来,纳粹分子窜入玻尔实验室,那个试剂瓶就在他们的眼皮底下,他们却一无所知。战争结束后,玻尔从王水中把金还原出来,并重新铸成奖章。玻尔配制王水的主要组成之一是“硝酸”。
师:除金、铂等少数金属外,硝酸几乎能与所有金属反应;当浓硝酸与浓盐酸按体积比为1∶3混合时,就配制成玻尔的“王水”溶液,王水的氧化性比浓硝酸强,可以溶解金、铂等不溶于硝酸的金属。
(要求学生记住王水的组成,可引导学生妙用王水中的“王”字的竖横笔画比,帮助记忆)
师:比较浓硫酸的性质,浓硝酸能否与非金属反应?
[板书](2)与非金属反应
(视频材料)浓硝酸与C、S反应
师:对照浓硫酸的性质,你能否写出浓硝酸与C、S反应的化学方程式?
[学生练习]
C+4HNO3(浓)====CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3(浓)====H2SO4+6NO2↑+2H2O
师:从刚才硝酸与金属及非金属的反应及产物情况,你能够得到的结论是什么呢?硝酸浓度与还原产物有什么关系呢?
生:讨论硝酸的有关反应特点,找一名同学汇报讨论结果,其他同学补充完善。
(多媒体)归纳学生讨论的结果,硝酸的反应规律有:
①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。
②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生钝化。
③硝酸越浓,其氧化性越强。如稀HNO3可使石蕊试液变红,而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色。
④一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓HNO3的还原产物为NO2,稀HNO3的还原产物为NO。活泼金属与极稀HNO3反应时,还原产物复杂,可为NO、N2O、NH4NO3等。
⑤非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。
⑥王水(浓HNO3和浓盐酸按体积比1∶3配制)具有更强的氧化性,能溶解Au、Pt。
师:(强调)反应物或条件不同,硝酸的还原产物发生变化:NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3。
师:(设疑)有人认为:“比较浓硝酸和稀硝酸的还原产物的化合价,浓HNO3中的氮从+5价降为+4价而稀HNO3中的氮从+5价降为+2价,从化合价变化可以判断稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。”这种看法是否正确?为什么?
生:(提示)从浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应的条件和剧烈程度分析。
师:(展示)一瓶呈黄色的浓硝酸,启发学生思考为什么久置的浓HNO3呈黄色?硝酸应该如何保存呢?
[阅读材料]硝酸用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等;在实验室里,它是一种重要的化学试剂。
[课堂小结]【板书设计】
【当堂检测】
1、下列酸在与金属发生反应时,其中的S或N元素的化合价不会发生变化的是( )
A.稀硫酸 B.稀硝酸 C.浓硫酸 D.浓硝酸
2、往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸,溶液的颜色变化应该是
A、颜色变浅 B、逐渐加深 C、没有改变 D、变棕黄色
3、Cu粉放入稀H2SO4中,加热后无明显变化,当加入一种盐后,Cu粉质量减少,而溶液变蓝,同时有气体生成,此盐可能是( )
A.Na2SO4 B.NaCl C.NaNO3 D.FeCl3