《生产生活中的含氮化合物》教学教案

教案 时间:2018-09-04 我要投稿

  一、学习目标

  1.了解硝酸的物理性质和重要用途;

  2.掌握硝酸的化学性质——不稳定性和强氧化性;

  3.知道工业上氨氧化法制硝酸的反应原理;

  4.通过观察浓、稀硝酸与铜反应的实验,培养观察能力、分析和比较能力;5.介绍波尔巧藏诺贝尔金质奖章的故事,对学生进行爱国主义教育。

  二、教学重点及难点

  硝酸的特性——不稳定性和氧化性;

  氨氧化法制硝酸的反应原理。

  三、设计思路

  由氮元素存在变价引入硝酸内容的教学,接着介绍硝酸的重要用途,引导学生将理论与生产实际联系起来,激发他们学习理论知识的积极性。硝酸性质的教学按照人们认识新事物的一般过程展开,首先通过简单的观察来认识硝酸的物理性质,在通过实验探究的方式,引导学生发现HNO3的特性——不稳定性和强氧化性。在对稀HNO3与铜的反应进行探究的时候,对教材中的实验进行了一定的改进,在一定程度上可以培养学生的创新意识和解决新问题的能力。最后,向学生简单介绍硝酸的工业制法,再一次将理论与实践相结合,从而整理氮元素及其化合物的转化关系,深化本课以及本单元的内容。

  四、教学过程

  [引入]试分析下列转变关系中氮元素的化合价变化。

  NH3→NO→NO2→HNO3

  [过渡] 氮元素处于最高价态的硝酸是硝酸型酸雨的有害成分之一,但它在工农业生产中的用途也是非常广泛的。

  [板书介绍] 一、硝酸的用途:制氮肥、塑料、炸药、硝酸盐等。(ppt 3)

  [过渡] 为了更加科学合理地利用硝酸,我们需要进一步认识它的有关性质。认识一种物质,人们通常从表面入手,不断深入其内部的本质。那我们就先来认识一下硝酸的“表层”性质。

  [观察与思考] 打开一瓶浓硝酸的瓶盖,闻其气味,观察其挥发现象。

  [板书小结]二、硝酸的物理性质。(ppt 4)

  硝酸是无色、有刺激气味的液体,易溶于水,低沸点(83℃),易挥发。常用硝酸密度为 1.503g/cm3, 浓度为69%,15.6mol/L。

  [过渡] 在学习了“表层”性质的基础上,下面我们来深入研究硝酸的“深层”性质。

  [板书]三、硝酸化学性质(ppt 5~12)

  1. 硝酸具有酸的通性:一元强酸 HNO3 = H++NO3-

  [讨论] ①久置浓硝酸为什么呈黄色?

  [回答] 久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄!

  [板书] 2. 硝酸的不稳定性:4HNO3 = O2↑ +2H2O + 4NO2↑

  [讨论] ②硝酸应如何保存?

  硝酸保存在避光、低温处。

  [过渡] 硝酸中的氮元素化合价处于最高价态,我们可以由此推测它只具有氧化性,事实是否如此呢?下面大家通过实验来探究一下。

  [板书](1)硝酸与金属的反应

  [实验探究]实验浓、稀硝酸与铜的反应。

  [实验计划] ①是否能观察到明显实验现象?

  ②是否有气体生成,如果有,气体是什么颜色。使生成的气体接触空气,气体颜色是否发生变化。

  ③溶液颜色有什么变化。

  [实验探究1]①浓硝酸与铜反应

  现象:铜片溶解,常温下反应剧烈;有红棕色的气体产生;溶液由无色变为蓝色。

  反应的化学方程式:

  Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (注:方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出)

  [实验探究2]②稀硝酸与铜反应

  现象:反应缓慢,铜片溶解;有无色的气体产生,气体接触空气时立即变成红棕色;溶液由无色变为蓝色。

  反应的化学方程式:

  3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

  (注:方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出)

  反应的离子方程式:

  3Cu+8H+ + 2NO3— =3Cu2++2NO↑+4H2O

  (注:离子方程式由学生当作课堂练习自行写出)

  [拓展视野] 常温下,浓硝酸使铁、铝发生“钝化”。

  Fe+HNO3(浓) → 生成致密的氧化膜(钝化)

  Al+HNO3(浓) → 生成致密的氧化膜(钝化)

  [追问] 为什么可以用铝槽车装运浓硝酸?

  [回答]钝化使金属的化学活动性大大降低,耐腐蚀性大大增强。因此在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。

  [板书] (2)浓硝酸能与某些非金属反应。

  C + 4HNO3(浓) = CO2 ↑ + 4NO2↑+2H2O

  [ppt演示] 氧化还原反应方程式的配平过程。(ppt 10)

  [阅读]教材101页,学习氧化还原反应方程式的配平,分析原理,归纳步骤。

  [归纳] [板书] 硝酸具有强氧化性。(注:教师在学生归纳下面三条性质之后进行板书)

  (1)能与大多数金属反应,但一般不生成氢气。

  金属与浓硝酸反应一般生成NO2,与稀HNO3反应一般生成NO。

  (2)常温下浓硝酸使铁、铝钝化。

  (3)浓硝酸能与某些非金属反应。

  [拓展视野] 王水:浓HNO3和浓HCl(体积比1:3)混合物,能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。(ppt 12)

  玻尔是丹麦著名的物理学家,曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中,玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔金质奖章溶解在王水里,装于玻璃瓶中,然后将它放在柜面上。后来,纳粹分子窜进玻尔的住宅,那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊!战争结束后,玻尔又从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目,因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。

  [发散思维] 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入KNO3 ,发现铜粉溶解,为什么?(PPT13)

  3Cu+8H+ + 2NO3 - =3Cu2++2NO↑+4H2O

  [比较学习] 硫酸和硝酸的氧化性规律比较(ppt 14)

  [过渡] 如果我们需要大量硝酸用于各种生产活动,那么如何通过工业方法来制取它的呢?

  [板书] 四、硝酸的工业制法(ppt 15~16)

  [投影]工业上制备硝酸的过程如下:

  (1)氨在催化剂的作用下与氧气发生反应,生成一氧化氮;

  (2)一氧化氮进一步被氧气氧化成二氧化氮;

  (3)用水吸收二氧化氮生成硝酸。

  试写出各步反应的化学方程式:

  4NH3+5O2 = 4NO+6H2O

  2NO+O2=2NO2

  3NO2+H2O=2HNO3+NO

  (注:方程式由学生根据反应上述文字过程描述自行写出)

  [作业] 教材第102页:练习与实践第2、3题。

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