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2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第二冊 第一章 氮族元素 第三節(jié)硝酸(第一課時) 從容說課 硝酸在初中知識已作為一種常見常用酸介紹過其具有酸的通性，并簡單地提及其氧化性，本節(jié)就是在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步介紹有關(guān)硝酸的一些性質(zhì)。教材從硝酸與金屬反應(yīng)主要不生成氫氣引入，介紹了硝酸的兩種特性即氧化性和不穩(wěn)定性。 硝酸的氧化性是全章的重點(diǎn)內(nèi)容，也是教學(xué)的難點(diǎn)。由于硝酸是我們研究了濃硫酸后，又一次接觸到的一種具有強(qiáng)氧化性的強(qiáng)酸。因此在教學(xué)中應(yīng)在復(fù)習(xí)濃硫酸物理性質(zhì)、特性的基礎(chǔ)上，找出硝酸和濃硫酸性質(zhì)上的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，從而使學(xué)生更易接受和掌握硝酸的知識。教材在處理這部分內(nèi)容時從實(shí)驗(yàn)入手，通過引導(dǎo)學(xué)生觀察銅跟濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)時的不同現(xiàn)象，加深學(xué)生對硝酸氧化性的認(rèn)識及時反應(yīng)產(chǎn)物的記憶；并且，還從反應(yīng)中氮元素的化合價變化和電子得失，來簡單分析硝酸與金屬發(fā)生的反應(yīng)，使學(xué)生理解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，同時也復(fù)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的知識。 教材通過介紹市售的濃硝酸為什么有時呈黃色從而與硝酸的不穩(wěn)定性聯(lián)系起來，使學(xué)生學(xué)會利用所學(xué)的知識解釋日常見到的現(xiàn)象，學(xué)以致用。當(dāng)然在教學(xué)中可以就一些學(xué)生容易混淆的問題適當(dāng)作出解釋，如硝酸的氧化性強(qiáng)弱取決于得失電子的多少還是得失電子的難易，硝酸與金屬反應(yīng)時為什么不直接或不主要生成氫氣等。本節(jié)教材中還安排了適合于愛國主義教育的閱讀材料。 ●教學(xué)目標(biāo) 1. 使學(xué)生掌握硝酸的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)（酸性、不穩(wěn)定性、強(qiáng)氧化性）通過探究硝酸的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的動手、動腦和運(yùn)用知識的能力、觀察能力。 2. 通過介紹硝酸的用途和我國硝酸工業(yè)的情況，使學(xué)生認(rèn)識到硝酸對國民經(jīng)濟(jì)所起的重大作用。從而對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 3. 掌握有關(guān)硝酸的計算。 ●教學(xué)重點(diǎn) 硝酸的特性——不穩(wěn)定性，強(qiáng)氧化性 ●教學(xué)難點(diǎn) 硝酸的強(qiáng)氧化性；有關(guān)硝酸的計算技巧 ●課時安排 一課時 ●教學(xué)方法 1. 利用實(shí)驗(yàn)的手段，對比的方法，使學(xué)生掌握硝酸的強(qiáng)氧化性。 2. 通過討論、分析、對比的方式，使學(xué)生掌握濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸的氧化性。 3. 利用影像資料介紹硝酸的用途和我國的硝酸工業(yè)情況。 ●教具準(zhǔn)備 投影儀、錄像機(jī)、試管、試管夾、無色透明氣球、銅片、濃（?。〩NO3、酒精燈、石蕊試液、膠頭滴管 ●教學(xué)過程 ●教學(xué)過程 ［引言］硝酸是我們中學(xué)常見的三大強(qiáng)酸之一，那么它具有酸的通性應(yīng)在情理之中，除此以外，硝酸會不會也像硫酸一樣也有自身的某些特性呢？通過今天的學(xué)習(xí)，我們就會對硝酸有一個更全面的認(rèn)識。 ［板書］第三節(jié) 硝 酸 一、硝酸的物理性質(zhì) [展示]硝酸樣品。 （讓學(xué)生觀察硝酸樣品并閱讀課文后，總結(jié)硝酸的物理性質(zhì)） [學(xué)生口述]純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體，密度為1.5027gcm-3,沸點(diǎn)是83℃，常用濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為69%，98%以上的硝酸叫發(fā)煙硝酸。 ［設(shè)疑］剛才同學(xué)們看到硝酸保存在棕色瓶中，我們學(xué)過的保存在棕色瓶中的試劑有哪些？它們具有什么共同特點(diǎn)？從硝酸用棕色瓶保存，我們可推測硝酸具有什么性質(zhì)？ ［生］回答：我們學(xué)過的氯水，以及常見的AgNO3、AgCl等均用棕色瓶保存，它們的共同特點(diǎn)是見光易分解，因此我們可推測硝酸具有不穩(wěn)定性。 ［板書］二、硝酸的化學(xué)性質(zhì) 1．不穩(wěn)定性 [展示]裝在無色試劑瓶中的濃硝酸。 [講述]硝酸以見光和受熱時均易分解，而且越濃越易分解。我們看到裝在無色試劑瓶中的濃硝酸變黃色，就是因?yàn)橄跛岱纸猱a(chǎn)生的NO2又溶于硝酸中的緣故。 △ 或光照 ［板書］4HNO3========4NO2↑+O2↑+2H2O [設(shè)問]在濃硝酸中滴加石蕊試液，應(yīng)該看到什么現(xiàn)象？ [生]變紅色。 [師]下面我們來做一個實(shí)難，看是不是這樣呢。 [演示]在濃硝酸中滴加石蕊試液，變紅后微熱，紅色消失。 [師]在濃硝酸中滴加石蕊試液，為什么會變紅？ [生]因?yàn)橄跛嵊兴岬耐ㄐ?，能電離出H+。 [設(shè)問]那么為什么又會褪色呢？請同學(xué)們從硝酸中N元素的化合價變化來分析原因。 [生]因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性。 [師]對。請同學(xué)們討論一下，將濃HCl、濃H2SO4、濃HNO3分別滴在三塊藍(lán)色石蕊試紙上，預(yù)計會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。為什么？ [學(xué)生討論后回答]濃HCl滴在石蕊試紙上只變紅，因?yàn)闈釮Cl有酸性。濃H2SO4滴在石蕊紙上先變紅后變黑，因?yàn)闈釮2SO4具有酸性和脫水性，可以使試紙?zhí)蓟?。濃HNO3滴在石蕊試紙上先變紅后變白，因?yàn)闈釮NO3具有酸性和強(qiáng)氧化性。 [師]對。我們知道濃H2SO4除了有酸性和脫水性外，也具有強(qiáng)氧化性。濃硫酸的強(qiáng)氧化性都表現(xiàn)在哪些方面。 [學(xué)生思考，教師板書] 2．強(qiáng)氧化性 [師]請同學(xué)們回憶一下濃硫酸的氧化性表現(xiàn)在哪些方面。 [生]常溫下使Fe、Al鈍化；加熱時和銅等不活潑金屬反應(yīng)，和非金屬反應(yīng)；和硫化氫等還原性化合物反應(yīng)。 [講述]濃硝酸常溫下也可使Fe、Al鈍化，因此也可用鐵或鋁容器盛放或運(yùn)輸硝酸。 [板書]（1）常溫下使鐵、鋁鈍化 [過渡]硝酸能不能和銅反應(yīng)呢？下面我們來做一個實(shí)驗(yàn)。 ［演示實(shí)驗(yàn)1—7］在實(shí)驗(yàn)時，用兩個無色透明的氣球替代塑料袋，在將稀硝酸反應(yīng)的試管上的氣球松開時讓學(xué)生代表操作。 （現(xiàn)象：濃HNO3和Cu反應(yīng)劇烈，生成紅棕色氣體，溶液變藍(lán)色；稀HNO3和Cu反應(yīng)緩慢，生成無色氣體，當(dāng)氣球松開后，瓶口處變?yōu)榧t棕色，溶液變藍(lán)色） ［師］通過剛才的反應(yīng)可以看到硝酸不僅能與金屬反應(yīng)，而且能與不活潑的金屬Cu反應(yīng)，足以說明其氧化性之強(qiáng)。濃HNO3和Cu反應(yīng)生成紅棕色的NO2氣體，稀HNO3則被還原為無色的NO氣體，但遇氧后很快又變成NO2。 ［板書］（2）與金屬的反應(yīng) Cu+4HNO3（濃）====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3（?。?===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O [討論]在上述反應(yīng)中，濃硝酸與銅反應(yīng)N元素只得到1個電子，而稀硝酸與Cu反應(yīng)N元素得到3個電子，能否由此說明稀硝酸氧化性比濃硝酸強(qiáng)？為什么？ 學(xué)生討論后得出結(jié)論：①不能說明。因?yàn)闈庀跛岷豌~反應(yīng)比稀硝酸劇烈。②氧化性強(qiáng)弱取決于得電子的難易而不是多少。 [師]硝酸不僅可以氧化金屬，還可以氧化非金屬。它可以和C、P、S等多種非金屬及某些有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 [板書]（3）和非金屬的反應(yīng) △ 4HNO3（濃）+C====2H2O+4NO2↑+CO2↑ [過渡]HNO3遇到指示劑使之氧化褪色，遇到金屬放出的氣體也不是H2，HNO3都表現(xiàn)的是強(qiáng)氧化性，那么HNO3的酸性表現(xiàn)在哪些方面？ [板書]3.酸的通性 學(xué)生討論后回答：硝酸可與堿反應(yīng)生成鹽和水，與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水，與鹽反應(yīng)成另一種鹽和酸，都是硝酸酸性的表現(xiàn)。 [講述]金和鉑不能被濃H2SO4溶解，也不能被濃HNO3溶解，那么有沒有可以溶解金和鉑的溶液呢？有。那就是王水。什么叫王水？請同學(xué)們閱讀教材后回答。 [生]濃HCl和濃HNO3體積比為3：1的混合液叫王水。 [師]硝酸是重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要的用途。下面我們來看錄像，了解硝酸的用途。 [板書]三、硝酸的用途 [播放錄像]小專輯：硝酸的用途和我國的硝酸工業(yè)。 [投影練習(xí)] 為了測定某銅銀合金的成分，將30.0 g合金溶于80 mL 13.5 molL-1的濃HNO3中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），并測得溶液中的c(H+)=1 molL-1。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80 mL，試計算： （1）被還原的硝酸的物質(zhì)的量。 （2）合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 解析：（1）硝酸被還原生成NO或NO2氣體，因此產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量即是被還原的硝酸的物質(zhì)的量。n=6.72 L/22.4 Lmol-1=0.3 mol （2）c(H+)=1 molL-1，說明HNO3過量。參加反應(yīng)的硝酸為13.5 molL-10.080 L- 1 molL-10.080 L=1 mol，設(shè)合金中Ag為x mol,Cu為y mol，則有 解得 w(Ag)= 答案：（1）0.3 mol （2）36% ［小結(jié)］本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容是硝酸的特性即不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性。其不穩(wěn)定性決定了硝酸的存放應(yīng)在棕色瓶中，也是造成濃硝酸顯黃色的原因。其強(qiáng)氧化性與濃H2SO4的強(qiáng)氧化性很類似，主要的也是表現(xiàn)在與不活潑金屬銅的反應(yīng)、與金屬Fe、Al的鈍化現(xiàn)象，以及與非金屬碳的反應(yīng),所以大家將硝酸的強(qiáng)氧化性與濃H2SO4的強(qiáng)氧化性對比來理解和掌握就容易得多了。 ●板書設(shè)計 第三節(jié) 硝 酸 一、硝酸的物理性質(zhì) 二、硝酸的化學(xué)性質(zhì) 1．不穩(wěn)定性 △ 或光照 4HNO3=======4NO2↑+O2↑+2H2O 2．強(qiáng)氧化性 （1）常溫下使鐵、鋁鈍化 （2）與金屬反應(yīng) Cu+4HNO3（濃）====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3（?。?===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O （3）與非金屬的反應(yīng) △ 4HNO3（濃）+C====2H2O+4NO2↑+CO2↑ 3．酸的通性 三、硝酸的用途 ●教學(xué)說明 本節(jié)教材不僅是本章重點(diǎn)，也是整個高二教材的重點(diǎn)之一，在學(xué)習(xí)時，抓住硝酸的強(qiáng)氧化性和不穩(wěn)定性，熟悉硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律，并與以前學(xué)過的濃H2SO4進(jìn)行聯(lián)系和對比。在教學(xué)中還適度地啟發(fā)同學(xué)濃HNO3與非金屬單質(zhì)S和P的反應(yīng)，以及硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法。 ［參考練習(xí)］ 1．下列對于硝酸的認(rèn)識，不正確的是（ ） A．濃NHO3和稀HNO3都具有氧化性 B．銅與HNO3的反應(yīng)屬置換反應(yīng) C．金屬與HNO3反應(yīng)一定不產(chǎn)生氫氣 D．可用鐵或鋁制品盛冷的濃HNO3 答案：BC 2．在某稀溶液中含1mol KNO3和4 mol H2SO4,向其中加入1.5mol Cu粉，充分反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為（ ） A．11．2 L B．22．4 L C．33．6 L D.22．4 L~33．6 L之間 答案：B 3．在鐵與銅的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反應(yīng)后剩余金屬m1 g，再向其中加入一定量的稀H2S4，充分振蕩后，剩余金屬m2 g,則m1與M2之間的關(guān)系是( ) A．n1，一定大于m2 B．ml可能等于m2 C．ml一定等于m2 D．ml可能大于m2 答案：A 4．將濃鹽酸、濃硫酸、濃硝酸分別滴在三張藍(lán)色的石蕊試紙上，片刻后可觀察到三張試紙的顏色是( ) A．紅、黑、紅 B．紅、黑、藍(lán) C．紅、黑、白 D．紅、紅、紅 答案：C