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硝酸的教学设计

一：教材分析：
　　硝酸的氧化性是全章的重点内容，也是本节的教学难点。教材在处理这部分内容时从实验入手，通过引导学生观察铜与浓硝酸和稀硝酸反应时的不同现象，加深学生对硝酸氧化性的认识及对反应产物的记忆，解开硝酸与金属反应不产生氢气的疑惑。此外还从反应中氮元素的化合价变化和电子得失，来简单分析硝酸与金属的反应，使学生理解反应的实质，同时也复习了氧化还原反应的知识。
二：　学生情况分析　：
学生通过初中的学习已经知道硝酸具有酸的通性，但对其氧化性知道的很少，所以硝酸氧化性的教学是一个难点和重点。另外学生对氧化还原反应的知识，浓硫酸的知识有了一定掌握，我根据学生的这种情况决定本课可以采用引导分析，小组设计、实验改进，分析实验现象，判断产生的物质，并与硫酸作对比，最后归纳总结的思路进行教学。
三：设计理念：
本节课采用“启发—探究”式的教学法，以问题为核心，启发为手段，引导学生主动进行实验探索，在探究过程中提高学生的思维能力，创新能力，动手能力，观察能力，创新能力，让学生体验通过探索而使问题解决的喜悦，提高学生的学习兴趣，初步了解自然科学研究的科学思想方法。
四：教学目标
知识目标：掌握硝酸的物理性质和化学性质；复习氧化还原知识，深入理解氧化剂和还原剂。
能力目标：通过探究硝酸的性质，培养学生的观察能力、表达能力、操作能力、解决问题的能力和思维能力；通过巩固氧化还原反应的概念，提高学生的抽象思维能力。
情感目标：通过组织学生阅读化学家波尔的故事，使学生树立热爱科学的精神，激发学生学习化学的兴趣；通过对硝酸用途的学习培养学生的创新精神和环保意识。 五：教学重点：硝酸的特性——不稳定性和强氧化性
六：教学难点：硝酸的强氧化性
七：教学过程：
【新课导入】说到铂金有的同学们可能不知道，但是说到铂金饰品相信大家都有所耳闻。铂金饰品以其所代表着“永恒”的含义，受到大多数人的喜爱。但铂金真的是永恒的吗？当然不是，王水就能够很轻易的将其溶解，而王水的主要成分之一正是我们今天所要学习的硝酸。现在就让我们一起来了解硝酸的性质。
【问题探究一】这是一瓶纯HNO3，打开瓶塞，请同学们认真观察它的颜色、状态等特征，再请闻一闻气味(提示闻气体的一般方法)后试着归纳出HNO3的物理性质。
【学生活动】学生感知HNO3，阅读教材，探求HNO3的物理性质。
【总结归纳】： 1．纯净的HNO3是无色、有刺激性气味的液体，能与水以任意比例混浴；
   2．易挥发；
    3．密度为1.5027g／cm3，(比水重)，沸点是83℃，凝固点-42℃；
    4．常见的浓HNO3质量分数约为69％，98％以上为“发烟”硝酸。
注:发烟HNO3和发烟硫酸对比讲解，让学生对比记忆。
【教师】：我们知道HNO3是实验室常见的三大强酸之一：HNO3=H++ NO3—；正由于有H+的存在，HNO3应具有酸的通性。请同学们回忆一下酸的通性有哪些？并写出相应的反应方程式。
【学生活动】学生踊跃回答问题，认真书写。
【归纳总结】1．HNO3具有酸的通性
⑴ 跟指示剂反应： 紫色石蕊试液遇酸变红色
　　 无色酚酞试液遇酸不变色
⑵ 硝酸+碱性氧化物→盐+水 Na2O+2HNO3=2NaNO3+H2O
⑶ 硝酸+碱→盐+水 NaOH+HNO3= NaNO3+ H2O
⑷ 硝酸+盐→新盐+新酸 Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+CO2↑+ H2O
【过渡】：作为强酸，HNO3和浓硫酸一样不只具有酸的通性还具有一般酸所没有的特性。这正是我们今天所要重点探讨的。同学们注意到没有HNO3是装在棕色瓶中的，以前我们还学习过哪些物质是装在棕色瓶中的？这些物质具有哪些共同性质？这说明HNO3具有什么性质？
【学生活动】在教师提示下讨论，回答。
【教师归纳】AgNO3、HClO、卤化银、KMnO4、H2O2、氯水、溴水、碘水这些都要贮存在棕色试剂瓶中，它们见光易分解，可推测HNO3具有见光分解的性质—不稳定性。
【问题探讨二】：我们知道纯HNO3是无色的，可刚才有同学说纯HNO3是黄色，这是怎么回事呢？我们知道NO2是红棕色气体，而且HNO3易见光分解，是不是由于纯HNO3分解出二氧化氮溶于硝酸而显黄色呢？我们可不可以设计一个实验来验证这个推测呢？
【引导分析】：从HNO3见光，受热易分解，NO2是红棕色气体入手。
【学生活动】：小组讨论，自主设计，动手实验，教师引导，指正，改进。
【改进实验】：取一支具支试管，支口处用一透明塑料口袋封住，向试管中加入适量浓HNO3然后用塞子塞住管口，再加热或光照。同学们觉得这个方案如何呢？同学们从中得到什么启发没有？
【实验评价】：做实验应有这样的意识：尽可能的用简单易得的器材实验，现象要明显，要尽量不污染环境。
【归纳总结】管内及塑料口袋都有红棕色气体，塑料气囊膨胀，说明在加热和光照时分解了，并且有NO2气体生成。HNO3分解有个规律：浓度越高越容易分解。
【教师】：HNO3分解有NO2生成，那么产物中还有什么物质？如何推断出来的（从氧化还原角度来分析），写出浓HNO3分解反应方程式。
【过渡】：高一我们学习了浓H2SO4知道浓H2SO4具有强氧化性，同样作为强酸的浓HNO3是否具有强氧化性呢
【问题探讨三】：浓H2SO4和Cu反应它将Cu氧化为Cu2+自身还原成SO2。。请同学们自行设计方案探究：（1）浓、稀HNO3能否与Cu反应？
（2）两支试管哪支反应更剧烈？
（3）两支试管分别产生什么颜色气体？
（4）溶液的颜色有什么变化？

并将自己的设计方案与教材的方案进行比较，说出各自的优势和劣势。（可参考浓H2SO4与Cu的反应装置）
【学生活动】学生小组讨论，设计，在班上交流其设计，教师引导，评价，改进。
【实验改进】：两只试管中分别装入浓HNO3，稀HNO3，均塞上双孔塞，塞子一个孔插铜丝一个孔插导管，然后导管伸入装有溶液的试管中，试管口用喷有碱液的棉花塞住，将两根铜丝分别伸入浓硝酸、稀硝酸，观察现象。反应片刻，使铜丝离开液体，并将装稀HNO3的试管口的塞子扒开一会儿再塞上，观察现象。
【实验评价】：改进的装置不仅可看到Cu与HNO3反应的现象，还防止了污染环境，并可通过铜丝的上下移动来控制产生NO2的量，减少污染、节约药品、可操作性强。  
【实验归纳】我们看到铜丝与浓HNO3，稀HNO3反应均产生气泡，浓HNO3反应比稀HNO3剧烈，溶液均由无色变为蓝色说明有Cu2+产生，浓HNO3管内有红棕色的气体，说明有NO2产生。稀HNO3的管中有无色气体生成，与空气相遇气体转化为红棕色，证明无色气体为NO。。。
【教师】：根据实验我们知道反应生成了Cu2+和NO2，请同学们根据氧化还原的知识进行验证，并写出其反应方程式，标出氧化剂，还原剂，以及电子得失情况。 【教师】：在反应中，浓，稀HNO3都用来做氧化剂，反应前后浓HNO3中的氮原子由正五价变为正四价的NO2，而稀HNO3却变为正二价的NO，这是否说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3?
【师生活动】教师引导学生回忆氧化还原知识。
【归纳总结】氧化性的强弱取决于得电子的难易程度而不是得电子的多少。浓HNO3比稀HNO3更易得电子，故氧化性更强，其实HNO3的浓度越高氧化性越强。
【学以致用】请同学们写出Ag和浓HNO3，稀HNO3的反应方程式，标出电子得失。
【问题探究四】我们看到浓HNO3能和不活泼的Cu反应，那它和活泼的Al反应是不是会更加剧烈呢？请同学们根据我们设计HNO3与Cu反应的思路设计实验进行探究。
【师生活动】学生小组讨论，设计；教师巡视，引导，请同学简述设计思路及实验结果。
【总结】：浓HNO3和Al无明显的反应现象，这也解释了为什么我们能用铝车来贮运浓HNO3。其实并不是Al和浓HNO3不反应，而是它们反应生成了一种致密的氧化膜阻止其进一步反应，我们称之为钝化。其实我们在浓H2SO4的学习中已有所接触，还有那些物质在他们中会钝化呢？
【教师】：同学们还记得吗？浓H2SO4与Cu反应是在加热条件，而HNO3与Cu的反应并没有加热，这能不能说明他们的氧化性强弱关系呢？
【问题探究五】：既然浓HNO3氧化性强于浓H2SO4，那碳能与浓HNO3反应？
【实验探究】取一支试管，倒入浓HNO3 2～3mL，加热近沸，放入一小块木炭，并将产生的气体，通入盛有NaOH溶液的烧杯中，观察实验现象。
【归纳总结】木炭上下跳动，放出红棕色气体，说明 C和浓HNO3反应放出了NO2气体
【分析引导】类比浓H2SO4与 C的反应，写出其反应方程式，标出氧化剂，还原剂，电子得失。
【巩固练习】 ⑴写出浓HNO3与S、P的反应方程式。
⑵将紫色石蕊试液滴入盛有浓HNO3的试管中，会有什么现象？为什么？
【教师】：通过前面的学习我们发现HNO3与H2SO4的性质十分相似，让我们一起从其挥发性，不稳定性，氧化性三个角度来进行总结。
【教师】浓HNO3具有这么强的氧化性，如不慎弄到手上，我们应如何处理？
【思路引导】我们把浓H2SO4弄到手上是如何处理的呢？
【归纳总结】浓H2SO4：沾手上少，记得一定马上用大量水冲，不要先用布擦；沾手上多则不能立即用水冲洗，应用干布擦拭，再用大量水冲，再涂少量碳酸氢钠。
浓HNO3：先用大量清水冲洗,然后滴加适量碳酸氢钠溶液。

【问题探究六】：我们说过王水能够溶解铂金，让我们心中的“永恒”消失，这么厉害的王水是如何制的呢？
【引导方法】：让学生自行阅读﹑了解王水的配制。补充波尔利用王水保全诺贝尔奖章的故事，让学生形象感知王水的神奇，感受化学世界的奇妙，激发学生学习兴趣。
【问题探究七】：我们知道性质决定用途，硝酸有这么多性质，它的用途如何？请同学们看书，然后一起总结。
【归纳总结】 ⑴化工原料 ：制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。
⑵ 化学试剂
【知识巩固，学以致用】
1.为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是（ ）
A. 稀硝酸 B 浓硝酸 C 浓硫酸 D 浓盐酸
2将铜粉放入稀H2SO4中，加热无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出，该物质是：                （   ）
     A. AlCl3             B. Na2SO4
     C. KNO3               D. FeSO4
八：板书设计
第三节 硝 酸

一、硝酸的物理性质
1．纯净的HNO3是无色、有刺激性气味的液体，能与水以任意比例混浴；
   2．易挥发；
    3．密度为1.5027g／cm3，(比水重)，沸点是83℃，凝固点-42℃；
    4．常见的浓HNO3质量分数约为69％，98％以上为“发烟”硝酸。

二、硝酸的化学性质

1．酸性：

3．不稳定性 ： △
4HNO3 ==== 4NO2↑＋O2↑＋2H2O
或光照

2．强氧化性： （1）与金属反应 Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O 2NO+O2=2NO2

（2）与非金属反应： C＋4HNO3(浓) ＝ 2H2O+4NO2↑+CO2↑
三、硝酸的用途 ：
化工原料 ：制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。
化学试剂
补充小故事：玻尔巧藏诺贝尔金质奖章
玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战期间,由于德军即将占领丹麦,玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能再返祖国,决定把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军手中,他将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，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。