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硝酸化學(xué)教案
一、教學(xué)目的
1、掌握硝酸的化學(xué)性質(zhì)。
2、了解實(shí)驗(yàn)室制NO2、NO的反應(yīng)原理
3、使學(xué)生了解硝酸的用途。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：硝酸的氧化性
難點(diǎn)：硝酸的氧化性。
三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
探究問題框架：
1、硝酸的物理性質(zhì)：（直接給出）
2、從硫酸得到啟示，硝酸有什么化學(xué)性質(zhì)？（引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)）
教 師 活 動(dòng)
學(xué) 生 活 動(dòng)
【引入】我們學(xué)習(xí)了氮元素的單質(zhì)、氫化物、氧化物，接下來我們學(xué)習(xí)氮最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物――硝酸。我們首先學(xué)習(xí)它的物理性質(zhì)。
【板書】第四節(jié)硝酸
一、物理性質(zhì)
【展示】63%濃硝酸。
【展示】發(fā)煙硝酸。
【講述】質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的濃硝酸在空氣里由于硝酸的揮發(fā)而產(chǎn)生“發(fā)煙”現(xiàn)象，通常叫做發(fā)煙硝酸。常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約是69％。
【指導(dǎo)閱讀】查硝酸的密度，熔、沸點(diǎn)。查常用濃硝酸中溶質(zhì)的'質(zhì)量分?jǐn)?shù)及“發(fā)煙硝酸”
【導(dǎo)入】比較一下硝酸和硫酸的物理性質(zhì)，找出其不同點(diǎn)：
【觀察】色、態(tài)、氣味、掂輕重、打開瓶塞，觀察。得出結(jié)論：純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體，比水重，能溶于水。
【觀察】空氣里揮發(fā)而產(chǎn)生“發(fā)煙”現(xiàn)象。
揮發(fā)性（沸點(diǎn)）
物理的量濃度
常用濃硝酸
易（低）
18mol/L
常用硫硫酸
難（高）
12 mol/L
【導(dǎo)入】在化學(xué)性質(zhì)上，濃硫酸的特點(diǎn)是具有強(qiáng)氧化性，硝酸是否也如此呢？下面我們學(xué)習(xí)硝酸的化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)硫酸的化學(xué)性質(zhì)我們應(yīng)該從哪幾個(gè)方面研究硝酸的化學(xué)性質(zhì)。
【提示】注意與濃硫酸進(jìn)行比較。哪一個(gè)劇烈。
【指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)】
【總結(jié)】初中我們已經(jīng)學(xué)過硝酸的具有酸的通性，硝酸沒有吸水性和脫水性。我們今天主要從氧化性來學(xué)習(xí)硝酸的特性。
【板書】二、硝酸的化學(xué)性質(zhì)
1、與金屬的反應(yīng)
（1）與不活潑金屬反應(yīng)
Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【回答】酸性、氧化性（與銅、與碳）、吸水性、脫水性，常溫下，鐵、鋁在濃硫酸中鈍化
【學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究濃硝酸的氧化性】
【實(shí)驗(yàn)：銅與濃硝酸反應(yīng)】
現(xiàn)象：產(chǎn)生紅棕色氣體。溶液由無色變?yōu)榫G色。銅在不斷溶解。結(jié)論：銅和濃硝酸常溫下反應(yīng)劇烈，比銅與濃硫酸反應(yīng)劇烈，銅與濃硫酸需要加熱，銅與濃硝酸反應(yīng)不需要加熱。
推測(cè)產(chǎn)物，試寫反應(yīng)的化學(xué)方程式。【推導(dǎo)】
Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【設(shè)疑】我們知道稀硫酸不能與不活潑的金屬銅反應(yīng)，稀硝酸能不能與不活動(dòng)的金屬銅反應(yīng)呢？并與稀硫酸與銅反應(yīng)進(jìn)行比較。
【指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)】
【總結(jié)并板書】
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O
【引導(dǎo)總結(jié)】濃硝酸與稀硝酸與銅的作用有何不同；硝酸與硫酸氧化性哪一個(gè)較強(qiáng)，從哪幾個(gè)方面表現(xiàn)。
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究】銅和稀硝酸的反應(yīng)。
現(xiàn)象：產(chǎn)生無色氣體。溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。銅在不斷的溶解。無色氣體遇空氣變紅棕色。
結(jié)論：此無色氣體是NO。因?yàn)椋捍藲怏w遇空氣變?yōu)榱思t棕色。
【推導(dǎo)】
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O
【總結(jié)】濃硝酸生成NO2、稀硝酸生成NO氣體。濃硝酸反應(yīng)速率快，不需加熱，稀硝酸反應(yīng)速率慢，有時(shí)需要加熱。
濃硫酸與銅反應(yīng)需要加熱，濃硝酸不需加熱。稀硫酸與銅不反應(yīng)，稀硝酸可以反應(yīng)。
可見，硝酸的氧化性比硫酸強(qiáng)。
【引導(dǎo)探究】冷濃硝酸與鋁、鐵活潑金屬反應(yīng)的情況怎樣呢？
【引導(dǎo)探究】大家回憶，實(shí)驗(yàn)室能否用稀硝酸制取氫氣？為什么呢？
【板書總結(jié)】（2）與活潑金屬反應(yīng)
在不生成稀硝酸中不生成H2、在濃硝酸中鋁、鐵鈍化。
【講述】除金、鉑以外，其余金屬全可被其氧化而溶解。
【介紹】王水的成分：濃硝酸與濃鹽酸的混合物，其體積比為1：3。氧化能力極強(qiáng)，可溶解金和鉑。
【實(shí)驗(yàn)探究】與濃硫酸一樣，鋁和鐵都濃硝酸中鈍化，即濃硝酸把它們的表面氧化成一層薄而致密的氧化膜，常溫下可以用鋁槽車裝運(yùn)濃硝酸。
【回答】不能，因?yàn)橄跛岬难趸院軓?qiáng)， NO3－起氧化作用。而不是H＋起氧化作用。
【傾聽理解】
【引入】請(qǐng)大家用已學(xué)知識(shí)，推測(cè)濃硝酸能否與碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)反應(yīng)？
【引導(dǎo)】推測(cè)碳與濃硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，試寫反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【板書】2、與非金屬反應(yīng)
【總結(jié)】規(guī)律：一般生成最高價(jià)酸或氧化物、NO2和H2O。
【討論】結(jié)論：可以。原因是：硫酸可以氧化單質(zhì)碳等，所以濃硝酸也應(yīng)該能氧化碳單質(zhì)等。
【推導(dǎo)】C+4HNO3(濃) 4NO2↑+CO2↑+2H2O
【講述】因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性，對(duì)皮膚、衣物、紙強(qiáng)等都有腐蝕作用，所以使用硝酸時(shí)，一定要格外小心，注意安全。萬一不慎將濃硝酸弄到皮膚上，應(yīng)立即用大量水沖洗，再用小蘇打(NaHCO3)水或肥皂洗滌。
【聽講、理解】
【展示】利用一瓶久置而發(fā)黃的濃硝酸的樣品，進(jìn)行提問為什么發(fā)黃。
【啟發(fā)】可能有NO2產(chǎn)生，由于NO2溶于硝酸而變黃。【啟發(fā)】如果是有NO2生成，那么硝酸的分解產(chǎn)物還必應(yīng)有什么物質(zhì)生成？
【引導(dǎo)】推測(cè)產(chǎn)物，試寫反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【板書】3．不穩(wěn)定性：
【提問】硝酸應(yīng)如何貯存？
【分析，討論】發(fā)黃的原因是什么？可能是因?yàn)橄跛岱纸狻?/p>
【探究】在HNO3中，由于氫元素和氮元素都處于最高價(jià)，又因NO2的生成，是氮元素的化合價(jià)降低了，所以只能是HNO3中，氧元素的化合價(jià)升高，因此，可能有氧氣生成。
【推導(dǎo)】
C+4HNO3=CO2 ↑+2NO2↑+2H2O↑
【回答】避光、陰涼處。
【小結(jié)】硝酸的特性是強(qiáng)氧化性和不穩(wěn)定性。共同的特點(diǎn)是由于+5價(jià)氮元素得電子，被還原為低價(jià)態(tài)氮的化合物的緣故。
【課堂練習(xí)】
1．工業(yè)上如何貯存和運(yùn)輸大量的濃硝酸
2．如何洗凈一支內(nèi)壁鍍銀的試管？寫出反應(yīng)的方程式。
3．從節(jié)約原料，保護(hù)環(huán)境的角度來分析，要制取一定量的Cu（NO3）2晶體，下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最合理的是
(1)Cu+濃HNO3─
(2)Cu+稀HNO3─
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