化学第二单元 重要的含氮化工原料第2课时教案

这是一份化学第二单元 重要的含氮化工原料第2课时教案，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重点及难点，教学方法，教学工具，教学过程等内容，欢迎下载使用。
一、教学目标
1.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
2.了解硝酸对人类发展的贡献。
二、教学重点及难点
重点 硝酸的物理性质和化学性质；
难点 硝酸的化学性质。
三、教学方法
实验探究法、讲授法、讨论法
四、教学工具
PPT、视频、浓硝酸、稀硝酸、铜、木炭等相关试剂
五、教学过程
【导入】2019年常州硝酸泄漏事件。
【展示】当天新闻报道的文章。
【问】请找出关于硝酸性质的性质的语句
【生】现场弥漫着大量刺鼻的白色酸雾，慢慢的变成红棕色烟雾……多辆消防车和喷雾车在现场喷水
调取石灰、液碱，采取酸碱中和等措施进行处置，防止废酸挥发，浸湿了小苏打或者苏打水溶液的毛巾或者布条封堵。
【讲述】一、硝酸的物理性质
无色、有刺激性气味、液体、密度比水大,溶于水放热、可与水混溶、易挥发
质量分数为69%的硝酸为浓硝酸。
【讲述】二、硝酸的化学性质
【展示】泄漏现场图片。
【问】红棕色烟雾是什么？
【生】NO2
【问】泄漏当天是白天，附近居民说刚开始红棕色雾不明显，后面太阳出来后就愈发深了。同学们请思考这个反应条件是什么？除了生成NO2，还会有哪些生成物？
【生】反应条件是：加热或光照。根据氧化还原反应的得失电子守恒和元素守恒，生成物应该还有水和氧气。
【问】这个反应的原理是什么？请写出化学反应方程式？
【生】4HNO3eq \(=====,\s\up10(△),\s\d4(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
【问】硝酸在实验室中应如何保存？
【生】放在棕色试剂瓶中避光、低温保存，防止分解。
【讲述】2.硝酸具有酸的通性
HNO3 = H+ + NO3-
【问】酸的通性体现在哪些方面？
【生】A、使指示剂变色：
B、与碱反应：
C、与碱性氧化物反应：
D、与某些盐反应：
【讲述】故针对硝酸泄漏，可以调取石灰、液碱，采取酸碱中和等措施进行处置；门窗缝隙用浸湿了小苏打或者苏打水溶液的毛巾或者布条封堵
【问】酸的通性中有酸和金属的反应，硝酸和金属反应吗？
【生】硝酸几乎可以与所有金属反应。
【问】硝酸和金属反应会产生氢气吗？
探究实验1、铜与浓硝酸反应
【展示】铜与浓硝酸反应实验视频或现场做实验
【生】实验现象：溶液变为绿色，生成红棕色气体
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
探究实验2、铜与稀硝酸反应
【展示】铜与浓硝酸反应实验视频或现场做实验
【生】实验现象：溶液变为蓝色，生成无色气体
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO ↑ +4H2O
【总结】3.硝酸具有强氧化性
3.1硝酸几乎可以使所有金属（金、铂 除外）氧化而生成硝酸盐。
注意：
硝酸与金属反应不放出氢气，反应中表现出氧化性和酸性；
一般情况下： 浓硝酸被还原为NO2 稀硝酸被还原为NO；
氧化性：浓硝酸>稀硝酸
【问】硝酸和金、铂反应吗？
【展示】二战时期王水史话
【讲述】王水：浓盐酸：浓硝酸体积比3：1，三言（盐）一笑（硝）。
【问】工业生产中生产和贮存硝酸的设备在选材上应选择哪种金属？
【展示】生产硝酸所用的设备材料
【生】均有铝和铁。
【总结】常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化。
探究实验3、硝酸与非金属反应
【展示】碳与浓硝酸反应实验视频或现场做实验
【生】实验现象：生成红棕色气体。
【总结】3.2浓硝酸能与许多非金属(如碳、硫、磷等) 反应
4HNO3(浓）+ C = CO2 ↑ + 4NO2 ↑ + 2H2O
硝酸体现强氧化性。
热的浓硝酸可将非金属单质碳、硫、磷等氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
【问】硝酸还能和哪些物质反应吗？
【生】硝酸具有氧化性，可与还原性物质反应。
【总结】3.3硝酸与还原性化合物反应
硝酸可与如含S2- 、SO32- 、Fe2+ 、I-等的化合物反应。
三、硝酸应用
【展示】硝酸在工农业生产中的应用。
写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应
①N2＋3H2eq \(,\s\up11(高温、高压),\s\d4(催化剂))2NH3，N2发生还原反应。
②4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))4NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。
③2NO＋O2===2NO2，NO发生氧化反应。
④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。
【讲述】四、硝酸与金属反应的相关计算
以Cu与硝酸反应为例
1．原子守恒法
反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)剩(N原子守恒)。
2．电子守恒法
反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－===Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NOeq \\al(－,3)＋e－===NO2、NOeq \\al(－,3)＋3e－===NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。
3．离子方程式计算法
金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NOeq \\al(－,3)在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NOeq \\al(－,3)进行相关计算，且要符合电荷守恒。
例题：
1、将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体，当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气(标准状况下)，则所消耗硝酸的物质的量是( )
A．1.2 ml B．1.1 ml
C．0.9 ml D．0.8 ml
答案 B
2、铜和镁的合金4.6 g完全溶于足量的硝酸后，再加入过量的NaOH溶液，生成9.7 g沉淀，则合金与硝酸反应时，放出的气体可能是( )
A．0.2 ml NO
B．0.2 ml NO2和0.05 ml N2O4
C．0.1 ml N2O
D．0.1 ml NO、0.1 ml NO2和0.1 ml N2O4
答案 B
【课堂练习】
某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是_______________________________________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热，观察到装置B中的现象是_______________________________________________________________________；
B中反应的离子方程式为__________________________________________________。
(3)装置E和F的作用是___________________________________________________；
为实现此作用，其操作方法是______________________________________________。
(4)装置D的作用是________________________________________________________。
答案 (1)产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰
(2)Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝 3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证NO的生成 将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO
(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气
【课堂小结】师生一起回顾和总结。
一、硝酸的物理性质
二、硝酸的化学性质
三、硝酸的用途及制备
四、硝酸与金属的相关计算