硫酸硝酸的氧化性-教学设计.doc

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《硫酸和硝酸的氧化性》教学设计

本节内容选自人教版高中化学必修1第四章第四节的第二部分《硫酸和硝酸的氧化性》，本节知识用时一课时。

本节课的授课对象主要是高一上普通班的学生。

一、教学设计思路分析

1、教材分析

本节课的地位和作用：

课标对这部分的要求通过实验了解氮、硫非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。

人教版将它放在了经过第三章金属及其化合物、第四章非金属及其化合物前三节的学习，学生已经储备了不少元素化合物的知识，对于氮和硫的氧化物的污染问题也留有深刻印象。

初中学生认识到硝酸是一种强酸，已从物质分类角度了解了酸的通性。

对于氢前金属与盐酸、稀硫酸反应置换出氢气的规律非常熟悉。

这为研究浓硫酸和硝酸的强氧化性打下坚实的物质基础和知识支持。

本节课主要通过实验探究的方式，从氧化还原反应和物质的特性角度去认识和理解硫酸及硝酸的强氧化性，进而引出不同价态的氮元素之间的转化，对以前所学内容的深化和完善。

不仅巩固《化学必修1》离子反应、氧化还原反应、物质的量等概念，也为《化学必修2》形成元素概念和元素周期律提供感性材料。

体现了新教材对知识的“螺旋上升”的编排特色。

教学重点：

硫酸及硝酸的氧化性。

教学难点：

硫酸及硝酸的氧化性。

2、学情分析

本节课的对象是高一学生，他们在初中时已经学习过浓硫酸与硝酸的物理性质，在这儿只需让学生在课前复习即可。

学生在初中就已经接触过稀硫酸，但是本节所介绍的浓硫酸的一些性质与稀硫酸还有很大的区别。

比如浓硫酸的强氧化性表现在+6价的硫元素上，可与铜，碳单质反应生成二氧化硫；而稀硫酸的氧化性表现在氢离子上，与活泼的金属反应放出氢气。

因此，在此应慢慢引导学生加以理解并予以区别。

高一学生，在学这节时已经具备了一些鉴别物质的能力，所以对于浓硫酸与碳的反应，可以让学生自己去设计实验，鉴别产物。

这样，不仅可以巩固知识，还可以锻炼学生的逻辑思维，培养其实验能力。

对于硝酸在这节要讲的氧化性，学生是陌生的。

做好相关实验以及与硫酸的对比学习，还有浓稀硝酸的对比学习是突破的重点。

二、教学方案设计

1、教学目标

知识与技能：

1、巩固稀硫酸的性质，探究硫酸及硝酸的特性及强氧化性，对金属与酸的反应形成更全面的认识，

2、知道硫酸及硝酸的工业用途，形成氮及其化合物相互转化的知识网络，

3、培养学生的实验观察、分析思维能力。

过程与方法：

1、通过硫酸与硝酸性质的对比学习，学到类比学习的方法，

2、通过实验探究，让学生经历发现问题、提出假说、实验验证、解决问题的科学探究历程，学习从现象到本质的推理。

情感、态度与价值观：

1、通过不同浓度酸的反应，让学生形成“现象与本质”“量变与质变”等辩证唯物主义观点，

2、通过实验探究过程，体会到学习的过程是渐进的过程，从而激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质，

3、通过硝酸的用途和学以致用，关注化学的运用及科技的发展，建立对化学的认同感。

2、教学方法

问题解决法、讨论法、讲授法、实验法指导教学。

3、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情境导入新课

【导入】硫酸与硝酸都是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。

在工业上可用于制化肥、农药、炸药、燃料、盐类等。

硫酸还可以用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸等。

现场利用网络查看相关资料。

【提问】现在我们来看书上的思考与交流：

（1）硫酸、硝酸及盐酸都是酸，它们在组成上有什么特点？

（2）这种特点与酸的通性有什么关系？

用电离方程式表示。

（3）实验室里用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸或盐酸，而不用浓硫酸或硝酸，这是为什么？

对学生回答总结。

认真听讲，联想生活。

看大屏幕

思考并小组讨论，并回答问题。

与教师共同总结。

硫酸及硝酸在生活中的作用的介绍，使学生了解本节知识就在身边，学可以致用。

利用信息化课程资源。

通过提问，让学生回忆对比总结以前所学知识，加深对知识的理解，且便于引出新的知识内容，所谓“温故而知新”。

硫酸与硝酸的通性

【提问】大家还记得酸的通性吗？

【板书】

一、稀硫酸及硝酸的通性

1.使指示剂变色是使紫色石蕊试液变红

2.与活泼金属反应放出氢气（硝酸除外）

3.与碱发生中和反应：

H++OH-=H2O

4.与碱性氧化物反应：

2H++CuO=Cu2++H2O

5.与某些盐反应，生成气体或沉淀

2H++CO32-=H2O+CO2↑

回想所学知识，思考并回答问题。

学生书写，做好笔记。

对稀硫酸及硝酸通性的总结使学生头脑中的知识体系更加完善。

硫酸与硝酸的性质

【提问】硫酸与硝酸除了具有酸的通性还具有一些特殊的性质。

【板书】二、浓硫酸的性质

【提问】实验室制取氯化氢，为什么用浓硫酸与固体食盐共热？

利用浓硫酸什么性质？

【板书】1、难挥发性—制挥发性酸

【提问】在实验室里常用浓硫酸干燥气体，利用浓硫酸的什么性质？

【板书】2、吸水性

【练习】请判断：

因为浓硫酸难挥发，所以将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其浓度、质量都不发生变化吗？

【提问】滴有浓硫酸的纸（或木条）炭化变黑，体现浓硫酸的什么性质？

【板书】3、腐蚀性

【讲解】滤纸（或木条）的主要成份是纤维素，由碳、氢、氧三种元素组成，浓硫酸能把滤纸中的氢、氧元素按水的比例脱去，也就是平常所说的“脱水”。

【提问】浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别？

什么区别？

[学生回答][教师总结]吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。

（吸收现成的水）

脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的组成比例脱去。

（反应生成水）

[演示实验][播放视频]蔗糖炭化：

将一定量的蔗糖放入小烧杯中，用少量水调成

糊状，注入浓硫酸，用玻棒搅拌。

现象：

蔗糖由白变黑；体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭并放出有刺激性气味的气体。

[总结]体现了浓硫酸的体现出浓硫酸的腐蚀性和氧化性。

[教师启发]解释现象：

①浓H2SO4与蔗糖（C12H22O11）作用，按水分子的组成脱去蔗糖分子中的H、O，生成C和H2O；②浓硫酸使蔗糖脱水炭化后，又吸水放热，使C继续被浓H2SO4氧化。

蔗糖由白变黑——物质性质变化

体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状——有气体生成

气体有刺激性气味——很可能是含硫气体化合物

在此氧化还原反应中C被氧化，H2SO4被还原，教师用双线桥法标出电子得失。

按照元素守恒原则产物为硫化物，可能为SO2、SO3、H2S。

[板书]（4）氧化性

①与非金属反应，如C，S，P等

2H2SO4（浓）+C=CO2↑+2H2O+2SO2↑

[提问]怎样证明反应产生气体种类？

根据SO2、SO3、H2S的性质，设计实验方案进行检验，这个留作课后作业。

[提问]你觉得硫酸还会氧化哪些物质？

[讲解]今天我们用铜来验证硫酸的强氧化性。

[教师讲解]在一个带导管的胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。

在试管里加入2mL的浓硫酸，盖好胶塞，使铜丝与浓硫酸接触，加热。

把放出的气体通入品红溶液或紫色石蕊试液中。

观察现象。

向上拉铜丝，终止反应，冷却后。

把试管里的液体慢慢倒入称有少量水的另一支试管里，观察溶液颜色。

注：

在学生动手前引导他们注意该实验药品有强腐蚀性、产物有污染，一定做好自我和他人防护。

[讲解][提问]总结现象：

加热能反应，产生的气体能使品红褪色（具还原性），使石蕊溶液变红（显酸性）；溶液稀释后呈蓝色（Cu被氧化为Cu2+）。

[板书]②与金属反应

Cu+2H2SO4（浓）=CuSO4+SO2↑+2H2O

[讲解]在金属活动顺序表中，Cu是H之后较不活泼的金属元素，稀硫酸不能与Cu反应。

实验证明，浓硫酸能把金属活动顺序表中H之后的金属（除Pt，Au）氧化成金属硫酸盐，浓硫酸本身被还原生成SO2。

在这个反应里，浓硫酸氧化了铜（铜从0价升高到+2价），它本身被还原称二氧化硫（硫从+6价降低到+4价）。

浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂。

请同学们用单线桥标出电子的转移方向数目，指出氧化剂、还原剂。

（3）氧化某些还原性化合物

2NaI+H2SO4（浓）=Na2SO4+I2↑+SO2↑+2H2O

H2S+H2SO4（浓）=S↓+SO2+2H2O

[小结]由于硫酸的浓度不同（即所含溶质的量不同），导致体现其氧化性的反应情况不同，产物不同（量变引起质变）。

稀硫酸——弱氧化性——（由H+体现）与活泼金属反应，生成H2

浓硫酸——强氧化性——（由+6价S体现）加热时与大多数金属和非金属反应，通常生成SO2

[过渡]硝酸和浓硫酸相似，在与大部分金属或某些非金属反应时也表现出较强的氧化性。

[板书]3、硝酸

（1）硝酸的物理性质：

纯硝酸为无色，有刺激性气味，可溶于水，溶时放热，易挥发，密度比水大。

[讲解]常用的浓硝酸的质量分数大约是69%，质量分数为98%以上的浓硝酸由于挥发的蒸气与空气中的水蒸气形成硝酸而产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。

[板书]

（2）硝酸的化学性质

①不稳定性

4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑

[讲解]浓硝酸一般呈黄色，是因为硝酸分解生成的NO2溶于硝酸的缘故。

[提问]硝酸应如何贮存？

放入棕色瓶中，在阴凉背光，用玻璃塞（不用橡皮塞，酸腐蚀橡皮塞）。

[板书]②与非金属反应，如C，S，P等

4HNO3（浓）+C=CO2↑+4NO2↑+2H2O

[讲解]此反应与浓硫酸与非金属单质碳反应类似，产物生成原理相同。

硝酸浓度越大，氧化性越强。

氧化性：

浓HNO3>稀HNO3

[板书]③与金属反应

[演示实验]将铜丝插入乘有浓硝酸的试管中。

观察实验现象。

[板书]Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

现象：

反应激烈，产生红棕色气体，溶液由无色变为绿色。

[讲解]既然铜可以与浓硝酸发生氧化还原反应，那么，铜与稀硝酸能不能发生氧化还原反应呢？

起到氧化作用的会是哪一种粒子呢？

[提问]这里有铜丝硝酸钠溶液、稀硫酸、硫酸钠溶液、稀硝酸，

[演示实验]将铜丝插入乘有硝酸钠的试管中，再向其中慢慢滴加稀硫酸。

观察实验现象。

[讲解]现象：

加入硫酸前，试管内并无明显现象，加入硫酸后，反应较缓慢，产生无色气体，逸至试管口变为红棕色，溶液由无色变为蓝绿色。

有上述实验可得，可能与铜丝发生反应的有稀硫酸、硫酸钠溶液、稀硝酸。

[实验演示]将铜丝分别插入乘有稀硫酸、硫酸钠溶液、稀硝酸的试管中，观察实验现象。

现象：

铜丝只与稀硝酸反应。

[讲解]由实验可知铜与稀硝酸可以发生氧化还原反应，起氧化作用的不只是H+或NO3-。

而是HNO3本身。

[板书]3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

[提问]铜与稀硝酸、浓硝酸反应有哪些异同点呢？

这个大家课后总结，并思考这些不同点的原因所在。

[讲解]氮元素是一种能表现多种化合价的元素。

通过学习，我们已经知道，氨（N为-3价）可以被还原成多种价态。

在硝酸中，N为+5价，当硝酸与金属或非金属及某些有机物反应时，反应物或反应条件不同，硝酸被还原得到的产物也不同。

[板书]硝酸中+5价的N得电子，被还原成较低价态的N，如：

NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3

硝酸越稀，还原产物中N的化合价越低。

[板书]注意：

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