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化学教案－第三节 硝酸

2023-08-09 13:58:55 高考在线

　　第三节 硝酸

　　一、教学目的

　　1、掌握硝酸的化学性质。

　　2、了解实验室制NO2、NO的反应原理

　　3、使学生了解硝酸的用途。

　　二、重点、难点

　　重点：硝酸的氧化性

　　难点：硝酸的氧化性。

　　三、教学过程设计

　　探究问题框架：

　　1、硝酸的物理性质：（直接给出）

　　2、从硫酸得到启示，硝酸有什么化学性质？（引导发现）

　　教 师 活 动

　　学 生 活 动

　　【引入】我们学习了氮元素的单质、氢化物、氧化物，接下来我们学习氮最高价氧化物对应的水化物――硝酸。我们首先学习它的物理性质。

　　【板书】第四节硝酸

　　一、物理性质

　　【展示】63%浓硝酸。

　　【展示】发烟硝酸。

　　【讲述】质量分数为98%以上的浓硝酸在空气里由于硝酸的挥发而产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。常用浓硝酸的质量分数大约是69％。

　　【指导阅读】查硝酸的密度，熔、沸点。查常用浓硝酸中溶质的质量分数及“发烟硝酸”

　　【导入】比较一下硝酸和硫酸的物理性质，找出其不同点：

　　【观察】色、态、气味、掂轻重、打开瓶塞，观察。得出结论：纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，比水重，能溶于水。

　　【观察】空气里挥发而产生“发烟”现象。

　　挥发性（沸点）

　　物理的量浓度

　　常用浓硝酸

　　易（低）

　　18mol/L

　　常用硫硫酸

　　难（高）

　　12 mol/L

　　【导入】在化学性质上，浓硫酸的特点是具有强氧化性，硝酸是否也如此呢？下面我们学习硝酸的化学性质。根据硫酸的化学性质我们应该从哪几个方面研究硝酸的化学性质。

　　【提示】注意与浓硫酸进行比较。哪一个剧烈。

　　【指导学生实验】

　　【总结】初中我们已经学过硝酸的具有酸的通性，硝酸没有吸水性和脱水性。我们今天主要从氧化性来学习硝酸的特性。

　　【板书】二、硝酸的化学性质

　　1、与金属的反应

　　（1）与不活泼金属反应

　　Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

　　【回答】酸性、氧化性（与铜、与碳）、吸水性、脱水性，常温下，铁、铝在浓硫酸中钝化

　　【学生通过实验探究浓硝酸的氧化性】

　　【实验：铜与浓硝酸反应】

　　现象：产生红棕色气体。溶液由无色变为绿色。铜在不断溶解。结论：铜和浓硝酸常温下反应剧烈，比铜与浓硫酸反应剧烈，铜与浓硫酸需要加热，铜与浓硝酸反应不需要加热。

　　推测产物，试写反应的化学方程式。

　　【推导】

　　Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

　　【设疑】我们知道稀硫酸不能与不活泼的金属铜反应，稀硝酸能不能与不活动的金属铜反应呢？并与稀硫酸与铜反应进行比较。

　　【指导学生实验】

　　【总结并板书】

　　3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO2↑+4H2O

　　【引导总结】浓硝酸与稀硝酸与铜的作用有何不同；硝酸与硫酸氧化性哪一个较强，从哪几个方面表现。

　　【学生实验探究】铜和稀硝酸的反应。

　　现象：产生无色气体。溶液由无色变为蓝色。铜在不断的溶解。无色气体遇空气变红棕色。

　　结论：此无色气体是NO。因为：此气体遇空气变为了红棕色。

　　【推导】

　　3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO2↑+4H2O

　　【总结】浓硝酸生成NO2、稀硝酸生成NO气体。浓硝酸反应速率快，不需加热，稀硝酸反应速率慢，有时需要加热。

　　浓硫酸与铜反应需要加热，浓硝酸不需加热。稀硫酸与铜不反应，稀硝酸可以反应。

　　可见，硝酸的氧化性比硫酸强。

　　【引导探究】冷浓硝酸与铝、铁活泼金属反应的情况怎样呢？

　　【引导探究】大家回忆，实验室能否用稀硝酸制取氢气？为什么呢？

　　【板书总结】（2）与活泼金属反应

　　在不生成稀硝酸中不生成H2、在浓硝酸中铝、铁钝化。

　　【讲述】除金、铂以外，其余金属全可被其氧化而溶解。

　　【介绍】王水的`成分：浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为1：3。氧化能力极强，可溶解金和铂。

　　【实验探究】与浓硫酸一样，铝和铁都浓硝酸中钝化，即浓硝酸把它们的表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。

　　【回答】不能，因为硝酸的氧化性很强， NO3－起氧化作用。而不是H＋起氧化作用。

　　【倾听理解】

　　【引入】请大家用已学知识，推测浓硝酸能否与碳、硫、磷等非金属单质反应？

　　【引导】推测碳与浓硝酸反应的产物，试写反应的化学方程式。

　　【板书】2、与非金属反应

　　【总结】规律：一般生成最高价酸或氧化物、NO2和H2O。

　　【讨论】结论：可以。原因是：硫酸可以氧化单质碳等，所以浓硝酸也应该能氧化碳单质等。

　　【推导】C+4HNO3（浓） 4NO2↑+CO2↑+2H2O

　　【讲述】因为硝酸具有强氧化性，对皮肤、衣物、纸强等都有腐蚀作用，所以使用硝酸时，一定要格外小心，注意安全。万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打（NaHCO3）水或肥皂洗涤。

　　【听讲、理解】

　　【展示】利用一瓶久置而发黄的浓硝酸的样品，进行提问为什么发黄。

　　【启发】可能有NO2产生，由于NO2溶于硝酸而变黄。

　　【启发】如果是有NO2生成，那么硝酸的分解产物还必应有什么物质生成？

　　【引导】推测产物，试写反应的化学方程式。

　　【板书】3．不稳定性：

　　【提问】硝酸应如何贮存？

　　【分析，讨论】发黄的原因是什么？可能是因为硝酸分解。

　　【探究】在HNO3中，由于氢元素和氮元素都处于最高价，又因NO2的生成，是氮元素的化合价降低了，所以只能是HNO3中，氧元素的化合价升高，因此，可能有氧气生成。

　　【推导】

　　C+4HNO3=CO2 ↑+2NO2↑+2H2O↑

　　【回答】避光、阴凉处。

　　【小结】硝酸的特性是强氧化性和不稳定性。共同的特点是由于+5价氮元素得电子，被还原为低价态氮的化合物的缘故。

　　【课堂练习】

　　1．工业上如何贮存和运输大量的浓硝酸

　　2．如何洗净一支内壁镀银的试管？写出反应的方程式。

　　3．从节约原料，保护环境的角度来分析，要制取一定量的Cu（NO3）2晶体，下列实验设计中最合理的是

　　（1）Cu+浓HNO3─

　　（2）Cu+稀HNO3─