[教學設(shè)計]氨 硝酸 硫酸

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學習網(wǎng)

 

第一課時

教學目標:

1.探究氨和銨鹽的性質(zhì)、用途;

2.學會氨的實驗室制法。

教學重點:氨和銨鹽的化學性質(zhì)

教學難點:實驗室制氨的化學反應(yīng)原理

    教學儀器:燒杯、燒瓶、鐵架臺、滴管、導管、玻璃棒、試管、酒精燈、酚 酞試液、棉花、試管夾、NH3、HCl、NH4Cl、Ca(OH)2

教學過程:

    [新聞導課]杭州市一制冷車間發(fā)生液氨泄漏 :

 2004年4月20日上午10時,杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏事件,整個廠區(qū)是白茫茫的一片,方圓數(shù)百米,空氣中彌漫著一股濃烈的刺激性氣味,進入廠區(qū)呼吸都感到困難。廠區(qū)內(nèi)寒氣逼人。市消防中心接到報案后立即制定方案,出動上百名消防隊員,十余量消防車…。

 簡要介紹合成氨發(fā)展史

[問題]

1、為什么在液氨泄漏時工廠里會寒氣逼人?

2、如何吸收彌漫在空氣中的大量氨氣?

3、被圍困在污染區(qū)的群眾怎樣做才能保證不吸入氨氣?

[板書]    一、   氨  

1、NH3的物理性質(zhì):

[展示]一瓶氨氣:無色,有刺激性氣味,密度<空氣,易液化,可作致冷劑。

[實驗4-8]  成功關(guān)鍵:燒瓶干燥、密封。

     現(xiàn)象:形成紅色噴泉。

 結(jié)論:氨極易溶于水,水溶液顯堿性。

 [ 講解]:1體積的水約溶解700體積的氨氣,氨的水溶液叫做氨水。

[板書] 在通常狀況下,氨是無色氣體,有刺激性氣味,比空氣輕。氨易液化,極易溶于水。

    [過渡]氨的水溶液是堿性的,但其中的水是中性的,氨分子也沒有氫氧根離子。氨水為什么會顯堿性呢?

[板書]2、氨的化學性質(zhì):

(1)NH3與水的反應(yīng):

[分析]   NH3+H2O   NH3·H2O NH4++OH-

     NH3+H2O   NH4++OH-

     其中一水合氨很不穩(wěn)定,受熱會分解。

     NH3·H2O     NH3↑+H2O

[板書] NH3+H2O   NH3·H2O NH4++OH-

[思考]:分析NH3溶于水存在的過程,討論氨水中的成分:分子             、離子                 。

[板書](2)NH3與酸的反應(yīng):

    [ 演示實驗]氨與氯化氫反應(yīng)

    [觀察]現(xiàn)象:大量白煙生成。

[思考]:生產(chǎn)Cl2的化工廠常用濃氨水來檢查生產(chǎn)設(shè)備和管道是否漏氣,如有白煙生成,則說明已發(fā)生漏氣,這是為什么?

[板書]化學方程式: NH3+HCl=NH4Cl

NH3也可與其它酸反應(yīng),例:NH3+HNO3=NH4NO3、 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4

[講解] NH3在一定條件下可于O2、NO、NO2等發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

[板書](3)NH3與O2的反應(yīng):    4NH3+5O2    4NO+6H2O

[演示實驗]實驗室制取氨氣:

[板書]3、NH3的實驗室制法:  

 [講解]原理:在實驗室里常用銨鹽和堿加熱的方法來制取NH3。 儀器:固+固加熱(同制氧氣);收集:排空氣法。

[板書]2NH4Cl+Ca(OH)2   CaCl2+2NH3↑+2H2O  儀器:固+固加熱(同制氧氣);收集:排空氣法。

   [提問]:

1 能否用濃硫酸干燥NH3?

2 能否使用NH4HCO3、NH4NO3?為什么?

3 使用堿石灰代替消石灰有什么優(yōu)點?

[過渡]氨與酸反應(yīng)形成氨鹽,我們下面分析銨鹽的性質(zhì)

[板書]4、銨鹽

[講述]銨鹽是銨根離子(NH4+)和酸根離子組成的化合物。銨鹽都是晶體,能溶于水。

[板書]主要化學性質(zhì):

(1)銨鹽受熱易分解:

[實驗]加熱NH4Cl觀察現(xiàn)象,是否升華?

[板書]化學方程式: NH4Cl   NH3↑+HCl↑、   NH3+HCl= NH4Cl

    NH4HCO3     NH3↑+H2O+CO2 ↑

    [講解]銨鹽能與堿反應(yīng)放出氨氣,例:

   (NH4)2SO4+2NaOH   Na2SO4+2NH3↑+2H2O

[板書](2)銨鹽與堿的反應(yīng):(NH4)2SO4+2NaOH   Na2SO4+2NH3↑+2H2O

[強調(diào)]這個性質(zhì)是一切銨鹽的共同性質(zhì),實驗室可利用這個性質(zhì)來檢驗

NH4+的存在。

[注意事項]:

實驗條件:濃溶液或固體,加熱。

較稀溶液中銨根離子的檢驗方法:先濃縮,后檢驗。

[板書]5.NH3的用途:

[講述]可用于氮肥工業(yè)及其他化工產(chǎn)業(yè)上(如:制純堿),制冷劑。

[思考交流]自然界中氮的循環(huán):

[討論]:向飽和的NaCl溶液中通入足量的NH3后,再通入足量的CO2,發(fā)現(xiàn)有NaHCO3晶體析出,為什么?

    [小結(jié)]:總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。

[作業(yè)]

 

附板書計劃:

一、   氨  

1、氨的物理性質(zhì): 在通常狀況下,氨是無色氣體,有刺激性氣味,比空氣輕。氨易液化,極易溶于水。

2、氨的化學性質(zhì):

(1)NH3與水的反應(yīng): NH3+H2O   NH3·H2O NH4++OH-

(2)NH3與酸的反應(yīng):NH3+HCl=NH4Cl  NH3+HNO3=NH4NO3、

2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4

(3)NH3與O2的反應(yīng):    4NH3+5O2    4NO+6H2O(工業(yè)上制硝酸)

3、NH3的實驗室制法:  

2NH4Cl+Ca(OH)2   CaCl2+2NH3↑+2H2O  儀器:固+固加熱(同制氧氣);收集:排空氣法。

4、氨鹽

(1)銨鹽受熱易分解:

NH4Cl   NH3↑+HCl↑、   NH3+HCl= NH4Cl

NH4HCO3     NH3↑+H2O+CO2 ↑

(2)銨鹽與堿的反應(yīng):(NH4)2SO4+2NaOH   Na2SO4+2NH3↑+2H2O

5、氨的用途

 

第二課時

 

教學目標:

1.鞏固稀硫酸的性質(zhì);探究濃硫酸的特性及強氧化性;

2.培養(yǎng)學生的實驗觀察、分析思維能力。

3.對學生進行“現(xiàn)象與本質(zhì)”“量變與質(zhì)變”等辯證唯物主義觀點的教育

4.通過實驗研究,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生嚴謹求實、勇于創(chuàng)新的科學品質(zhì)

教學重點、難點:濃硫酸的強氧化性。

教學方法: 啟發(fā)式。

教學輔助手段: 投影。

教學過程

[新聞導課]今年1月29日、2月23日,清華大學機電系四年級學生劉海洋先后兩次用火堿、濃硫酸將北京動物園的五只熊燒傷,其中一頭黑熊雙目失明。這一故意殘害動物的事件經(jīng)媒體披露后,引起了公眾的強烈憤慨!同時,“高材生為何會犯如此低級錯誤?一個‘好學生’為什么沒有必然成為一名好公民”的疑問也引發(fā)了社會各界廣泛的討論與深入的思考。

[沉思]劉海洋為何用濃硫酸殘害黑熊?濃硫酸又具有哪些重要性質(zhì)?

 [復習投影] 描述下列的實驗(見附圖)現(xiàn)象,并說明稀H2SO4的性質(zhì)。

[練習]有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:

Zn+H2SO4---         Zn+2H+ = Zn2++H2↑

NaOH+H2SO4-----     OH-+H+ = H2O

Fe2O3+H2SO4----      Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O

BaCl2+H2SO4---       Ba2++ SO42— = BaSO4↓

[設(shè)問]實驗室制氫氣時選用稀硫酸或鹽酸,而不用濃硫酸和硝酸,為什么?

[板書] 第四節(jié)      硫酸、硝酸和氨

二、硫酸和硝酸的氧化性

[引言] 濃硫酸和稀硫酸在性質(zhì)上有什么區(qū)別呢?

[提問]實驗室制取氯化氫,為什么用濃硫酸與固體食鹽共熱?利用濃硫酸什么性質(zhì)?

[學生回答]難揮發(fā)性。

[板書](一)硫酸的氧化性

 1.濃硫酸的特性

(1)難揮發(fā)性—制揮發(fā)性酸

[提問]在實驗室里常用濃硫酸干燥氣體,利用濃硫酸的什么性質(zhì)?

[板書] (2)吸水性

[思考] 因為濃硫酸難揮發(fā),所以將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中,其濃度、質(zhì)量都不發(fā)生變化,這樣說對嗎?

[演示實驗] 蔗糖炭化:將一定量的蔗糖放入小燒杯中,加入濃硫酸。

 

 

[學生觀察] 現(xiàn)象:①蔗糖由白→黑;

②生成的黑色物質(zhì)呈面包狀;

③聞一聞有刺激性氣味。

[教師啟發(fā)]解釋現(xiàn)象:①濃H2SO4與蔗糖(C12H22O11)作用,按水分子的組成脫去蔗糖分子中的H、O,生成C和H2O。

[板書] (3)脫水性

現(xiàn)象本質(zhì):

[分析] 蔗糖炭化現(xiàn)象:②③黑色物質(zhì)疏松多孔(學生答有氣體),氣體是怎么形成的,生成的是什么氣體?

[講解] 濃硫酸使蔗糖脫水炭化后,又吸水放熱,使其繼續(xù)被濃H2SO4氧化。

[板書] 2、強氧化性

  [實驗4-9] 銅與濃硫酸反應(yīng),并檢驗生成的氣體?

 [觀察現(xiàn)象] ①固:紅→黑

②液:無→棕黑→藍色

③氣:無色有刺激性氣味,使酸性KMnO4溶液退色;使品紅溶液退色。

[板書](1)Cu+2H2O4(濃)Cu(SO4)2+O2↑+2H2O

[引導分析] (1)銅片變黑,黑色物質(zhì)是什么?怎么生成的?

(2)怎樣鑒別生成的氣體?教師要啟發(fā)不能用澄清石灰水鑒別。

[思考] 回答在上述反應(yīng)中:

(1)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物各是什么物質(zhì)?

(2)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比?還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比?

(3)濃硫酸在反應(yīng)中的作用?

[講解] 在金屬活動順序表中,Cu是H之后較不活潑的金屬元素,稀硫酸不能與Cu反應(yīng)。實驗證明,濃硫酸能把金屬活動順序表中H之后的金屬(除Pt,Au)氧化成金屬硫酸鹽,濃硫酸本身被還原生成SO2。

[練習] 寫出濃硫酸與汞反應(yīng)、與銀反應(yīng)的化學方程式。

[教師啟發(fā)] Cu,Hg,Ag是H之后的較不活潑的金屬,那么H之前的金屬是否就更容易被濃H2SO4氧化呢?

[板書]氧化大多數(shù)金屬:生成物中金屬顯高價,同時生成二氧化硫。

  [講述] 常溫Al,F(xiàn)e鈍化。學生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容。教師啟發(fā)鈍化在實際中的應(yīng)用:鋁鐵容器盛裝濃硫酸。

[分析]蔗糖炭化中的刺激性氣味?

[板書](2)氧化某些非金屬如C,S,P等(濃硫酸的還原產(chǎn)物一般為二氧化硫)。

C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O

   2H2SO4(濃)+S====3SO2↑+2H2O

   [教師] 濃硫酸具有強氧化性,能氧化某些非金屬,又能氧化大多數(shù)金屬,那么能否氧化具有還原性的化合物呢?如實驗室為什么不用濃H2SO4制取及干燥H2S?

[板書] (3)氧化某些還原性化合物

     2NaI+H2SO4(濃)===Na2SO4+I2+SO2↑+2H2O

H2S+H2SO4(濃)==S↓+SO2+2H2O

[問題] 實驗證明:濃H2SO4的特性,稀硫酸都沒有;稀H2SO4的性質(zhì),濃H2SO4不完全具有。為什么濃、稀H2SO4性質(zhì)有這么大差別呢?讓我們一起分析。

[師生共同分析]上述反應(yīng)中濃H2SO4的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H2SO4  也具有氧化性,兩者相比有何差別?可舉例說明。

濃H2SO4的氧化性由其分子中S(+6)(最高價)引起。稀硫酸也有氧化性,如Zn+2H+====Zn2++H2↑,由H+表現(xiàn),而Cu+H2SO4(稀)不反應(yīng)?梢姡琀+的氧化性比S的氧化性弱且還原產(chǎn)物不同。

[小結(jié)]略

[作業(yè)]

 

第三課時

教學目標:

1、探究硝酸的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)(酸性、強氧化性、不穩(wěn)定性)。

2、通過學生實驗手段,培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰、觀察能力、分析能力。

    3、在濃硝酸和稀硝酸的對比學習中,滲透“量變和質(zhì)變”的辨證規(guī)律。

4、通過介紹化學家的故事,使學生樹立熱愛科學,尊重科學的品質(zhì),激發(fā)學生學習的興趣。

教學重點:硝酸的不穩(wěn)定性和強氧化性

教學難點:硝酸的強氧化性

教學過程:

[故事導入]    玻爾巧藏諾貝爾金獎?wù)?/p>

    丹麥有位叫玻爾的科學家,37歲時他獲得了1922年的諾貝爾獎。第二次世界大戰(zhàn)期間,玻爾被迫離開即將被德軍占領(lǐng)的祖國,為了表示他一定要返回祖國的決心,他決定將諾貝爾獎?wù)铝粼趯嶒炇。玻爾把金獎(wù)氯芙庠谑⒂型跛脑噭┢坷。后來,納粹分子竄入玻爾實驗室,那個試劑瓶就在他們的眼皮底下,他們卻一無所知。戰(zhàn)爭結(jié)束后,玻爾從王水中把金還原出來,并重新鑄成獎?wù)。而玻爾配制王水的主要組成之一是“硝酸”。

[板書] (二)硝酸的強氧化性

    [設(shè)疑]硝酸有酸性,能否與金屬反應(yīng)放出氫氣?

[演示]濃硝酸與Cu反應(yīng)

[講解]從實驗現(xiàn)象“紅棕色氣體生成”判斷生成物中是N02而非H2。進一步從氧化還原反應(yīng)說明反應(yīng)的本質(zhì)是+5價的氮得電子能力比H+1強。

[學生實驗]比較濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應(yīng)

[記錄并討論]

 

反  應(yīng)  現(xiàn)  象

產(chǎn)    物

 

 

濃硝酸+Cu

1、Cu片:有大量氣泡產(chǎn)生

2、溶液顏色:無色變?yōu)榫G色

3、氣體顏色:紅棕色

4、反應(yīng)劇烈程度:劇烈

5、觸摸容器外壁:很熱

 

 

  Cu(NO3)2、NO2和H20

 

 

稀硝酸+Cu

1、Cu片:有氣泡產(chǎn)生

2、溶液顏色:無色變?yōu)樗{色

3、氣體顏色:無色

(打開止水夾后)無色變?yōu)榧t棕色

4、反應(yīng)劇烈程度:緩慢

5、觸摸容器外壁:溫熱

 

 

  Cu(NO3)2、NO和H20

[板書]1、與金屬反應(yīng):

             Cu +4HN03(濃)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H20

3Cu +8HN03(稀) 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H20 

[講述]除金、鉑等少數(shù)金屬外,硝酸幾乎能與所有金屬反應(yīng);當濃硝酸與濃鹽酸按體積比為1:3混合時,就配制成玻爾的“王水”溶液,王水的氧化性比濃硝酸強,可以溶解金,鉑等不溶于硝酸的金屬。

 [設(shè)問]比較濃硫酸的性質(zhì),濃硝酸能否與非金屬反應(yīng)?

[練習]與非金屬反應(yīng): C+HNO3(濃)  S+HNO3(濃)  P+HNO3(濃)

[板書]2、與非金屬反應(yīng):

C+4HNO3(濃)=CO2↑+4NO2↑+2H2O

  S+6HNO3(濃)=H2SO4+6NO2↑+2H2O

P+5HNO3(濃)=H3PO4+5NO2↑+H2O

[提問]硝酸與哪些金屬及非金屬反應(yīng)?產(chǎn)物是什么?硝酸濃度與還原產(chǎn)物有什么關(guān)系?

[小結(jié)] 反應(yīng)規(guī)律:

①除Au、Pt等少數(shù)金屬外,硝酸幾乎能氧化所有的金屬。

   ②常溫下Fe、Al等金屬在濃HNO3中發(fā)生“鈍化”。

   ③硝酸越濃,其氧化性越強。如稀HNO3可使石蕊試紙變紅,而濃HNO3可使石蕊試液先變紅后褪色。

④一般來說,活潑金屬與HNO3反應(yīng)不生成H2,濃HNO3的還原產(chǎn)物為NO2,稀HNO3的還原產(chǎn)物為NO。活潑金屬與極稀HNO3反應(yīng)時,還原產(chǎn)物復雜,可為NO、N2O、NH4NO3等。

⑤非金屬單質(zhì)可被HNO3氧化為最高價氧化物或其含氧酸。

⑥王水(濃HNO3和濃HCl按體積比1:3配制)具有更強的氧化性,能溶解Au、Pt。

    [強調(diào)]反應(yīng)物或條件不同,硝酸反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生變化:NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3。

      如:4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N20+5H2O

    [板書]注意:4Zn+10HNO3(。=4Zn(NO3)2+N20+5H2O

[設(shè)疑]濃硝酸與活潑金屬反應(yīng)是否也劇烈?

[學生實驗]濃硝酸十鋁片

[講解]鈍化原理:鐵、鋁與冷的濃硫酸或濃硝酸,表面被氧化為牢固的氧化物薄膜,阻止酸與內(nèi)層金屬進一步反應(yīng)。

[板書]3、鐵、鋁與冷的濃硫酸或濃硝酸常溫下發(fā)生鈍化。

[提問]濃硝酸的運輸和貯存可用何種物質(zhì)制的容器?

 [展示]一瓶呈黃色的濃硝酸,問為什么呈黃色?

[板書] 4、不穩(wěn)定性

          光照   

   4HN03   ==  2H20+ 4NO2↑+ 02↑

 [提問]硝酸應(yīng)如何貯存?

[設(shè)疑]有人認為,“比較濃硝酸和稀硝酸的還原產(chǎn)物的化合價,濃HN03中的氮 從+5降為+4,而稀HN03,中的氮從+5價降為+2,從化合價變化可以判斷稀硝酸的氧化性比濃硝酸強。”這種看法是否正確?為什么?

   [提示]從濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應(yīng)。劇烈程度分析。

[講述]硝酸用途 :硝酸是一種重要的化工原料,可用于制造炸藥、染料、塑料、硝酸鹽等;在實驗室里,它是一種重要的化學試劑。

[小結(jié)]略

[作業(yè)]

 

 


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