《改变世界的化学元素》（第6课时-硝酸）教案

《改变世界的化学元素》（第6课时-硝酸）教案核心素养教学目标在学习本节内容之前，学生已经学习了已经有了元素化合物知识学习的基本方法，预测物质性质、解决实际问题和实验探究分析的基本能力；另一方面学生学习了氧化还原反应、化学键等理论知识，并且基本形成了“价类二维观”的学科思想；同时，可以延续整合硫及其化合物知识的学习方法和经验，这些都为本节课学习奠定了基础。其次，以往由于元素和化合物知识多、细、杂的特点，有些同学只是机械的记忆，并没有形成完整的知识体系和学习方法，并且硝酸氧化性的学习具有一定抽象性。所以本节课以实验为依据，通过本节内容的学习，丰富学生元素化合物知识的学习方法和完善知识体系，使学生所学知识的概括性、融通性和整合性更强让学生的能力得到发展，素养得到升华。（1）了解硝酸的物理性质，通过硝酸的保存和实验探究知道硝酸的不稳定性。（2）结合铜与浓硝酸、稀硝酸实验探究，了解硝酸的强氧化性。（3）树立辩证唯物主义的世界观，借助不同浓度的硝酸体现不同的性质掌握量变、质变原理。（4）了解硝酸在工业生产中的应用以及对环境造成的破坏，通过对硝酸“功”与“过”的探讨，引导学生用辩证的观点看待问题教学过程环节一：锤炼语言，趣味导入【导入】有这样一种物质,它畏光怕热,深居简出；它性格刚烈,脾气暴躁,好与人争锋；它身怀绝技,屡建奇功,是工农业生产的功臣,是国防工业的脊梁,在它的助推下,无数生灵惨遭涂炭；它是酸氏王国中的三大天王,与另一位天王关系密切,合体后功力大增,所向披靡,成为水中之王,整个金属帝国无人能敌；它又侠骨柔情,曾因保护一枚奖章而成为化学史上的一段佳话。就让我们带着这些疑问一同走进硝酸的神秘世界。环节二：探究硝酸的物理性质及其不稳定性【展示】教师展示一块盖有玻璃片的点滴板，每块点滴板上滴加一滴浓硫酸和浓硝酸。【提出任务】同学们，老师手上的点滴板里分别滴了少量浓硫酸和浓硝酸，请大家打开玻璃，观察一下两滴液体，分辨一下哪个是浓硫酸，哪个是浓硝酸？【学生】打开后，冒白烟的是浓硝酸，无明显变化的是浓硫酸。因为浓硫酸不易挥发。【教师】这位同学把浓硫酸不易挥发的特性记得很清楚。不挥发的是浓硫酸，浓硝酸易挥发，产生的是白雾。大家观察玻璃片上浓硝酸，你还有什么发现吗？【学生】硝酸无色……【学生】好像有刺激性气味……【教师展示】这是我刚从实验室取过来装浓硝酸的瓶子。看到这个瓶子，你获得哪些信息?【学生】浓硝酸装在棕色瓶中，说明易见光分解。【引导】浓硝酸在光照或加热的情况下确实会分解。我们来做个实验，请大家观察实验现象，然后根据实验现象预测反应产物和化学方程式。【演示实验】如图1，在烧瓶中加入玻璃棉，加热后用试管滴入浓硝酸【小组1】根据产生大量红棕色气体，方程式：HNO3→NO2↑+H2O【教师】大量红棕色的气体是二氧化氮，那么，除了二氧化氮外，还有什么物质生成呢？请大家运用我们学过的哪些思维来推断。【学生】这个反应是氧化还原反应，可以根据化合价升降来推断产物。【总结】我们根据得失电子守恒和元素原子守恒可推知，硝酸光照或加热可以生成二氧化氮、氧气和水。【展示】4HNO3====4NO2↑+O2↑+2H2O【过渡】观察这个方程式，借助前面的所学知识，二氧化氮、水和氧气也能化合生成硝酸。那什么时候硝酸分解？什么时候化合呢？【师生合作】当硝酸保持一定浓度（控制变量）温度较高时，硝酸以分解为主，化合为次；温度较低时，以化合为主，分解为次。【总结】分析可知，生成硝酸和硝酸分解，温度很重要。所以为了长时间保存浓硝酸，应选择在棕色瓶中，并置于阴凉处。环节三：探究硝酸的强氧化性【教师】同学们还记得，浓硫酸具有哪些性质吗？【学生】吸水性、酸性、氧化性……【教师】硝酸也具有酸性，那么硝酸有没有氧化性呢？我们这次仍然采用与铜反应的实验来验证硝酸是否具有氧化性。【演示实验】浓硝酸与铜反应：如图，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝，向试管中加入2ml浓硝酸，并用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察实验现象。向上拉铜丝，终止实验。【教师】请大家观察实验现象，然后根据实验现象以小组为单位谈论预测反应产物，并推选小组代表发言。【小组1】溶液变成蓝色，说明有铜离子产生【小组2】铜丝上出现小气泡，试管中出现红棕色气体……生成了NO2！【教师】浓硝酸与铜反应，生成了铜离子和二氧化氮，请大家尝试写出化学方程式【板书】：Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2↑+2NO2↑+2H2O【教师】那么铜能不能与稀硝酸发生反应呢？我们就用身边常见的材料做实验探究一下。【实验材料】铜丝（缠在碳棒上）、奶茶袋（耐高温耐腐蚀）、注射器，稀硝酸【演示实验2】在奶茶袋塞子上打两个孔，将缠有碳棒的铜丝塞入奶茶袋中，另一端从奶茶袋袋子其中一个孔中穿出来。排净奶茶袋里的空气，拧紧奶茶袋塞子，用注射剂从另一个孔中注入稀硝酸到奶茶袋中，水浴加热奶茶袋，观察实验现象。将铜丝向外拉使稀硝酸不再与铜丝接触，用注射器将一部分空气注入奶茶袋中，观察实验现象。再用注射器将一部分水注入奶茶袋中，观察实验现象。试验结束后将NaOH注入奶茶袋中，处理尾气。【小组4】有气泡生成，奶茶袋膨胀了，溶液变成了蓝色。说明有铜离子和无色气体生成！【小组5】注入空气，气体变成了红棕色，说明产生了二氧化氮！所以之前的无色气体是一氧化氮！【小组6】注入水红棕色气体消失，是因为二氧化氮溶于水了！【教师】大家发言非常积极，总结也很到位。从刚才实验现象我们可以推断出，稀硝酸和铜反应，生成了一氧化氮和铜离子，请同学们尝试写出方程式。【板书】3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2↑+2NO↑+4H2O【设疑】硝酸具有强氧化性，硝酸浓度不同，与金属反应的产物也不相同。既然硝酸与铜都可以发生反应，为什么可以用铝罐装浓硝酸呢？【学生思考】浓硝酸的强氧化性可以将铝表面氧化生成一层致密的氧化物薄膜？【教师】这位同学透过现象看到了本质，即硝酸的强氧化性。有些金属如铁、铝能与稀硝酸或稀硫酸反应，但是在常温下铁、铝表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层膜阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以常温下可以用铁或铝制容器来盛放浓硝酸或浓硫酸。当加热时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。【教师】硝酸与硫酸相似，都具有强氧化性，那么浓硝酸能不能与碳反应呢？【展示】C+4HNO3（浓）=加热=CO2↑+2NO2↑+2H2O【教师】浓硝酸与浓盐酸的混合物（体积比为1：3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。王水与诺贝尔金质奖章还有一段不得不说的故事。【素材】玻尔巧藏诺贝尔金质奖章的故事环节四：硝酸用途，结束课堂【素材】硝酸就在我们身边，它与我们的生活密不可分。【教师】然而二氧化氮分散在大气中，与二氧化硫一起形成酸雨，损害农作物、使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、电缆的腐蚀，为国民发展造成了不可估量的损失。【素材】酸雨危害【升华】硝酸究竟是天使还是魔鬼？硝酸本无罪,人类欲加之,这是硝酸的困惑,更是人类的反思。学习化学的目的就是要掌握物质的性质,摸清反应的规律,进而合理使用物质,趋利避害,为人类服务,实现可持续发展。教学反思导入语言采用拟人手法生动活泼且提示了硝酸在社会生活中的重要作用，引起学生探究式的兴趣，与结尾处对硝酸生产应用相呼应授课过程中渗透教学评价利用生活材料改良铜与稀硝酸反应实验。原实验不足之处：原实验先铜丝与浓硝酸反应制备二氧化氮，再稀释硝酸与铜反应制备一氧化氮，一氧化氮为无色气体，反应现象不明显，且以试管为反应容器可能会含有氧气，将一氧化氮氧化为二氧化氮。稀硝酸与铜反应较慢，不易观察现象。以生活中常用材料奶茶袋作为反应容器，突出了绿色化学意识。奶茶袋可以排净空气，使一氧化氮制备不受氧气干扰，且可以通过奶茶袋的膨胀证明有气体产生。利用注射器注入