一、教学目标
1、知识目标:使学生掌握硝酸的物理性质和化学性质,了解随着硝酸浓度的变化,硝酸与其他物质反应的生成物也会发生变化。
2、水平目标:
(1)、培养学生通过观察实验,记录实验现象,分析实验,得出结论的水平,同时增强学生的环保意识。
(2)、应用初中化学知识了解硝酸具有酸的通性,引出硝酸的氧化性,然后根据所学的氧化剂和还原剂的知识来了解硝酸的氧化性,掌握硝酸与其他物质反应的化学方程式。
(3)、培养学生根据所学知识解释日常见到的现象、学以致用,解决各种实际问题的水平(如:在常温条件下能够用铝制罐装车装运浓硝酸等)。
3、情感目标:通过硝酸的浓度变化—量变引起质变,激发学生学习化学的兴趣,培养学生
严肃认真、实事求是的实验习惯和科学态度,对学生实行辩证法教育,增强环保意识和创新意识。
二、教学设计思路
本课时的教学内容主要是硝酸及其应用。本章的核心内容是非金属元素化合物知识,而高中阶段所学习的非金属元素化合物主要有:硅及其化合物、硫及其化合物、氯及其化合物、氮及其化合物。硝酸作为含氮物质在介绍非金属元素化合物知识是必不可少的,且硝酸是中学化学中的三大强酸之一,掌握硝酸的性质及其应用是必要的。本节的教学在了解硝酸的酸性的基础上,让学生了解硝酸的氧化性及浓、稀硝酸与其他物质发生氧化还原反应时生成物不一样。
学生在前面的学习中,知道了硝酸具有酸的通性、是常见的氧化剂,而且具备了一定的观察分析实验的水平。在硝酸这节的教学中先将一些化学现象表现给学生,让学生发现问题,确立探究目标。在目标明确的基础上进一步设计化学实验,让学生充分感知物质的变化,从而解决问题,获得知识。
三、教学重点与难点
硝酸的氧化性
四、教学手段
本课在教学中主要使用已有知识体系的联系,通过对实验教学的创新、探究、比较的方法去理解掌握浓、稀硝酸性质的差异和还原产物的不同。
五、教学过程
【引入】2011年8月17日晚18时30分左右,一辆满载28吨硝酸的罐装车沿104国道由南向北行驶,途经明光市古沛镇耿庄村时发生泄漏,约28吨65%的硝酸全部泄漏,造成约300米的泄漏带,空气中弥漫着滚滚黄雾,酸雾十分刺鼻。
事件发生后,明光市政府分管市长带领公安、消防、安监、环保等部门及古沛镇主要负责人第一时间赶赴现场,立即启动明光市突发事件应急预案,迅速展开事故紧急处置工作。根据现场情况指挥组决定:
一是公安部门立即封锁路口,禁止来往车辆和行人通行;
二是调集附近挖掘机在泄漏处挖出3个大坑,并设置围堰,以截流稀释硝酸。
三是消防车采用持续沿途水冲的方式,稀释渗漏硝酸;四是环保部门迅速向市内企业调集烧碱实行中和,同时组织相关人员调查下风向1公里范围内居民居住情况,展开大气和地下水质监测;
四是向滁州市报告请求技术和装备支援,对事故实行专业处理。
引导学生从化学角度分析问题
1、为什么空气中弥漫着滚滚黄雾,酸雾十分刺鼻?
2、为什么要封锁路口,同时组织相关人员调查下风向1公里范围内居民居住情况,展开大气和地下水质监测?
3、为什么调集烧碱实行中和?
4、罐装车是铝制,为什么能够用它来运输浓硝酸?
【师生活动】请同学们观察桌面上的浓硝酸(颜色、状态),并嗅闻其气味
【板书】一、硝酸的物理性质
【探究问题1】黄色是如何表现出来的呢? 学生观察思考讨论后回答:
有挥发性,有刺激性气味略带黄色的液体。
略显黄色是因为溶有NO2。
可能是因为硝酸不稳定,分解产生了NO2, 而NO2又能够溶解在硝酸中。培养学生的观察分析水平,引导学生质疑。
【追问】硝酸的保存方法
用棕色、细口玻璃瓶盛装,用磨砂玻璃塞或塑料塞闭封,放在冷暗避光处
【板书】二、硝酸的化学性质
1、不稳定性
【探究问题2】为什么调集烧碱实行中和?
【板书】 2、酸的通性
【学生活动】 写出硝酸电离方程式:HNO3=H++NO3-
【思考交流】硝酸具有哪些酸的通性
【学生讨论回答】(1)跟指示剂作用
(2)和金属反应
(3)和金属氧化物反应
(4)与碱反应
(5)和盐反应
【过渡】 稀HNO3使石蕊试液变红,但是浓HNO3遇石蕊试液却是先变红后褪色,这是为什么呢?我们接下来看一下硝酸的另一个性质:
【板书】3、氧化性
【实验探究1】在100mL针筒内放入少量Cu片后,排尽针筒内空气,再吸入5mL稀硝酸,同时用塑料袋和橡皮筋封住针筒口。随后稍稍打开针筒,放入少量空气。
【学生】观察现象,并写出方程式
3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ +4H2O
【实验探究2】在100mL针筒内放入少量Cu片后,排尽针筒内空气,再吸入5mL浓硝酸,同时用塑料袋和橡皮筋封住针筒口。
【学生】观察现象,并写出方程式
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ +2H2O
【设问】:比较浓、稀硝酸的氧化性强弱?
【学生活动】让学生深入讨论,通过比较浓、稀硝酸与铜反应时的激烈水准,得出结论:
浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,硝酸的浓度越大,氧化性越强;同时纠正学生用价态变化多
少来判断浓、稀硝酸氧化性强弱的学习误区,培养学生良好的实验习惯和实事求是的科学态度;总结出硝酸与不活泼金属反应,浓硝酸被还原成NO2气体,稀硝酸被还原成NO气体,均没有H2生成。
【设问】反应生成的气体能不能直接排放到空气中?
【回扣】为什么要封锁路口,同时组织相关人员调查下风向1公里范围内居民居住情况,展开大气和地下水质监测?
【探究问题3】罐装车是铝制,为什么能够用它来运输浓硝酸?
【学生活动】阅读教科书P102,回答
硝酸几乎能与所有的金属(除金、铂等)发生氧化还原反应,还原产物较为复杂,但一般情况下浓HNO3对应产生NO2,而浓HNO3对应产生NO。
Al、Fe等在浓硝酸中发生钝化现象,这是因为Al、Fe等表面被浓硝酸氧化为致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。
【扩展】硝酸除了能够氧化金属之外,还能氧化很多非金属单质,例如碳
学生根据硝酸的氧化原理可推测出反应方程式:
C + 4HNO3 (浓) = 2H2O + 4NO2 ↑ + CO2 ↑
【追问】硝酸具有强氧化性,那我们试验中使用硝酸时要注意什么?
使用硝酸一定要小心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂洗涤。
【板书】三、硝酸的用途
【展示】硝酸时一种重要的化工原料,也是化学实验室必备的重要试剂。
【小结】一、硝酸的物理性质
二、硝酸的化学性质
1、不稳定性
2、酸的通性
3、氧化性
三、硝酸的用途
六、教学反思
本节课从生活实际出发,通过硝酸泄露事件让学生探索硝酸的物理、化学性质,增强学生对实际问题的分析水平和知识的迁移水平,渗透了化学为人类服务的思想。通过实验的操作培养了学生的观察水平、分析实验现象的水平和逻辑思维水平,而且渗透了实验是化学研究基础的思想。