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視頻標簽：含氮化合物,硝酸的性質
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：高中化學蘇教版必修1專題4第二單元生產生活中的含氮化合物《硝酸的性質》江蘇省 - 蘇州
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《硝酸的性質》教學設計
教材分析：
本節教材規定學生應掌握的新的知識有：硝酸的不穩定性和它的強氧化性，以及書寫硝酸受熱或見光分解、濃（稀）硝酸和銅、濃硝酸和碳反應的化學方程式。
學生已有的和本課內容相關的知識和技能有：NO無色，易與O2反應生成NO2，NO2紅棕色，易溶于水生成NO；濃硫酸有強氧化性，能和一些不活潑金屬（如銅）反應，生成SO2而不是H2，濃硫酸還能和碳等非金屬單質發生氧化還原反應；會書寫濃硫酸和銅、碳等反應的化學方程式。
如果學生對上述知識和技能掌握的較好，在老師的組織下，通過安排一些恰當的演示實驗和學生實驗，讓學生通過觀察實驗現象，經過積極的思維活動，聯系已有的知識技能，自行得出結論，且寫出相關的化學方程式。
教學目標：
1、 了解硝酸的物理性質；掌握硝酸的化學性質。
2、 培養學生實驗能力，觀察能力，分析能力，歸納能力及表述能力。
3、 以學生為主體，加強師生互動和生生互動，培養學生自主學習的能力。加強學生的環保意識。
教學過程：
1、 講述傳說，導入新課
在17世紀的德國，人們把硝酸稱為“魔液”，因為它的研制者德國科學家格勞貝爾告訴世人：硝酸能讓月亮、金星、火星都溶解于其中，且有只“火烈鳥”隱藏在其中。我們今天就來感受一下它的“魔性”。
2、 硝酸物理性質
PPT展示維基百科上硝酸的名片。
（1）請學生從中找出硝酸的物理性質并填寫在學案上。并讓學生拿出實驗盤里的濃硝酸，扇氣入鼻，感受它的刺激性氣味。
【板書】硝酸為無色、刺激性氣味液體，易揮發。
（2）PPT展示裝有“發煙”硝酸的鋁槽車側翻于高速公路的照片，讓學生直觀的體會硝酸運輸保存不當所造成的危害。
3、硝酸的不穩定性
由上面的圖片引出硝酸的保存，提問學生在實驗室里硝酸保存在什么試劑瓶中？學生從硝酸被保存在棕色試劑瓶可得出硝酸可能有不穩定性，受熱見光會分解的結論，這個學生根據以往所學知識推測出的結論，用演示實驗來證實。
【演示實驗】 (夾持裝置省略)大試管中加入5 mL濃硝酸，放入碎瓷片，點燃酒精燈1加熱濃硝酸，待試
管內出現大量蒸汽，冷凝導管開始有液體回流時再點燃酒精燈2加熱硝酸蒸汽，觀察實驗現象。
學生邊觀察實驗現象邊思考PPT上展示的三個問題：（1）為什么要加碎瓷片于大試管中？（2）為什么
要在試管口裝長直導管？（3）為什么要用兩個酒精燈？
【觀察點】首先看到酒精燈1加熱大試管中的濃硝酸后，大試管中充滿了“白霧”，然后點燃酒精燈2加熱試管中部，大試管中慢慢顯示出紅棕色來，且越來越深。
【分析討論點】讓學生討論，并協助他們分析出：酒精燈1加熱濃硝酸后，看到的“白霧”是硝酸蒸汽溶于水蒸氣后的小液滴，說明硝酸達到了它的沸點開始揮發，如果就這么一直加熱下去，那么將達不到實驗目的，因為硝酸會不斷變成蒸汽而消耗完畢，所以酒精燈2在此時加熱試管中部的硝酸蒸汽，讓其很快達到分解的溫度，看到了紅棕色氣體即NO2氣體。根據氧化還原的角度可知道還有O2的生成，根據元素守恒的角度知道還有H2O的生成。
△
【板書】硝酸的不穩定性： 4HNO3 ＝＝ 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
4、硝酸的強氧化性
讓學生回憶我們前一章學習的硫酸的性質，硫酸和金屬Cu反應，和非金屬單質C反應都是怎么樣的情況？接下來用實驗來探究濃（稀）硝酸和Cu，濃硝酸和C反應的情況。
為了讓學生更加近距離的觀察到實驗的細節，以及出于環保角度的考慮，我把書上的關于濃（稀）硝酸和Cu的反應實驗做了改進，讓學生分組在小型注射器里觀察現象。 【學生實驗】學生分成6組實驗
（1） 在三個小燒杯中分別注入少許14 mol.L-1的濃硝酸，3 mol.L-1稀硝酸，6 mol.L-1NaOH溶液。 （2） 用兩支已經放好銅片的5 mL的注射器分別從小燒杯中吸取濃硝酸和稀硝酸各1mL。
（3） 立即將注射器放入盛有NaOH的燒杯中，觀察注射器中銅片的變化，氣體的顏色，溶液的顏色，反
應的速率。
（4）將稀硝酸那支注射器吸入少量空氣，觀察其中氣體顏色的變化。
處理：觀察完畢，實驗結束時，向注射器中吸入適量NaOH溶液，小心振蕩即可。
【觀察點】學生要在這個實驗中對比濃硝酸、稀硝酸分別和Cu反應的溶液顏色，氣體顏色，反應速率。學生可以看到吸有濃硝酸的那支注射器中銅片上立刻產生大量氣泡，出現紅棕色氣體，溶液迅速變成藍綠色，氣體迅速把溶液壓入NaOH溶液中，出現藍色沉淀。而吸有稀硝酸的那支注射器中銅片上則是慢慢產生少量氣泡，氣體的顏色是無色的，溶液變成藍色，一段時間后無色氣體把溶液壓入NaOH溶液中，出現藍色沉淀。
【分析討論點】吸有濃硝酸的那支注射器中產生的紅棕色氣體事NO2，藍綠色溶液則為Cu2+，氣體迅速把溶液壓入NaOH溶液中，出現藍色沉淀，進一步驗證了Cu2+的產生；而吸有稀硝酸的那支注射器中產生的無色氣體是NO，藍色溶液是Cu2+，氣體迅速把溶液壓入NaOH溶液中，出現藍色沉淀，進一步驗證了Cu2+的產生。之后注射器中又吸入少量空氣后，氣體由無色變為紅棕色，也進一步驗證了無色氣體為NO。兩支注射器中實驗速率的比較非常明顯。6個實驗小組做出的實驗現象還可能有所不同，細節的不同引導學生討論分析透徹。比如有些小組可能出現濃硝酸那支注射器的倒吸NaOH溶液的現象，這是由于NO2與NaOH反應造成外壓大于內壓而形成。讓學生根據看到的現象、分析出的結論寫出化學方程式，并用已學方法配平方程式，得出氧化劑為HNO3，還原劑為Cu。得出HNO3既起到強氧化性的作用，又起到酸性的作用。
【板書】 硝酸的強氧化性
Cu + 4HNO3（濃） ＝＝ Cu（NO3）2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3（稀） ＝＝ 3Cu（NO3）2 + 2NO2↑+ 4H2O
【演示實驗】在廣口瓶中裝入飽和的澄清石灰水溶液約30 mL，在打有小孔的試管中注入14 mol.L-1的濃硝酸約5 mL。用熱水浴預熱試管中的濃硝酸，打開試管上的橡皮塞，將加熱至紅熱的木炭放入試管中，立即塞好橡皮塞。觀察現象。
學生邊觀察實驗現象邊思考PPT上展示的兩個問題：（1）廣口瓶中為什么要放入飽和澄清石灰水？（2）為什么要在試管上部打個小孔？
【觀察點】小試管中C和濃硝酸劇烈反應，C在濃硝酸中上下翻滾，紅棕色氣體充滿整個氣體，慢慢氣體從小孔溢出充滿整個廣口瓶，搖晃廣口瓶，澄清石灰水變渾濁。 【分析討論點】紅棕色氣體是NO2，澄清石灰水變渾濁說明產生了CO2，小試管中打小孔是出于環保考慮，讓NO2從小孔出來被澄清石灰水吸收。讓學生根據現象寫出化學方程式并配平，得出濃硝酸是氧化劑，顯示出它的強氧化性。△
【板書】 C + 4HNO3（濃） ＝＝ 4NO2↑+ CO2↑+ 2H2O
5、總結比較：
這節課學習的主要內容是硝酸的不穩定性和強氧化性，通過今天這節課，學生已經學習完整了三大強酸，因此在課的最后可以讓學生比較一下三大強酸之間的相同和不同。從物理性質出發，濃鹽酸，濃硝酸易揮發，濃硫酸不揮發，反而有吸水性；化學性質方面的不穩定性，濃鹽酸和濃硫酸都穩定不分解，濃硝酸不穩定，見光受熱易分解；化學性質的強氧化性方面，鹽酸和稀硫酸無強化性，它與活潑金屬反應的氧化性表現在H元素上，因此生成H2，濃硫酸和濃（稀）硝酸和金屬反應的強氧化性表現在S元素和N元素上，因此不生成H2，而是生成SO2、NO2、NO，其中濃硫酸和Cu反應要加熱，濃（稀）硝酸和Cu反應無需加熱；鹽酸和稀硫酸不能和C反應，濃硫酸、濃硝酸和C可以反應。
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