2019-2020年高中化學4.4《硫和氮的氧化物》（共3課時）教學案新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中化學4.4《硫和氮的氧化物》（共3課時）教學案新人教版必修1 教學目標： 1．掌握氨和銨鹽的性質(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)生氨氣泄漏 ： 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…。 [問題]1、為什么在氨氣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] 二、 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4-9] 成功關鍵：燒瓶干燥、密封。 現(xiàn)象：形成紅色噴泉。 證明：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： [分析] NH3＋H2O NH3H2O NH4＋＋OH－ NH3＋H2O NH4＋＋OH－ 其中一水合氨很不穩(wěn)定，受熱會分解。 NH3H2O NH3↑＋H2O [板書] NH3＋H2O NH3H2O NH4＋＋OH－ [思考]：分析NH3溶于水存在的過程，討論氨水中的成份：分子 、離子 。 [板書]（2）NH3與酸的反應： [ 演示實驗]氨與氯化氫反應 [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，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。 [板書]（3）NH3與O2的反應： 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 能否濃硫酸干燥NH3？ 2 能否使用NH4HCO3、NH4NO3 NH4Cl？為什么？ 3 使用堿石灰代替消石灰有什么優(yōu)點？ [過渡]氨與酸反應形成氨鹽，我們下面分析氨鹽的性質(zhì) [板書]4、氨鹽 [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。 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，是否時升華？ [板書]化學方程式： NH4Cl NH3↑＋HCl↑、 NH3＋HCl＝ NH4Cl NH4HCO3 NH3↑＋H2O＋CO2 ↑ [講解]銨鹽能與堿反應放出氨氣，例： （NH4）2SO4＋2NaOH Na2SO4＋2NH3↑＋2H2O [板書]（2）銨鹽與堿的反應：（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)及其它化工產(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)]p89 1、2、8、10 附板書計劃：二、 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： NH3＋H2O NH3H2O NH4＋＋OH－ （2）NH3與酸的反應：NH3＋HCl＝NH4Cl NH3＋HNO3＝NH4NO3、 2NH3＋H2SO4＝（NH4）2SO4 （3）NH3與O2的反應： 4NH3＋5O2 4NO＋6H2O 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：（NH4）2SO4＋2NaOH Na2SO4＋2NH3↑＋2H2O 第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨 （第二課時） 教學目標： 1．鞏固稀硫酸的性質(zhì)；掌握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]有關反應的離子方程式： 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 一、 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4-8] 銅與濃硫酸反應，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。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、與銀反應的化學方程式。 [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。學生閱讀課文有關內(nèi)容。教師啟發(fā)鈍化在實際中的應用：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。 +6 [師生共同分析]上述反應中濃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(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。可見，H＋的氧化性比S的氧化性弱且還原產(chǎn)物不同。 [課堂練習] 1．下列變化中能說明硫酸是強酸的是 [ ] A．能使紫色石蕊試液變紅 B．能與Ca3(PO4)2反應制磷酸 C．濃H2SO4與Cu反應 D．稀H2SO4與鋅反應產(chǎn)生氫氣 2．下列反應中濃H2SO4只起氧化作用的是______，既起氧化作用，又起酸的作用的 是 [ ] A．銅跟濃H2SO4共熱 B．固體NaCl跟濃H2SO4共熱 C．木炭跟濃H2SO4共熱 D．濃H2SO4跟硫化氫反應 [小結(jié)]略 [作業(yè)]P89 4 、5 、7、 附板書設計：第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨 一、 硫酸和硝酸的氧化性 （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 (2)吸水性 (3)脫水性 2、強氧化性 （1）Cu+2H2O4(濃)====Cu(SO4)2+O2↑+2H2O （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 （3）氧化某些還原性化合物 2NaI+H2SO4(濃)===Na2SO4+I2+SO2↑+2H2O H2S+H2SO4(濃)==S↓+SO2+2H2O 第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨 （第三課時） 教學目標： 1、掌握硝酸的物理性質(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)學生的實驗能力、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章 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，他決定將諾貝爾獎章留在實驗室。玻爾把金獎章溶解在盛有王水試劑瓶里。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，并重新鑄成獎章。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 [設疑]硝酸有酸性，能否與金屬反應放出氫氣？ [演示]濃硝酸與Cu反應 [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說明反應的本質(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 [記錄并討論] 反 應 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： 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；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。 [設問]比較濃硫酸的性質(zhì)，濃硝酸能否與非金屬反應？ [練習]與非金屬反應： C＋HNO3(濃)　　S＋HNO3(濃)　　P＋HNO3(濃) [板書]2、與非金屬反應： 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？產(chǎn)物是什么？硝酸濃度與還原產(chǎn)物有什么關系？ [小結(jié)] 反應規(guī)律： ①除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可能氧化所有的金屬。 　 ②常溫下Fe、Al等金屬在濃HNO3中發(fā)生“純化”。 　 ③硝酸越濃，其氧化性越強。如稀HNO3可使石蕊試變紅，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反應不生成H2，濃HNO3的還原產(chǎn)物為NO2，稀HNO3的還原產(chǎn)物為NO?；顫娊饘倥c極稀HNO3反應時，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)]反應物或條件不同，硝酸產(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 [設疑]濃硝酸與活潑金屬反應是否也劇烈？ [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。 [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？ 光照 [板書] 4、不穩(wěn)定性 4HN03 == 2H20+ 4NO2↑+ 02↑ [提問]硝酸應如何貯存？ [設疑]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?！边@種看法是否正確？為什么？ [ 提示]從濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應的反應條件。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。 [投影并講述]硫酸用途： [課堂練習] 1、為什么制取HCl氣體用濃硫酸，而不用硝酸？ 2、如何洗凈一支內(nèi)壁鍍銀的試管？ 3、將石蕊試紙投入濃硝酸里，有 現(xiàn)象，說明濃硝酸具有 性。 4、在加入Zn粉能放出氫氣的溶液中能大量共存的離子組是 A. K+、Na+ 、Mg2+、 N03- B. K+、Na+ 、SO42-、 Cl- C. CO32-、 Cl- 、I-、NH4+ D. NH4+ 、Ba2+ 、K+、0H- 5、將1.92g銅粉與一定量濃硝酸反應，當銅粉完全作用時收集到氣體1.12L（標準狀況），則所消耗硝酸是物質(zhì)的量是 A、0.12mol B、0.11mol C、0.09mol D、0.08mol [小結(jié)]略 [作業(yè)]課本P.183頁2、6題。 附板書設計： （二）硝酸的強氧化性 1、與金屬反應： Cu ＋4HN03(濃)＝Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H20 3Cu ＋8HN03(稀) 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H20 2、與非金屬反應： C＋4HNO3(濃)＝CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 　　S＋6HNO3(濃)＝H2SO4＋6NO2↑＋2H2O P＋5HNO3(濃)＝H3PO4↑＋5NO2↑＋H2O 注意：4Zn+10HNO3（?。?4Zn(NO3)2+N20+5H2O 3、鐵、鋁與冷的濃硫酸或濃硝酸常溫下發(fā)生鈍化。 4、不穩(wěn)定性 光照 4HN03 == 2H20+ 4NO2↑+ 02↑