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资源类别: 课件库 > 化学课件 > 高一化学课件
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更新时间: 2011-04-18
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  资源简介
    【教学目标】
    知识目标 使学生掌握硝酸的物理性质和化学性质。
    能力目标 提高理论联系实际、学以致用的能力及类比学习的方法 。
    情感目标 激发学生学习兴趣,对学生进行辩证唯物主义和爱国主义教育。
    【教学重点】
    硝酸的特性不稳定性,强氧化性
    【教学难点】
    硝酸的强氧化性
    【教学方法】
    启发掌握法
    【实验准备】
    多媒体、试管、试管夹、无色透明气球、铜片、浓(稀)HNO3、酒精灯、铁架台、石棉网
    【教学过程】
    [引言]硝酸是我们中学常见的三大强酸之一,那么它具有酸的通性应在情理之中,除此以外,硝酸会不会也像硫酸一样也有自身的某些特性呢?通过今天的学习,我们就会对硝酸有一个更全面的认识。
    [板书]第三节 硝 酸
    一、硝酸的物理性质
    [师]请大家阅读教材P14内容,查找硝酸的颜色、状态、气味、挥发性、密度、熔沸点、常用浓硝酸中溶质的质量分数及什么是发烟硝酸,请一名同学口述硝酸的物理性质。
    [生]阅读教材,自学。一位学生代表口述:纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,密度为1.5027 g·cm-3,沸点83℃,98%以上的浓硝酸在空气中由于挥发出HNO3而产生"发烟"现象,通常叫发烟硝酸,常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
    [投影]盐酸、硫酸、硝酸主要物理性质
    色态 味 挥发性 常用浓酸的浓度
    盐酸 无色溶液 刺激性 易挥发 37%
    硫酸 无色溶液 无 难挥发 98%
    硝酸 无色溶液 刺激性 易挥发 69%
    [板书]色、态、味、挥发性、密度、熔沸点
    [设疑]刚才同学们看到硝酸保存在棕色瓶中,我们学过的保存在棕色瓶中的试剂有哪些?它们具有什么共同特点?从硝酸用棕色瓶保存,我们可推测硝酸具有什么性质?
    [生]回答:我们学过的氯水,以及常见的AgNO3、AgCl等均用棕色瓶保存,它们的共同特点是见光易分解,因此我们可推测硝酸具有不稳定性。
    [板书]二、硝酸的化学性质
    1. 酸的通性
    [师]硝酸作为一种常见的强酸,具有酸的通性,那么具体地表现在哪些方面呢?
    [生]可以使酸碱指示剂变色;能与活泼的金属反应生成氢气;与碱发生中和反应,生成盐和水;与碱性氧化物反应,产物也是盐和水;可与盐反应生成另外一种盐和另外一种酸。
    [师]不尽对。因为硝酸在与活泼金属反应的时候,生成的气体主要成分不是氢气,而是它的还原产物NO或NO2,这些等一会学到硝酸的特性处就会明白了。再则,浓硝酸中加入酸碱指示剂时(如石蕊),其现象应该是溶液先变红而后褪色。变红是因为溶液显酸性,褪色则由于硝酸的特性--强氧化性所致。
    [实物展示]用无色试剂瓶盛装的浓HNO3
    [生]观察,注意到其略带黄色。
    [师]刚才大家已预测到HNO3易分解,这是正确的。现在又看到无色试剂瓶中的浓HNO3略显黄色,那么HNO3的分解产物是什么呢?原来,这是因为硝酸分解产生了红棕色的NO2,NO2少量的溶解在浓硝酸中而使其略显黄色。这就是硝酸的第一个特性不稳定性。
    [板书]2. 硝酸的不稳定性

    4HNO3========4NO2↑+O2↑+2H2O

    [师]在以前我们曾学过一种常见的酸,其市售的浓溶液也往往呈黄色,大家想想它是哪种酸?为什么显黄色?
    [生]回忆并回答:那是浓盐酸,因为市售的浓盐酸中含有Fe3+而显黄色。
    [过渡]我们知道一般的酸在与金属反应的时候都将生成氢气,而刚才我提醒过大家,硝酸无论是浓的还是稀的,它们与金属反应生成的气体主要的都不是氢气,这就是由于硝酸的第二个特性--强氧化性的缘故。
    [板书]3. 硝酸的强氧化性
    [演示实验1-7]在实验时,用两个无色透明的气球替代塑料袋,在将稀硝酸反应的试管上的气球松开时让学生代表操作。
    [生]观察并记录现象:浓HNO3和Cu反应剧烈,生成红棕色气体,溶液变蓝色;稀HNO3和Cu反应缓慢,生成无色气体,当气球松开后,瓶口处变为红棕色,溶液变蓝色。
    [师]通过刚才的反应可以看到硝酸不仅能与金属反应,而且能与不活泼的金属Cu反应,足以说明其氧化性之强。浓HNO3和Cu反应生成红棕色的NO2气体,稀HNO3则被还原为无色的NO气体,但遇氧后很快又变成NO2。
    [板书](1)与金属的反应
    Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
    3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
    [引导]硝酸与不活泼金属Cu反应所表现出的强氧化性与浓H2SO4很相似。另外,HNO3被部分还原为NO2或NO,另一部分未被还原,以NO 存在于硝酸盐中,所以在上述两个反应中,硝酸既表现了强氧化性,又表现了酸性。
    [师]小结金属与HNO3反应的规律:①不论稀HNO3还是浓HNO3都有强氧化性,能氧化除Au、Pt以外的几乎所有的金属。②HNO3与金属反应时主要不生成氢气,对于氢后金属、浓HNO3的还原产物是NO2,稀HNO3的还原产物是NO。
    [生]提问:在上述反应中,浓硝酸与Cu反应,N元素只得到一个电子,而稀硝酸与Cu反应时N元素得到三个电子,那么能否说得到较多电子的稀硝酸的氧化性比只得到一个电子的浓硝酸的氧化性强呢?
    [师]不能这样认为,因为氧化性、还原性的强弱跟得失电子的数目无关,而跟得失电子的难易程度有关,铜与浓HNO3在通常情况下即十分剧烈地反应,而Cu与稀HNO3反应较为缓慢,甚至需要加热,可见浓HNO3的氧化性要比稀HNO3强。
    [迁移]大家可记得浓H2SO4和Fe、Al之间有种什么特殊关系呢?
    [生]常温时浓H2SO4能使Fe、Al钝化,即在Fe、Al的表面形成一层致密的氧化膜,阻止了反应的进一步进行。
    [师]浓硝酸也同样有这一特性,也可以使Fe、Al钝化,故常温时可用Fe或Al制容器盛放或装运浓HNO3。
    [板书]浓HNO3可使Fe、Al钝化
    [师]硝酸不仅可以氧化金属,还可以氧化非金属,它能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应,如可以和C发生反应,生成H2O、NO2和CO2气体。
    [板书](2)与非金属的反应
    4HNO3(浓)+C====2H2O+4NO2↑+CO2↑
    [师]HNO3在和非金属反应时,一般地非金属被氧化成最高价含氧酸,若酸不稳定则被氧化成最高价氧化物。如:

    S+6HNO3(浓)=====H2SO4+6NO2↑+2H2O

    P+5HNO3(浓)=====H3PO4+5NO2↑+H2O
    [投影表格]浓H2SO4与浓硝酸强氧化性比较
    浓H2SO4 浓HNO3
    与Cu的反应
    2H2SO4(浓)+Cu====CuSO4+2H2O+SO2↑ 4HNO3(浓)+Cu=====Cu(NO3)2+
    2NO2↑+2H2O
    钝化现象 可使Fe、Al钝化 可使Fe、Al钝化
    与C的反应
    2H2SO4(浓)+C====CO2↑+2H2O+2SO2↑ 4HNO3(浓)+C====2H2O+4NO2↑+
    CO2↑
    [设疑]什么是王水?关于王水有一个什么经典的故事?
    [生]阅读教材和课后材料回答:浓HNO3与浓盐酸体积比为1∶3的混合溶液,叫王水,能溶解HNO3所不能溶解的金、铂等。关于王水的经典故事就是:著名的丹麦的物理学家玻尔,在二战期间利用王水的性质保护了他的诺贝尔奖章。
    [播放录像]小专辑:硝酸的用途与我国的硝酸工业
    [生]观看录像,结合教材,了解到硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。我国生产硝酸的企业遍及祖国大地,规模较大的有吉林、大连、兰州化学工业公司化肥厂,南京、上海染料化工厂,四川、淮南化工总厂等。
    [师]我们要想在实验室制取少量HNO3如何实现?利用什么原理来制备。
    [生]思考回答,可用硝酸盐与浓H2SO4共热可制得硝酸,这主要是因为浓H2SO4是高沸点酸,而HNO3是挥发性酸。如用NaNO3(s)和H2SO4(浓)来制备。
    [师]我们知道NH3经催化氧化后可得到NO,NO很易被氧化成NO2,NO2溶于水可得HNO3,这就是工业制硝酸的三步曲。
    [板书]三、硝酸的制法
    1. 实验室制法
    NaNO3(s)+H2SO4(浓)====NaHSO4+HNO3
    2. 工业制法

    ①4NH3+5O2====4NO+6H2O

    ②2NO+O2==== 2NO2
    ③3NO2+H2O==== 2HNO3+NO↑
    [投影练习]1. 在下列变化中,能表明硝酸具有氧化性的是( )
    A. 能使石蕊试剂变红色
    B. 能跟Ag反应生成AgNO3
    C. 能和磷酸钙反应
    D. 能和FeO反应生成Fe(NO3)3
    解析:在上述反应中A和C中硝酸是强酸,所以使指示剂变色,与弱酸盐反应,均表现酸性。在B、D反应中硝酸中氮元素降价均表现氧化性,将Ag及+2价铁氧化。
    答案:BD
    2. 为了测定某铜银合金的成分,将30.0 g合金溶于80 mL 13.5 mol·L-1的浓HNO3中,待合金完全溶解后,收集到气体6.72 L(标准状况),并测得溶液中的c(H+)=1 mol·L-1。假设反应后溶液的体积仍为80 mL,试计算:
    (1)被还原的硝酸的物质的量。
    (2)合金中银的质量分数。
    解析:(1)硝酸被还原生成NO或NO2气体,因此产生的气体物质的量即是被还原的硝酸的物质的量。n=6.72 L/22.4 L·mol-1=0.3 mol
    (2)c(H+)=1 mol·L-1,说明HNO3过量。参加反应的硝酸为13.5 mol·L-1×0.080 L-
    1 mol·L-1×0.080 L=1 mol,设合金中Ag为x mol,Cu为y mol,则有
    解得
    w(Ag)=
    答案:(1)0.3 mol (2)36%
    [小结]本节课的重点内容是硝酸的特性即不稳定性和强氧化性。其不稳定性决定了硝酸的存放应在棕色瓶中,也是造成浓硝酸显黄色的原因。其强氧化性与浓H2SO4的强氧化性很类似,主要的也是表现在与不活泼金属铜的反应、与金属Fe、Al的钝化现象,以及与非金属碳的反应,所以大家将硝酸的强氧化性与浓H2SO4的强氧化性对比来理解和掌握就容易得多了。
    [布置作业]P17一、二、三、四
    板书设计
    第三节 硝 酸
    一、硝酸的物理性质
    色、态、味、挥发性、密度、熔沸点
    二、硝酸的化学性质
    1. 酸的通性
    2. 硝酸的不稳定性

    4HNO3=======4NO2↑+O2↑+2H2O

    3. 硝酸的强氧化性
    (1)与金属的反应
    Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
    3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
    浓HNO3可使Fe、Al钝化
    (2)与非金属的反应
    4HNO3(浓)+C====2H2O+4NO2↑+CO2↑
    三、硝酸的制法
    化工原料 化学试剂


    教学说明
    本节教材不仅是本章重点,也是整个高一教材的重点之一,在学习时,抓住硝酸的强氧化性和不稳定性,熟悉硝酸与金属反应的规律,并与以前学过的浓H2SO4进行联系和对比。在教学中还适度地启发同学浓HNO3与非金属单质S和P的反应,以及硝酸的实验室制法和工业制法。
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