硝酸与铜的反应教案--豆丁

硝酸与铜的反应教案--豆丁
《硝酸与铜的反应》教学设计
《硝酸与铜的反应》教案
尹霈仪
硝酸与铜的反应新课授课型课题课题
高一学生授课教师授课年级
《普通高中课程标准实验教科第四章第四节教材版本章节
书?化学1(必修)》，人民教育
出版社
一、设计思想概念图
二、教学分析
1、学生分析
(1)新课学习之前，学生已有的知识: 在本节课之前，学生学习过浓硫酸能与铜反应，但是稀硫酸却不能，我利用这种矛盾导出本节课的主题:探究硝酸与铜的反应。

再者，高一的学生具有一定的实验操作能力和实验分析能力，但是硝酸属于较为危险的实验用品，因此我采取老师演示实验来引导学生分析学习。

(2)新课学习中，学生心理特征分析:硝酸具有强氧化性和强腐蚀性，这种强烈、极端的性质本身就会引起学生注意，但是也是它这种性质导致学生在做关于硝酸的实验时都会有种畏惧的心理，也存在安全隐患，因此我选择由教师亲自演示实验而学生主要观察实验现象以及分析，在教学过程中还要注意消除学生的畏惧心理，让他们明白，只要操作的方法正确，再危险的药品也能为我们所用。

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《硝酸与铜的反应》教学设计
2、教学内容分析
《普通高中课程标准实验教科书?化学1教师教学用书(必修)》对本章节的教学建议主要有两点，一是做好实验，充分发挥实验的功能;二是重视环境教育。

然而，教材对于浓、稀硝酸与铜反应的只给出了反应方程式，并没有给出实验，主要原因是两个反应都会产生有毒气体，且铜与稀硝酸反应时，我们很难控制无氧环境，产生的一氧化氮(NO)容易转化为二氧化氮(NO)。

而这两个反应在高中教学中出现的频率较高，2
学生出错的几率比较高，做好这个实验不仅能加深学生对硝酸氧化性的认识,还可以使学生对NO和NO的性质产生深刻印象。

但传统的试管实验中稀硝酸与铜的反应,看不到预期的2
现象。

首先因为稀硝酸和铜片的反应速度很慢;其次由于没有排出试管内的空气,即使加热后反应速度加快,看到的气体也不是无色而是红棕色;另外,取下装稀硝酸试管的胶塞后产生的NO气体很容易逸出到空气中,拆除浓硝酸与铜反应的装置时更是有大量NO气体逸出，不22仅对人体造成危害还会污染环境，为了克服这些障碍，同时让学生深刻感受这两个实验的差异，在这节课的设计中我使用了一套操作性强且简易的实验方案来完成这两个实验，通过实验展现知识，有利于启发学生的思维。

学生经历探究实验过程的体验，有利于培养学生的学习方法。

三、教学目标
知识与技能:
(1)能在老师的指导下正确地分析浓、稀硝酸与铜的反应。

(2)掌握浓、稀硝酸与铜的反应，能分析各自的反应产物并能熟练地书写浓、稀硝酸分别
与铜反应的化学反应方程式。

(3)知道硝酸铜的实际用途。

过程与方法:
(1)通过创设问题情境，学生经历假设、设计实验证明自己的假设并运用观察、实验的方
法获取信息的过程，同时学习运用比较、归纳、概括等方法对收集的信息进行加工，提
高自主探究的能力;
(2)通过探究硝酸与铜的反应，培养学生的动脑，运用知识的能力和观察能力;
(3)通过新旧知识的联系，培养知识迁移、扩展的能力。

情感态度与价值观:
(1)通过这次探究活动，学生可以较完整地体会科学探究的过程和方法; (2)初步获得从身边发现要探究的问题的意识，增强用探究的方法学习化学的兴趣; (3)在教学过程中潜移默化地给学生灌输一种“环保”的意识，关心他人、关心自然环境
的情感得到发展;
(4)通过实验，激发学习的兴趣和求知欲望，提高学生对“化学是一门以实验为基础的学
科”的认识。

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《硝酸与铜的反应》教学设计
教学重难点
教学重点:
浓硝酸与铜的反应
稀硝酸与铜的反应
教学难点:
稀硝酸与铜的反应产物分析
四、教学指导理论与策略设计
1、设计思想
通过回忆浓、稀硫酸与铜的反应来导入本节课的学习内容:硝酸与铜的反应，再用改进的实验装置进行实验，老师亲自演示实验，并且引导学生分析铜分别与浓、稀硝酸反应的实验现象。

实验仪器如图，注射器中首先装好铜丝，分别吸入浓、稀硝酸。

观察现象:浓硝酸与铜反应产生了红棕色气体，由红棕色可推知此气体不可能是氢气和氧气，一定是二氧化氮，而溶液变成了蓝色，说明溶液是硝酸铜。

稀硝酸与铜反应，生成了无色的气体。

通过颜色无法判断是什么气体，此时由老师解决学生的疑惑，通过抽动注射器，抽入一些空气，发现气体变成了红棕色，说明它是一氧化氮。

溶液是蓝色，说明是硝酸铜。

在实验结束时，要注意尾气的吸收(用氢氧化钠溶液吸收有毒气体)。

然后由学生总结实验现象和方程式。

这样的学习过程就是一个非常自然，容易接受，同时使学生感受了知识的形成过程。

在一节讲授课中体现了科学探究的过程:提出猜想、设计实验、得出实验现象、验证结论。

学生在不知不觉中感受了探究的过程。

本实验的操作简单，而且是经过改进的实验，但是依然存在安全隐患，因此由老师亲自演示实验，学生观察以及分析实验现象，在该过程中贯彻设计、探索实验，培养创新思维的思想。

化学是一门实验科学，特别是在中学教育阶段，化学实验对于学生掌握知识、形成能力具有特别重要的意义。

设计性或探索性实验不仅要求学生掌握一定的化学知识和实验技能，还要求他们灵活地、创造性地综合运用这些知识和技能。

设计性或探索性实验在激发学生的创新欲望、培养他们的意识和创新能力等方面所具有的作用是其它常规实验所无法比拟的。

首先老师要做到对实验的创新改进。

例如:本课时的实验利用两个注射器即可以完成整
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个化学性质难点的突破。

新课程提倡加强化学与生产生活实际的联系，应用化学知识解决实际问题，通过查阅文献资料，我发现硝酸与铜的反应也是工业上制备硝酸铜的办法，接着再介绍硝酸铜的用途，让学生了解到化学与生产生活的直接联系，体会到化学是一门实用的学科，贯彻了新课标的要求。

2、DOE(演示-观察-解释)教学策略
DOE教学策略即演示-观察-解释策略(demonstrate-observe-explain),在DOE 策略中主要是教师操作演示实验，有时候也可以请学生充当教师的助手或在教师的指导下让学生在讲台上操作实验;观察是在实验操作的过程中，学生在教师的引导下，对实验器材、实验方法、实验过程和实验现象等进行观察和记录。

解释不单单是教师对实验现象的分析，得出实验结论，从结论中总结化学原理或理论，还包括对器材的选用、器材的使用、实验方法的选择进行必要的说明和讲解。

在实际演示实验教学中，这三种活动一般都是同时进行的。

在本次教学中演示、观察和解释的内容如下:
演示阶段，教师介绍实验仪器，并且亲自演示实验，学生观察;观察阶段，学生观察实验现象，记录实验现象;解释阶段，通过引导学生分析实验现象，突破难点:稀硝酸与铜的反应产物。

另外解释本次实验的巧妙设计，选用针筒的好处，操作时的关键步骤及其原因，加深学生对该实验的理解。

3、认知矛盾策略
认知矛盾，是指学生原有认知结构和新知识之间的无法包容的矛盾，或是在新知识和学生原认知结构之间产生的“不协调”。

一旦引发了认知矛盾，就会引起学生认知心理的不平衡，就能激起学生的求知欲和好奇心，使学生产生解决这种认知冲突获得心理平衡的动机。

所以说，引发认知冲突是促使学生实现概念转变的契机和动力。

学生从初中就已经学习过活泼金属才能与酸反应生成氢气和盐，而硝酸是一种特别的酸，因为硝酸中的氮为+5价，使其具有强的氧化性，因此能与排在氢后面的金属铜反应，而且生成的气体不是氢气而是氮的氧化物，通过认知矛盾策略，能激起学生的求知欲和好奇心，有利于学生接受新的知识。

4、其他教学策略
(1) 知识联系生活的策略:辩证唯物主义的认识论认为，认识有两个“飞跃”，即有
感性认识到理性认识的飞跃，和从理性认识到时间的飞跃。

让学生学会把所学的知
识运用到社会生活中，就是认识论中最重要的第二次飞跃。

在本次课结束时，引导
学生思考学习硝酸与铜反应的实际意义，从而导出工业制备硝酸铜的方法以及硝酸
铜的实际用途，让同学们体会到学习化学对我们生活有重要的现实意义。

(2) 先行组织者策略:新知识的学习必须以已有的认知结构为基础，本次课多处采用了先行组织者策略，比如在分析浓硝酸与铜的反应产物时，就用到了“二氧化氮是
红棕色的气体”这个学生已有的知识点，先行组织者策略有利于帮助学生提高其所
掌握知识的层次性组织性，能够促使学生形成适当的稳定的和清晰的认知结构。

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(3) 联系的策略:原因与结果的关系主要表现在物质性质产生了它的存在形态、制取
方法和用途等,这也是构建描述性化学知识组块与网络的主要媒介。

而在解释本实验
装置的巧妙之处时就是运用了因果联系策略，硝酸与铜的反应产物有毒，因此要夹
紧橡胶管，且稀硝酸与铜的反应产物NO容易被氧化为NO，因此夹紧橡胶管可隔2
绝空气，有利于观察到NO本来的状态，而用针筒则可通过抽动活塞，避免有毒气
体逸出的同时使NO与空气中的O反应得到明显的实验现象。

运用因果联系策略，2
让学生深切地体会到这个实验装置的设计多么的巧妙～
五、教学设计特色
本次课最大的亮点在于实验装置的设计，由于硝酸与铜的反应产物为有毒的氮氧化物，对环境有一定的危害，考虑到这个因素，我突破常规思维，用针筒作为反应容器，加上橡胶管等辅助器具，除了能控制反应产生的气体不溢出，还能隔绝空气，有利于学生观察到稀硝酸与铜反应产生的无色气体----一氧化氮(因为一氧化氮很活泼，很容易跟空气里的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，造成学生的误解，以为浓、稀硝酸与铜反应得到的产物是一样的)，通过简单的实验器具，巧妙地解决了这个问题，也有利于启发学生在学习的过程中要勤于动脑，勤于思考。

另外，巧妙的实验装置也有利于教师向学生灌输环保的思想，贯彻环境教育，反应产生的有害气体要及时回收，让学生认识到做实验要有始有终，任何细节问题都要经过考虑，遇到任何问题都要想办法解决。

六、课前准备
学案:提前一节课布置学生预习学案。

多媒体课件:含宏观实验现象。

仪器:60ml的针筒(2支)、250ml烧杯两个、橡胶管(2条)、橡胶管夹(2个)、玻璃导管
(2根)
药品:铜丝(2根)、浓硝酸、稀硝酸
七、教学相关资源
《普通高中课程标准实验教科书?化学1(必修)》，人民教育出版社，2007 《普通高中课程标准实验教科书?化学1教师教学用书(必修)，人民教育出版社，2007
《普通高中化学课程标准(实验)》，人民教育出版社，2007
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《硝酸与铜的反应》教学设计
八、教学流程图
《硝酸与铜的反应》教学流程图
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《硝酸与铜的反应》教学设计
九、教学流程
教师教学过程学生设计意图时活动活动间 (一)创设情景，导入新课20s 引课【老师】我们学习过浓硫酸，它能跟铜这以旧知识的回顾引入
种惰性金属发生反应，而稀硫酸则不能，本节课的内容---硝酸那么硝酸它与铜的反应又是怎么样的呢，与铜的反应,引发学生这节课我们就一起来探究一下，硝酸与铜思考
的反应～回忆
浓硫
酸与
铜的
反应
【板书】硝酸与铜的反应
(二)实验探究:硝酸与铜的反应(重难点)
教师教学过程学设计意图时活动生间
活
动
0.5【展示】展示实验用品: 观察通过介绍本次课的实
min 老师验用品,适时设疑,引发
展示学生思考---本次课所
实验用的仪器有什么“过人
用品之处”。

【老师】一般我们做实验都是用试管的，但
是老师今天准备了非常特殊的实验仪器，也
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设疑就是针筒，大家知道这个实验用针筒有什么
好处吗,
【学生】不知道
【老师】老师这里先卖个关子，同学们做完
实验就会知道了。

我们今天要做的是硝酸与
铜的反应，因此我在课前就把铜丝固定在针
筒里面了。

同学们还看到我们实验桌上配有
浓硝酸、稀硝酸，以及像烧杯这样的辅助仪
器。

3 【老师】我们今天要做的实验也非常简单，学生通过学生观察实验中min 就是用装有铜丝的针筒分别吸取少量浓硝观看看到的神奇现象，可以酸、稀硝酸，记得要把橡皮管夹紧。

实验激发学生的学习兴趣
【板书】现象和对这个知识点的好
Cu+浓HNO 奇心，更重要的是，明3
Cu+稀HNO 显的视觉刺激更有利3
于让学生对反应过程
形成感性认识。

加深该
反应在学生脑海中的
印象。

引导
学生
进行
实验【老师】我们都知道硝酸具有强氧化性以及腐蚀性，因此我们在做实验的时候一定要注
意安全，戴好手套，尽量避免硝酸与皮肤直
把实接接触。

现在我取一根装有铜丝的针筒，往验现里面吸取少量的浓硝酸。

象落这位同学，你可以描述一下几看到的实验现象吗, 实在
学案【学生】生成红棕色气体，溶液变蓝
上
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《硝酸与铜的反应》教学设计
【老师】好，请坐～这个红棕色的气体是什学生
么啊, 分析
【学生】二氧化氮实验
引导【老师】非常好，我们学习过二氧化氮它是现象通过解释实验中的关学生红棕色的，而且它还有毒，不仅对我们人体键步骤，解除学生的疑进行有害，还对环境有害，是形成酸雨的凶手之惑，同时灌输环保意猜想一。

现在同学们知道我为什么强调要把橡胶识，使学生关心他人、
管夹紧了吧, 关心自然环境的情感
【学生】不让二氧化氮逸出得到发展
【老师】是为了不让有毒的气体逸出，从而
保护我们的身体以及保护环境。

这个蓝色的溶液又是什么呢,
【学生】硝酸铜
【老师】很好，我们知道铜盐溶液是蓝色的，
而根据反应物中的阴离子，我们知道这个蓝
色的溶液就是硝酸铜
【板书】
NO红棕色 2
Cu(NO)蓝色 32
3.5 引导【老师】好,现在我再做下一个实验步骤,我学生
min 学生另取一根也装有铜丝的针筒,往里面吸取稀在老
分析硝酸,也把橡胶管夹紧,这位同学你有观察到师的
实验明显的实验现象吗? 指导
现象【学生】看不到下完
【老师】我们看不到明显的实验现象，是不善实
是说明铜与稀硝酸不能发生反应呢, 验步
【学生】是吧骤
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【老师】同学们有没有想过，会不会是因为
他们反应进行得太慢了，以至于我们看不到通过提问，步步引导学明显的实验现象呢, 生完善实验步骤，得到
【学生】有可能想要的实验现象。

【老师】同学们觉得有这种可能性，那你们
有办法加快反应的进行吗,
【学生】加热
【老师】我听到有同学说加热，恰好，老师
这里有一壶热水，而在加热之前，我先把针
筒里面的空气给排除掉，同学们可以先思考
一下老师为什么要做这个步骤
【实验操作】排除针筒里面的空气
【老师】我现在把装有反应物的针筒放到热
分析水中水浴加热，由于热的传递也是需要一定
实验时间的，我们先回过头来分析一下铜与浓硝
产物酸的反应。

同学们还记得我们看到什么样的实验现象学生通过提问让学生回顾吗, 把实整理在实验中观察到
【学生】生成红棕色气体，溶液变蓝验现的一系列实验现象
【板书】象记
生成红棕色气体，溶液变蓝录在
【老师】经过我们分析，我们知道这个红棕学案
色的气体就是二氧化氮，而蓝色的溶液就是上
硝酸铜，反应物中还有氢原子呢，氢原子跑
到哪里去了,
灌输【学生】生成水学生
环保【老师】很好，根据原子守恒定律，我们还分析
意识能推出，这个反应还会产生水。

实验
【板书】现象
HO 2
【老师】现在请同学们在自己的学案上写出学生
铜与浓硝酸的化学反应方程式写铜
与浓
硝酸
的化
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《硝酸与铜的反应》教学设计分析学反实验应方产物程式
【板书】
3 启发【老师】我们看到这边反应也进行得差不多学生
min 观察了，xxx同学你能描述一下你看到的实验现观察
实验象吗, 实验
现象【学生】生成无色的气体，溶液变为蓝色。

现象
【老师】这个蓝色的溶液是, 积极
【学生】硝酸铜思考
【板书】Cu(NO) 并回32
【老师】这个无色的气体又是什么呢, 答老
【学生】不知道师问
【老师】同学们不知道这个无色的气体是什题
么，没关系，老师只要略施魔法就能揭开这通过神奇的魔法解除
个无色气体神秘的面纱。

学生的疑惑，同时增加
(抽动活塞) 学生学习化学的兴趣解疑
【学生】(观察现象)
【老师】看到什么了吗,
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解释【学生】变成红色学生从学生观察实验现象
实验【老师】红色的气体是什么, 分析入手，引导学生分析产
装置【学生】二氧化氮实验生现象的因果关系，从
设计【老师】那无色的气体呢, 现象而了解学习和研究化
的巧【学生】一氧化氮学问题的一般方法和
妙之【老师】很好，我们上节课就学习过了，一思维过程。

处氧化氮非常活泼，很容易被空气中的氧气氧
化，变为二氧化氮。

现在同学们知道老师为
对比什么要在加热之前把针筒里面的空气给排学生
实验除掉了吧, 积极
条件【学生】排除空气中的氧气思解除课前的疑惑，解释
【老师】以便于我们看到铜与稀硝酸反应产考，该实验装置的巧妙之物的真实面貌，这也是这个实验用针筒的巧体会处，启发学生在学习过妙之处～改善程中要勤于思考。

使学
现在我们知道了，铜与稀硝酸也是能够反应的实生对该实验有更深一的，它们反应生成无色的气体，同样溶液也验装层的了解。

变成蓝色。

也根据原子守恒定律，我们还能置的
推出反应能生成水～巧妙
【板书】之处
生成无色气体
溶液变蓝
HO 2
【老师】现在也请同学们在自己的学案上写出铜与稀硝酸的化学反应方程式
书写
铜与
稀硝
酸的
化学
反应
方程
式
【板书】
3Cu+8HNO(稀)= 2NO?+3Cu(NO)+4HO 3322 【老师】同学们都写好了吗,
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【学生】写好了
【老师】看一下老师写的正不正确啊,
【学生】缺了个加热符号
【老师】这位同学观察得非常仔细，我们说
这个反应只有在加热的条件下才能进行，因
此，加热的符号不能丢掉。

(三)总结归纳:本课小结及布置课后查阅资料
20s 总结【老师】下面我们一齐来小结一下今天学学生小结知识点，深化学生知识习的内容，今天我们学习了浓硝酸它与铜观看记忆
点并在常温下就能反应，生成红棕色的二氧化PPT，
通过氮，以及硝酸铜和水，而稀硝酸与铜则只整理
对比有在加热的条件下才能反应，生成的是无本节
升华色的一氧化氮，同样也能生成硝酸铜和水。

课学
知识而为了让同学们对这两个实验有更直观的习的
点认识，我采用了针筒这个改进的实验装置内容
来呈现今天的实验～
1.2 【老师】我们常说化学与我们的生活息息学生以化学与生活的联系
min 相关，那同学们知道我们学习这两个反应积极为切入点，导出工业上
对于我们有什么意义吗,我们可以用它来思考制备硝酸铜的方法，再学以制备……(手指向板书上写的硝酸铜) 回答介绍硝酸铜的实际用致用【学生】硝酸铜～问题途，让同学们体会到化
【老师】其实这也是工业上制备硝酸铜的学是一门实用的学科。

办法，那同学们知道硝酸铜又有什么用途
吗, 在老
【学生】不知道师的
介绍【老师】我们一起来看一下这幅图。

这是引导
硝酸硝酸铜固体，我看到同学们已经被它鲜艳下猜
铜的的颜色所吸引住了，没错～硝酸铜可以用测硝
用途作染料的原材料，像我们装修常用的油漆，酸铜
以及我们常见的生活用品中所用到的涂料的实
都会用到它～际用
途
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《硝酸与铜的反应》教学设计
【老师】我们知道这也是工业上制备布置让同学们课后查阅工硝酸铜的办法，那它必定也会产生大课后业上处理氮氧化物废量的有毒气体，不就对我们的环境造查阅气的办法，灌输“环保”成很大危害了，我们是不应该想办法资料的意识。

消除这种危害啊,
开拓【学生】是
学生
视野
【老师】请同学们课后查阅资料，看
看工业上它是怎么样处理这些氮氧
化物废气的，下节课我将请一位同学
给我们做个简单的汇报，这节课先上
到这里，谢谢大家～
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(四)板书设计
硝酸与铜的反应
反应物现象化学反应方程式
Cu+浓HNO 生成红棕色气体 Cu+4HNO(浓)= 2NO?+Cu(NO)+2HO 332322
溶液变蓝红棕色蓝色
? Cu+稀HNO 生成无色气体 3Cu+8HNO(稀)= 2NO?+3Cu(NO)+4HO 33322
溶液变蓝无色
十、教学反思
本节课程个人觉得比较好的地方是实验装置上做到的突破，实验装置的巧妙设计能够将这个本来比较难的知识点简化，有助于教学的顺利进行，有趣的实验不仅
可以激发学生对学习化学的兴趣，还可以帮助学生更好地理解和掌握知识，该实验装置还体现了“环保”这个新课标中提倡的重点，使学生关心他人、关心环境的情感得到提升。

虽然硝酸是重要的化工原料，但与我们日常生活的直接联系不是很密切，我通过查阅大量文献资料，找出硝酸与铜反应与我们生活比较密切的联系，也就是用于制备硝酸铜，并且通过介绍硝酸铜的实际用途，让学生体会到化学是一门实用的学科。

本次课程中教学设计已基本成型，也有相应的理论依据，但是个人觉得还存在需要改善的问题:
1、本次课中学生自主活动探究比较少，这样不利于发挥学生的主观能动性，所以在上课的
时候要把重心适当地转移到学生身上，这点有待改进。

2、本次课重点在于实验的设计，对于化学反应方程式的突破不够，可能有部分同学会在配
平的时候遇到困难，但由于时间的限制，这个问题还有待深入思考。

3、本次课多处使用了先行组织者策略，虽然学生面临新学习情景，总是用原有的知识结构
去同化新知识，有利于学生对新知识的掌握，但是这样也会将学生的思考限定在组织者
的“观念”范围内，在某种程度上会抑制学生“发散思维”活动，也会抑制学生态度、
兴趣等情感因素在认知活动中的作用。

如用检验纯金作为这节课的背景，那么学生在学。