公开课教案硝酸的教学设计

应用实例
在航天领域，硝酸常与四氧化二氮、偏二甲肼等组合使用，作为液体火箭发动机的主要 推进剂。
其他领域拓展应用
硝酸在农业上可用于制造肥料，如硝酸铵、硝酸钾等，为植物生长提供所需的氮元 素。
在食品工业中，硝酸可用于制造某些食品添加剂，如硝酸盐、亚硝酸盐等，用于防 腐、护色等目的。但需注意其用量和使用条件，以确保食品安全。
硝酸还可用于制备一些特殊材料，如硝化棉、硝化甘油等，这些材料在军事、爆破 等领域具有广泛应用。但因其具有爆炸性，需严格管理和使用。
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硝酸危险性评估与防范措 施
腐蚀性、毒性及爆炸性风险提示
腐蚀性
硝酸具有强烈的腐蚀性，能够侵蚀金属、皮肤和组织，与有机物 接触可能引发燃烧。
毒性
硝酸分解产生的氮氧化物具有毒性，吸入后可能导致呼吸道刺激 、肺水肿等健康问题。
公开课教案硝酸的教学设计
目录
• 硝酸基本性质介绍 • 硝酸制备方法探讨 • 硝酸在日常生活和工业生产中应用 • 硝酸危险性评估与防范措施 • 实验操作演示环节
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硝酸基本性质介绍
物理性质及化学性质概述
物理性质
无色液体，易挥发，有刺激性气 味，密度大于水，能与水以任意 比互溶。
化学性质
具有强氧化性，能与多种金属、 非金属及化合物发生反应。
准备好铜片、浓硝酸、试管、 镊子等实验器材。
将铜片用镊子夹住，悬挂在试 管口上方。
缓慢倒入浓硝酸，使其与铜片 接触。
观察反应过程中的现象，如气 泡产生、颜色变化等，并做好
记录。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
产物检验方法介绍
通过观察产物的颜色和状态， 初步判断产物的种类。
利用化学试剂对产物进行进一 步检验，如用氢氧化钠溶液检 验是否有酸性物质生成。
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防护服
选择透气性好、耐腐蚀、防静 电的防护服，穿戴时要确保拉 链、纽扣等附件牢固可靠。
手套
选用耐酸碱、防腐蚀的手套， 确保手套无破损、无漏洞。
眼镜和面罩
佩戴防溅式眼镜和面罩，确保 眼睛和面部得到全面保护。
呼吸器
在可能接触硝酸蒸汽的环境中 ，应佩戴合适的防毒面具或呼
吸器，确保呼吸安全。
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实验操作演示环节
通过仪器分析手段，如红外光 谱、质谱等，对产物进行更精 确的鉴定。
实验总结与反思
总结实验过程中的关 键步骤和注意事项， 强调实验安全的重要 性。
反思实验过程中可能 存在的问题和不足， 提出改进方案和建议 。
分析实验结果，探讨 浓硝酸的性质和反应 机理。
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THANKS
分子式、结构式与立体构型
分子式
01
HNO3
结构式
02
O||-N-O-H （注：此处应为结构式的图形表示，但由于文本限
制，用文字代替）
立体构型
03
平面三角形（注：在实际情况中，硝酸分子的立体构型可能因
环境不同而有所变化）
酸性强弱及与金属反应特点
酸性强弱
硝酸是一种强酸，在水中完全电离。
与金属反应特点
工业生产流程梳理与关键步骤分析
生产流程
工业上生产硝酸主要采用氨氧化法，即将氨气与空气混合后 ，在高温、高压条件下通过催化剂作用生成一氧化氮，再进 一步氧化生成二氧化氮，最后用水吸收得到硝酸。
关键步骤分析
氨氧化反应是硝酸工业生产的关键步骤，该反应需要在高温 、高压条件下进行，且催化剂的选择对反应效果有重要影响 。此外，二氧化氮的吸收过程也需要严格控制条件，以确保 得到高纯度的硝酸。
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硝酸在日常生活和工业生 产中应用
清洗金属表面氧化物或污垢
化学反应原理
硝酸能够与金属氧化物反应生成可溶性的硝酸盐和水，从而清除金属表面的氧化层或污垢。
应用实例
在金属加工、机械制造等领域，常使用稀硝酸溶液清洗铜、铁、铝等金属表面，以提高其表面质量和耐腐蚀性。
制备染料、药物等有机合成领域应用
化学反应原理
02
硝酸制备方法探讨
实验室制备原理及设备简介
制备原理
实验室中通常采用亚硝酸钠与浓硫酸反应制备硝酸，反应过程中会产生一氧化氮 、二氧化氮等中间产物，最终通过吸收装置得到硝酸。
设备简介
实验室制备硝酸所需设备包括反应釜、加热装置、吸收装置等。反应釜用于盛放 反应物并进行反应，加热装置提供反应所需温度，吸收装置则用于收集生成的硝 酸。
硝酸在有机合成中具有重要的应用价值 ，能够与许多有机化合物发生硝化反应 ，生成硝基化合物，进而用于制备染料 、药物等。
VS
应用实例
在染料工业中，许多偶氮染料的前体就是 硝基化合物；在医药领域，一些具有抗菌 、消炎等作用的药物也含有硝基结构。
火箭推进剂组成部分及作用机制
化学反应原理
硝酸作为火箭推进剂中的氧化剂，能够与燃料（如肼、烃类等）发生氧化还原反应，产 生大量的热能和气体，从而推动火箭飞行。
爆炸性
浓硝酸在受热、光照或受到撞击时可能发生爆炸，与可燃物接触 易引发火灾。
储存运输过程中安全注意事项
储存
将硝酸存放在阴凉、通风良好的专用仓库中 ，远离火源、热源和阳光直射，保持容器密 封。
运输
运输过程中要确保容器不泄漏、不倒置、不 损坏，避免与易燃物、可燃物、还原剂等混 装混运。
泄漏应急处理流程演练
安全操作规范及环境保护要求
安全操作规范
在制备硝酸过程中，需要严格遵守安全操作规程，如佩戴防护用品、避免与反应物直接接触、保持通 风良好等。此外，还需要定期检查设备安全性能，确保无泄漏、无破损等现象发生。
环境保护要求
硝酸制备过程中产生的废气、废水等污染物需要经过处理达标后才能排放。对于废气中的氮氧化物等 有害物质，可以采用碱液吸收等方法进行处理；废水则需要经过中和、沉淀等处理工艺后才能排放。
应急准备
制定详细的应急处理预案，配备专业的应急处理人员和必要的应急 处理设备。
泄漏处理
发现泄漏后，立即启动应急处理预案，迅速切断泄漏源，用大量水 冲洗稀释泄漏物，避免泄漏物扩散。
后续处理
对泄漏现场进行彻底清理，将收集的泄漏物交由专业机构进行处理， 确保不留安全隐患。
个人防护装备选择和使用方法
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稀释浓硝酸实验操作步骤
01
穿戴好实验服和护目镜 ，确保实验安全。
02
准备好浓硝酸、蒸馏水 、量筒、烧杯等实验器 材。
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将浓硝酸缓慢倒入装有 蒸馏水的烧杯中，同时 用玻璃棒不断搅拌，以 便散热。
04
观察稀释过程中的温度 变化、颜色变化等现象 ，并做好记录。
铜片与浓硝酸反应观察记录
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原料选择与产物纯度影响因素研究
原料选择
实验室制备硝酸时，原料亚硝酸钠的 纯度对产物纯度有重要影响；工业生 产中，氨气的纯度以及空气中氧气的 含量也会影响最终产物的纯度。
产物纯度影响因素
除了原料纯度外，反应温度、压力、 催化剂种类以及吸收条件等因素也会 对产物纯度产生影响。因此，在制备 过程中需要对这些因素进行严格控制 。
能与多种金属反应，生成相应的金属硝酸盐、氮氧化物和水。例如，与铜反应 时，生成硝酸铜、二氧化氮和水。
氧化还原反应中角色定位
氧化剂
硝酸在氧化还原反应中通常作为氧化 剂，其氮元素的化合价降低。
与其他物质反应
能与多种还原性物质反应，如与金属 、非金属、一些化合物等发生氧化还 原反应。例如，与碳反应时，生成二 氧化碳、二氧化氮和水。