氮的循环

《必修一》第3章
第二节氮的循环（第3课时）
【教学目标】
1. 知识技能：了解硝酸的物理性质，掌握硝酸的不稳定性和强氧化性等两大特性。

2.过程方法：
(1) 通过硝酸泄露事件的录像，培养学生观察、归纳的能力
(2) 通过实验探究，让学生掌握科学探究的过程与方法
(3) 通过改进实验，启发学生的创新思维
3.情感态度价值观：
(1) 通过硝酸泄露事件的录像，激发学生学习化学的兴趣
(2) 通过实验探究，培养学生严肃认真、实事求是的实验习惯和科学态度。

【教学重难点】
重点：掌握硝酸的的不稳定性和强氧化性两大特性
难点：硝酸与金属、非金属反应产物的判断
【学情分析】
(1) 已具备的知识：酸具有酸的通性、氧化还原反应规律
(2) 已具备的能力：学生已拥有一定分析问题的能力和类比的能力, 以及简单的实验操作能力
但是，学生还有很多的困惑，例如，实验室制氢气时为什么不能选用硝酸？虽然硝酸在初中化学中曾经介绍过，但作为硝酸的性质只是简单提及，学生对元素及其化合物的应用不够熟炼，对浓、稀硝酸的氧化性，以及反应产物判断很难掌握，通过本节课，解决以上疑难问题。

【教学方法】
针对本节课的特点，我采用学案导学，学生自学、互学、小组实验探究。

在教学重点突破上，采用小组分组实验，然后，让学习小组讨论，发言，最后由教师总结出硝酸的化学性质。

在教学
难点突破上，由教师做演示实验，例如：铜片、锌片与浓、稀硝酸的反应，总结出公式：金属+硝酸=硝酸盐+NO X+H2O。

然后，通过随堂练习对学生学习的情况进行检验。

【教学过程】
设计思路
新课程的教学关键，是教师应创设利于学生探索、求新的教学情境，为学生提供发现问题和探索规律的机会。

因此，本节课我先讲一个“二战中的故事”------玻尔巧藏诺贝尔奖章（丹麦科学家玻尔37岁时获得了1922年的诺贝尔奖。

二战期间，玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国，为了表示一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔奖章留在实验室。

玻尔把金奖章溶解在盛有王水的试剂瓶里。

后来，纳粹分子窜入玻尔实验室，那个试剂瓶就在他们的眼皮底下，他们却一无所知。

战争结束后，玻尔从王水中把金还原出来，并重新铸成奖章。

而玻尔配制王水的主要组成之一是“硝酸”），和某些心怀不轨的金匠用王水来偷金的故事，并设疑课后提问。

然后，通过硝酸泄露事件作为线索，让学生通过科学猜想、方案设计、方案实施、方案反思、实验改进，来体验探究学习的过程。

这不同于以往的边讲边实验的教学模式。

旧知识复习：引导学生复习氮的有关知识，并默写有关化学方程式。

新课引入：
（1）用ppt辅助讲解“二战中的故事”------玻尔巧藏诺贝尔奖章和某些心怀不轨的金匠用王水来偷金的故事，并设疑。

（2）展示盛有浓硝酸和稀硝酸的试剂瓶。

设计意图：激发学生学习。

【观看录像】：整理由录像中所得到的信息，结合阅读教材找学生归纳出硝酸的物理性质。

【板书】一、硝酸的物理性质：
纯硝酸无色，易挥发，有刺激性气味，熔沸点低，密度比水大。

硝酸能以任意比溶解于水；质量分数为69%的硝酸为浓硝酸；质量分数为95%以上的硝酸易挥发出硝酸蒸汽，产生“发烟”现象, 称为“发烟硝酸”。

设计意图：培养学生的观察能力、自学归纳能力和表达能力。

【学生实验】：用两个玻璃棒分别醮取浓硝酸和浓氨水，相互靠近观察现象，让学生回答看到的现象，说明硝酸具有什么样的物理性质和化学性质。

【板书】二、硝酸的化学性质：
1．硝酸的酸性
【分组实验】：
（1）与碱性物质的反应
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
（2）与某些盐反应：例如，硝酸与碳酸钠、碳酸氢钠反应等。

2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2↑+ H2O
（3）与某些金属氧化物反应
2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O
（4）稀硝酸和浓硝酸分别用酸碱指示剂进行检验；
浓硝酸可以使紫色石蕊试液变成无色(氧化漂白)；
稀硝酸则只能使紫色石蕊试液变红(酸性)，后褪色。

【小组讨论】稀硝酸能使紫色石蕊试液变红(酸性)，后褪色，说明硝酸具有强氧化性
【各小组代表发言交流】
【板书】2．硝酸的不稳定性
【展示图片】：前不久福州市鼓山附近，一存放硝酸的仓库突然腾起红棕色的“浓烟”，带着一股浓烈的刺激性气味，引起了附近许多居民的不良反应.
【提出问题】：思考：1、为什么有红棕色浓烟？
2、为什么消防官用水喷这些浓
烟？
【小组讨论】：硝酸易分解，硝酸易溶于水
【对比展示】：盛有浓硝酸和稀硝酸的试剂瓶。

思考：1、浓硝酸为什么常呈黄色？
2、如何保存硝酸？
【小组讨论】：硝酸受热或见光分解产生的红棕色二氧化氮气体溶于硝酸，而使硝酸呈黄色。

阴凉、避光（棕色试剂瓶）
【各小组代表发言交流】
设计意图：学会通过对比、迁移、质疑、阅读获取新知识，掌握“性质决定保存”的规律！
【理论探究】：硝酸的分解产物除了二氧化氮还有什么？引导他们从氧化还原反应的角度去分析，并由学生推导并完成化学反应方程式：
4HNO3 = 2H2O+4NO2↑+O2↑
设计意图：通过层层递进地提出问题，培养学生思维的严谨性和科学的推理能力
【板书】3、硝酸的强氧化性
采用实验探究方法：（科学猜想--方案设计—方案实施—方案反思—实验改进—实验小结）（1）．与活泼金属（铁）的反应
【学生实验】：铁片分别与稀硝酸、浓硝酸反应。

学生讨论总结推导，并完成化学反应方程式：
a.铁在浓硝酸中会“钝化”,常温不反应
b.足量铁和稀硝酸：3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
铁和足量的稀硝酸：Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
猜想：回顾图片，用槽罐车运输浓硝酸，你联想到了什么？
设计意图：培养学生的发散性思维。

【板书】（2）.与不活泼金属（铜）的反应
【学生实验】：铜片分别与稀硝酸、浓硝酸反应。

观察现象，填写下表：
实实验操作实实验现象结结论
铜与浓硝酸反应铜片，溶液变色，产
生色气体。

生成
有生成
浓硝酸表现性
铜与稀硝酸反应反应，溶液变色，产
生色气体。

有生成
有生成
稀硝酸表现性
对比浓、稀硝酸分别与铜反应的剧烈程度，说明性：浓硝酸稀硝酸（填＞、＜或＝）
方案反思：稀硝酸与铜反应中我们观察到有无色气体产生，产生的气体会不会是氢气呢？还有，浓硝酸和稀硝酸与铜反应的产物不同，分别是什么？怎样区分？
这时，我引导学生进行反思：那么该实验应如何改进才能确认究竟是氢气还是一氧化氮？接着我引导学生进行实验改进。

【改进实验】：用注射器代替试管（由教师做演示实验）然后，我们师生共同进行
实验小结：同是硝酸与铜的反应，但浓度不同产物就不一样。

并由学生推导并完成化学反应方程式：
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
设计意图：使学生的分组实验不仅仅停留在机械的动手、观察，还要让学生思考“我在做什么，为什么这样做，还能怎样做更好”，使学生的实验能力得到进一步提升！由实验装置的改进再改进，优中求优，启发学生的创新思维，增强环保意识。

分组讨论：金属与硝酸反应的产物？
[各小组代表发言交流]
公式———金属+硝酸==硝酸盐+NO X+H2O
【板书】（3）浓硝酸与非金属碳的反应
学生讨论：猜想产物是什么？硝酸在反应中表现了什么性质？并写出化学方程式。

C+4HNO3 = 2H2O+4NO2↑+CO2↑
【板书】（4）硝酸与Fe2+、S2-、I-、SO32-等一些还原性物质反应
设疑提问：往硝酸亚铁溶液中加入盐酸
先让学生猜想现象，让学生分组发言，并探究溶液颜色发生变化的原因。

规律总结：NO3-很稳定，在中性和碱性溶液中几乎与所有的离子能共存，但在酸性溶液中,NO3-/H+具有了强氧化性，与Fe2+、SO32-等不能共存!
[表达与交流]
[评价与概括]
【小结】：
一、硝酸的物理性质：
纯硝酸无色，易挥发，有刺激性气味，熔沸点低，密度比水大。

二、硝酸的化学性质：
1．硝酸具有酸的通性
2．硝酸的不稳定性
3、硝酸的强氧化性
（1）与活泼金属（铁）的反应
（2）与不活泼金属（铜）的反应
（3）浓硝酸与非金属碳的反应
（4）硝酸与Fe2+、S2-、I-、SO32-等一些还原性物质反应
【巩固检测】
一、基础题：当堂反馈学生掌握情况
1.在铜下稀HNO3的反应中，若有1mol HNO3被还原，则被氧化的铜的物质的量为
A、8/3mol
B、3/8mol
C、3mol
D、3/2mol
2、浓硝酸与下列物质反应时，硝酸即表现也氧化性，又表现出酸性的是
A、Cu(OH)2
B、Cu
C、木炭
D、FeO
3、可以不用棕色瓶保存的试剂是
A、氨水
B、氯水
C、浓硝酸
D、氯化银
4、将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是
A、H2SO4
B、氯水
C、Zn(NO3)2
D、CuCl2
5、将17.6g FeS 跟足量的浓硝酸反应，生成Fe(NO3)2H2SO4NO2H2O，在参加反应的硝酸中没有被氧化的硝酸为
A、25.2g
B、37.8g
C、0.4mol
D、0.6mol
6、在反应5NH4NO3 =4N2↑+2HNO3+9H2O 中，发生氧化反应的氮元素与发生还原反应的氮元素的物质的量之比为
A、3：5
B、5：3
C、5：4
D、4：5
二、提升题：加深学生对硝酸强氧化性的理解，将学生易混淆的问题提出，使学生掌握的知识更准确，更深入。

7、25.6mg铜与1.410-3mol的浓硝酸恰好反应，反应完毕后，收集到的气体在标准状况下的体积为
A、13.44ml
B、15.68ml
C、7.84ml
D、17.92ml
8、含有ng硝酸的稀硝酸mg铁粉恰好完全反应，生成NO气体。

若已知反应中有n/4硝酸被
还原，则n:m不可能是
A、3：1
B、3：2
C、4：1
D、9：2
9. 足量的Cu中加入少量的浓硝酸,可能会发生什么反应?反应停止后,如果在溶液中再加入足量盐酸会出现什么情况?
10．下列反应中硝酸只起氧化作用的是：书写一部分化学方程式
设计意图：当堂反馈学生掌握情况，将学生易混淆的问题提出，使学生掌握的知识更准确，更深入
【课堂评析】
在第二章中已经学习过电解质，氧化还原反应知识，并且，学生已经掌握硝酸具有酸的通性，从教材结构上看，本节内容安排在第三章，就是对这些知识的巩固运用，它所涉及到的一些较复杂的化学方程式，为巩固氧化还原反应理论知识能起到更好的作用。

而硝酸属于三大强酸之一，又具有强氧化性，在无机化学和有机化学中都有较广泛的应用。

因此，通过本节课的实验探究，既能联系前面已学过的知识，又能为后面的学习提供方法，作好铺垫，从而学会全面的看待问题，更深层次的掌握知识。

在反馈练习中第2题和第7题是考察硝酸的作用，尤其是显酸性和做氧化剂，很多题目都会涉及这类知识。

需要学生学好氧化还原反应，分清楚化合价变化的元素有几个。

本节课尽力做到基本内容在课上完成，做到课堂效率较高，学生的学习兴趣被激发。

需要改进
的方面是，尽量使实验的时间再缩短，争取更多学生思考、讨论的时间。