人教版 (2019)必修 第二冊(cè)第二節(jié) 氮及其化合物優(yōu)質(zhì)教案及反思

這是一份人教版 (2019)必修 第二冊(cè)第二節(jié) 氮及其化合物優(yōu)質(zhì)教案及反思，共17頁(yè)。教案主要包含了硝酸，課后鞏固等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第三課時(shí) 硝酸 酸雨及防治
課題： 5.2.3 硝酸 酸雨及防治
課時(shí)
1
授課年級(jí)
高一
課標(biāo)要求
結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解氮及其重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)金屬、非金屬及其化合物的多樣性，了解通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要價(jià)值。
教材
分析
本節(jié)是人教版（2019版）必修第二冊(cè)第五章第二節(jié)氮及其化合物的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容主要包括：氮及氮的固定、一氧化氮和二氧化氮、氨和銨鹽、硝酸、酸雨及其防治。教材編排思路與上一節(jié)相似，首先介紹氮元素在元素周期表中的位置、氮的原子結(jié)構(gòu)知識(shí)，應(yīng)用前一節(jié)掌握的研究非金屬單質(zhì)性質(zhì)的基本思路預(yù)測(cè)氮的化學(xué)性質(zhì)，滲透條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，引出自然界中氮循環(huán)及氮的固定對(duì)人類生存的重要意義。之后，根據(jù)物質(zhì)類別研究氮的化合物，包括一氧化氮、二氧化氮、硝酸、氨和銨鹽的化學(xué)性質(zhì)。以工業(yè)合成氨、工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)原理為載體，應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)含氮化合物的轉(zhuǎn)化，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到從一種原料轉(zhuǎn)化成多種產(chǎn)品，路徑之一是通過(guò)氧化還原反應(yīng)改變主要元素的化合價(jià)，提升“變化觀念”等學(xué)科核心素養(yǎng)。教材設(shè)置銨根離子的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室制取氨的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生根據(jù)氨、銨根離子的性質(zhì)和反應(yīng)，選擇合適的試劑，設(shè)計(jì)檢驗(yàn)或者制取物質(zhì)的方案，提升其科學(xué)探究的能力。最后，教材編入“酸雨及其防治”內(nèi)容以及“測(cè)定雨水的pH”的研究與實(shí)踐活動(dòng)，綜合運(yùn)用硫和氮及其化合物的相關(guān)知識(shí)，尋求證據(jù)參與社會(huì)性議題的討論，分析硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)對(duì)社會(huì)發(fā)展的價(jià)值和對(duì)環(huán)境的影響，有意識(shí)地滲透資源合理利用和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。
本節(jié)教學(xué)情景素材非常豐富，如：“雷雨發(fā)莊稼”；氮的循環(huán)與氮的固定；工業(yè)合成氨、工業(yè)制硫酸（或硝酸）；氮肥的生產(chǎn)與合理使用；氯氣、氨氣等泄漏的處理；酸雨的成因與防治；汽車尾氣的處理等。教學(xué)內(nèi)容共安排三個(gè)課時(shí)：第一課時(shí)為氮?dú)馀c氮的固定，一氧化氮和二氧化氮，第二課時(shí)為氨和銨鹽，第三課時(shí)為硝酸和酸雨及防治。
本課時(shí)為第三課時(shí)的內(nèi)容，主要包括硝酸和酸雨及防治兩部分。硝酸的主要包括 硝酸的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途等知識(shí)。其中硝酸的強(qiáng)氧化性既時(shí)本課時(shí)的教學(xué)難點(diǎn)，也時(shí)本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)，教學(xué)時(shí)可通過(guò)濃硝酸、濃硫酸分別與銅發(fā)生反應(yīng)的比較加深理解，幫助記憶，突破難點(diǎn)。最后教材通過(guò)二氧化硫和二氧化氮對(duì)大氣的污染，給自然環(huán)境、人類的正常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的危害，介紹了酸雨的定義、形成及防治環(huán)境污染的方法等知識(shí)，通過(guò)“研究與實(shí)踐”欄目介紹了酸雨的測(cè)定方法等。
教學(xué)目標(biāo)
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、討論交流，了解硝酸的主要性質(zhì)—酸性、不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性，并能從氧化還原反應(yīng)角度分析反應(yīng)原理，認(rèn)識(shí)硝酸濃度不同其氧化性強(qiáng)弱不同、還原產(chǎn)物不同，知道硝酸是重要的化工原料。
2.通過(guò)閱讀思考、查閱資料，從含氮物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化的視角，了解酸雨的概念，知道酸雨形成的主要原因是二氧化氮和二氧化硫進(jìn)入大氣，酸雨會(huì)嚴(yán)重危害環(huán)境及防治方法，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。
教學(xué)重、難點(diǎn)
重點(diǎn)：硝酸的不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性
難點(diǎn)：硝酸的強(qiáng)氧化性原理及應(yīng)用
核心素養(yǎng)
科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：通過(guò)對(duì)濃、稀硝酸與銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究，強(qiáng)化學(xué)生能對(duì)觀察記錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得結(jié)論，通過(guò)交流實(shí)驗(yàn)探究的成果，提出進(jìn) 一步探究或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)想，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過(guò)學(xué)習(xí)硝酸的性質(zhì)及原子守恒法、電子守恒法的分析應(yīng)用，認(rèn)識(shí)硝酸的強(qiáng)氧化性與濃度、反應(yīng)條件、反應(yīng)速率、還原產(chǎn)物等的關(guān)系，促進(jìn)知識(shí)的系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化，初步形成氮及其化合物的轉(zhuǎn)化認(rèn)知模型。
科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：通過(guò)學(xué)習(xí)酸雨的形成原因和防治，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，認(rèn)識(shí)環(huán)境保護(hù)和資源合理開(kāi)發(fā)的重要性，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，勇于承擔(dān)責(zé)任，積極參與有關(guān)化學(xué)問(wèn)題的社會(huì)決策。
學(xué)情分析
硝酸已熟悉酸的通性，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，部分含氮物質(zhì)（如單質(zhì)、氧化物、氫化物、銨鹽等）的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系，有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)探究能力。但對(duì)氮及其化合物的認(rèn)識(shí)還缺乏系統(tǒng)性和規(guī)律性，對(duì)硝酸強(qiáng)氧化性的原理分析及應(yīng)用可能存在一定困難。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
環(huán)節(jié)一、
情景導(dǎo)入
生活情境
【回顧1】氮元素有多種價(jià)態(tài)，每種價(jià)態(tài)可對(duì)應(yīng)一種混合物，請(qǐng)完成下表內(nèi)容。
【教師】投影表格，引導(dǎo)分析。
【學(xué)生】完成表格內(nèi)容，展示交流：
氮的價(jià)態(tài)
-3
0
+1
+2
+3
+4
+5
物質(zhì)舉例
NH3
N2
N2O
NO
N2O3
NO2、N2O4
N2O5
性質(zhì)特征
唯一堿性氣體
穩(wěn)定
笑氣、可溶、不反應(yīng)、有毒
無(wú)色、不溶、有毒
酸酐、可溶、有毒
棕紅及無(wú)色，可轉(zhuǎn)化、有毒
酸酐、可溶、有毒
【教師】評(píng)價(jià)、肯定。
【回顧2】硝酸（HNO3）是一種常見(jiàn)的一元強(qiáng)酸，具有酸的通性，請(qǐng)舉例說(shuō)明。
【學(xué)生1】交流、板書(shū)：與弱堿（如氫氧化銅）發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
2H++Cu(OH)2==Cu2++2H2O ；
【學(xué)生2】交流：與堿性氧化物（如氧化鈉）反應(yīng)的離子方程式為
2H++Na2O==2Na++H2O ；
【學(xué)生3】交流：與弱酸強(qiáng)堿鹽（如碳酸鈣）反應(yīng)：CaCO3+2H+==Ca(NO3)2+CO2↑+H2O等。
【教師】評(píng)價(jià)、補(bǔ)充。
【預(yù)習(xí)1】如何證明硝酸具有強(qiáng)氧化性，請(qǐng)舉例說(shuō)明。
【學(xué)生】濃、稀硝酸都具有強(qiáng)氧化性 ，能與不活潑金屬銅發(fā)生反應(yīng)，但還原產(chǎn)物不同，一般情況下濃硝酸還原產(chǎn)物為NO2 ，稀硝酸還原為NO。反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為 Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 。
【預(yù)習(xí)2】硝酸與金屬反應(yīng)的特點(diǎn)和規(guī)律是什么？
【學(xué)生1】除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O；
【學(xué)生2】活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2，硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同；
eq \x(還原產(chǎn)物)eq \a\vs4\al(\(——→,\s\up11(濃硝酸),\s\d4( )))NO2eq \a\vs4\al(\(——→,\s\up11(極稀硝酸),\s\d4( )))N2O、N2、NH4NO3等eq \a\vs4\al(\(——→,\s\up11(稀硝酸),\s\d4( )))NO
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào)：常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化，加熱時(shí)反應(yīng)。
【導(dǎo)入】2023年2月14日，美國(guó)亞利桑那州圖森市高速公路一卡車側(cè)翻，引發(fā)危險(xiǎn)物質(zhì)硝酸泄漏，產(chǎn)生大量紅棕色煙霧，現(xiàn)場(chǎng)可聞到刺鼻的氣味。消防人員運(yùn)來(lái)純堿進(jìn)行處理，以防止其擴(kuò)散造成更大危害。（見(jiàn)PPT視頻）

回顧舊知，預(yù)習(xí)新知，創(chuàng)設(shè)真實(shí)生活情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探究的欲望。
環(huán)節(jié)二、硝酸
氧
活動(dòng)一、硝酸的性質(zhì)
【過(guò)渡】硝酸是中學(xué)常見(jiàn)三大強(qiáng)酸之一，除具有酸的通性外，還具有一些特殊的性質(zhì)。
【問(wèn)題1】觀察濃、稀HNO3樣品，閱讀教材P15頁(yè)內(nèi)容，思考總結(jié)硝酸具有哪些物理性質(zhì)？
【教師】展示硝酸樣品，打開(kāi)瓶塞，引導(dǎo)觀察。
【學(xué)生】純硝酸是無(wú)色（久置可能呈黃色）、易揮發(fā)（沸點(diǎn)83℃）、有刺激性氣味的液體，密度比水大，能以任意比溶解于水。。
【學(xué)生2】一元強(qiáng)酸，具有腐蝕性，使用時(shí)須注意防護(hù)何通風(fēng)。
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào)：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%的硝酸為濃硝酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的硝酸為發(fā)煙硝酸。因此濃硝酸為混合物。
【問(wèn)題2】討論：閱讀教材P15頁(yè)內(nèi)容，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，思考硝酸具有哪些化學(xué)性質(zhì)？
【學(xué)生】板書(shū)、交流：酸的通性：HNO3===H＋ + NO3― 。如與堿(如NaOH)反應(yīng)：H＋＋OH－===H2O；與堿性氧化物(如Na2O)反應(yīng)：2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O；與弱酸鹽(如CaCO3)：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
【教師】評(píng)價(jià)、追問(wèn)：久置的硝酸為什么呈黃色？濃硝酸應(yīng)如何保存？
【學(xué)生1】濃硝酸具有不穩(wěn)定性，見(jiàn)光或受熱易分解：4HNO3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
生成的紅棕色氣體NO2溶于濃硝酸使?jié)庀跛岢庶S色。
【學(xué)生2】實(shí)驗(yàn)室常將濃硝酸保存在棕色細(xì)口試劑瓶中，并放置在
陰涼處。
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào)：我們學(xué)過(guò)的氯水以及常見(jiàn)的AgNO3、AgCl等均用棕色試劑瓶保存，它們的共同特點(diǎn)是見(jiàn)光易分解，因此，我們可推測(cè)HNO3具有不穩(wěn)定性。
【教師】追問(wèn)：除上述性質(zhì)外，硝酸還具有哪些性質(zhì)呢？
【學(xué)生】強(qiáng)氧化性:如濃硝酸、稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；與非金屬(碳)的反應(yīng)：C＋4HNO3(濃)eq \(====,\s\up6(Δ))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
【對(duì)應(yīng)練習(xí)1】下列關(guān)于硝酸的說(shuō)法不正確的是( )
A．濃硝酸是一種易揮發(fā)的液體混合物
B．濃硝酸在空氣中敞口放置，因吸收水蒸氣而濃度減小
C．濃硝酸不穩(wěn)定，易分解生成二氧化氮、氧氣和水
D．常溫下，濃硝酸常保存在棕色試劑瓶中
【答案】B
【解析】濃硝酸是一種易揮發(fā)的液體混合物，在空氣中敞口放置，其濃度會(huì)不斷減??；濃硝酸不具有吸水性，濃硝酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解生成二氧化氮、氧氣和水，所以濃硝酸常保存在棕色試劑瓶中。
【對(duì)應(yīng)練習(xí)1】下列反應(yīng)中硝酸既能表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是（ ）
A．能使紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色
B．與銅反應(yīng)放出一氧化氮?dú)怏w，生成硝酸銅
C．與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，生成硝酸鈉
D．與單質(zhì)硫混合共熱時(shí)生成硫酸和二氧化氮
【答案】B
【解析】A．硝酸使紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色，只表現(xiàn)酸性，A不符合題意；B．硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，既表現(xiàn)其強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)其酸性，B符合題意；C．與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，表現(xiàn)的是硝酸的酸性，C不符合題意；D．硝酸與單質(zhì)硫混合共熱時(shí)生成硫酸和二氧化氮，表現(xiàn)的是硝酸的強(qiáng)氧化性，D不符合題意；綜上所述答案為B。
在教師的引導(dǎo)下認(rèn)識(shí)硝酸的物理性質(zhì)。
聯(lián)系酸的通性，推測(cè)硝酸的性質(zhì)，培養(yǎng)證據(jù)推理于模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。
檢測(cè)與評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，調(diào)控課堂，提高教學(xué)的實(shí)效性。
活動(dòng)二、探究硝酸的強(qiáng)氧化性
【過(guò)渡】通過(guò)上面的學(xué)習(xí)我們初步了解濃硝酸液具有強(qiáng)氧化性，那么硝酸的強(qiáng)氧化性與濃硫酸的強(qiáng)氧化性有什么不同呢？
【問(wèn)題1】實(shí)驗(yàn)探究：根據(jù)教材P15頁(yè)【實(shí)驗(yàn)-5-8】（或?qū)嶒?yàn)視頻），觀察濃HNO3、稀HNO3和Cu的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并分析其原理，填寫表格內(nèi)容。
【教師】演示【實(shí)驗(yàn)-5-8】或播放實(shí)驗(yàn)視頻，投影表格。
【學(xué)生】觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填寫表格內(nèi)容，展示交流：
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)裝置
稀HNO3
與Cu
反應(yīng)較慢，產(chǎn)生無(wú)色氣體，瓶口變成棕紅色，生成藍(lán)色溶液
3Cu+8H++2NO3-==3Cu2++2NO↑+4H2O
稀硝酸具有強(qiáng)氧化性
濃HNO3
與Cu
劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生棕紅色氣體，生成藍(lán)色溶液
Cu+4H++2NO3-==Cu2++2NO2↑+2H2O
濃硝酸具有強(qiáng)氧化性
【教師】評(píng)價(jià)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：在兩支試管中各取5ml濃硝酸和稀硝酸，再分別滴入兩滴石蕊溶液，會(huì)觀察到稀硝酸中加入紫色石蕊試液變紅，濃硝酸中加入紫色石蕊試液先變紅后褪色（微熱），說(shuō)明濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸。濃度越大氧化性越強(qiáng)。
【教師】講解、板書(shū)：濃硝酸與C、S、P等非金屬單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生反應(yīng):C + 4HNO3 (濃)eq \(====,\s\up6(Δ))2H2O +4NO2 ↑+CO2 ↑、S+6HNO3(濃)eq \(====,\s\up6(Δ))H2SO4 +6NO2 ↑+2H2O、P+ 5HNO3(濃)eq \(====,\s\up6(Δ))H3PO4 +5NO2 ↑+H2O 。
【問(wèn)題2】探究1：濃硝酸的氧化性很強(qiáng)，為什么運(yùn)輸濃硝酸時(shí)還是用鐵罐車和鋁槽車運(yùn)輸？
【學(xué)生】有些金屬如鐵、鋁等雖然能與稀硝酸或稀硫酸反應(yīng)，但在常溫下卻可以用鐵或鋁制容器來(lái)盛裝濃硝酸或濃硫酸。這是因?yàn)槌叵?，鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸氧化，生成了一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)（又叫鈍化）。
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào)：鈍化不是沒(méi)有反應(yīng)，二是反應(yīng)很快停止。且當(dāng)加熱時(shí)，鐵、鋁會(huì)與濃硝酸或濃硫酸發(fā)生反應(yīng)。
【問(wèn)題2】探究2：結(jié)合P教材102頁(yè)“資料卡片”，回答“王水”的組成及性質(zhì)，歸納總結(jié)硝酸與金屬反應(yīng)的特點(diǎn)和規(guī)律是什么？
【學(xué)生1】濃硝酸和濃鹽酸按1：3的體積比配制成的的混和溶液叫“王水”。王水的氧化能力比硝酸強(qiáng)，不溶于硝酸的金（Au）和鉑（Pt），可以溶解在王水中。
【學(xué)生2】除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O；
【學(xué)生3】活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2，硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同。且濃硝酸一般還原產(chǎn)物為NO2，稀硝酸一般還原產(chǎn)物為NO，極稀硝酸可為N2O、N2、NH4NO3等。
【學(xué)生4】常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化，加熱時(shí)反應(yīng)。
【教師】評(píng)價(jià)、追問(wèn)：與銅反應(yīng)時(shí)，硝酸和硫酸有何不同？
【學(xué)生1】濃、稀硝酸均具有強(qiáng)氧化性，而濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，稀硫酸不具有強(qiáng)氧化性。
【學(xué)生2】不管是濃硝酸還是稀硝酸與銅反應(yīng)均不需要加熱，而濃硫酸與銅反應(yīng)需要加熱，稀硫酸與銅不反應(yīng)。
【問(wèn)題2】探究3：少量鐵粉或過(guò)量鐵粉與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？并寫出化學(xué)方程式。
【學(xué)生】稀硝酸也具有強(qiáng)氧化性，只能將Fe氧化成Fe3+，但若鐵粉過(guò)量，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Fe+2Fe3+==3Fe2+，所以少量鐵粉或過(guò)量鐵粉與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：Fe（少）+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O、3Fe（多）+8HNO3(稀)==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào)：NO3―在酸性條件下，就相當(dāng)于硝酸溶液，具有強(qiáng)氧化性，因此，在強(qiáng)酸性條件下NO3―與Fe2+不能大量共存，而在弱酸性或堿性條件下NO3―與Fe2+就可以大量共存。
【問(wèn)題3】閱讀教材P16頁(yè)“思考與討論”內(nèi)容，回答硝酸有哪些用途？工業(yè)上如何制硝酸？
【學(xué)生】硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等。
【教師】評(píng)價(jià)、投影工業(yè)制硝酸流程：
化學(xué)方程式：N2＋3H22NH3，N2發(fā)生還原反應(yīng)。
4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up11(催化劑),\s\d4(△))4NO＋6H2O，NH3發(fā)生氧化反應(yīng)。
2NO＋O2===2NO2，NO發(fā)生氧化反應(yīng)。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既發(fā)生氧化反應(yīng)，又發(fā)生還原反應(yīng)。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】硝酸與銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列有關(guān)敘述不正確的是（ ）
A．濃硝酸呈黃色是因溶有其分解產(chǎn)生的
B．用稀硝酸實(shí)驗(yàn)時(shí)試管上方氣體略有紅棕色
C．用濃硝酸實(shí)驗(yàn)時(shí)溶液呈綠色是因溶有
D．反應(yīng)中濃硝酸較稀硝酸反應(yīng)更劇烈、氧化性更強(qiáng)
【答案】C
【解析】A．濃硝酸不穩(wěn)定，容易分解，分解產(chǎn)生的NO2溶解在濃硝酸中使?jié)庀跛岢庶S色，故A正確；B．稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO，但試管有空氣，生成的NO與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2，使得試管上方氣體略有紅棕色，故B正確；C．濃硝酸與銅劇烈反應(yīng)生成硝酸銅，使溶液呈綠色，故C錯(cuò)誤；D．硝酸的濃度越大，氧化性越強(qiáng)，與銅反應(yīng)越劇烈，故D正確；故選C。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】工業(yè)上制硝酸的原理是將氨經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)得到硝酸,如圖所示:
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.過(guò)程①屬于氮的固定
B.氮?dú)庠谧懔垦鯕庵幸部梢酝ㄟ^(guò)一步反應(yīng)生成NO2
C.過(guò)程④反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2
D.常溫下可用鐵質(zhì)容器儲(chǔ)存濃硝酸
【答案】B
【解析】過(guò)程①是氮?dú)夂蜌錃飧邷?、高壓、催化劑作用下反?yīng)生成氨氣,屬于氮的固定,故A正確;氮?dú)庠谧懔垦鯕庵锌梢酝ㄟ^(guò)一步反應(yīng)生成NO,不能生成NO2,故B錯(cuò)誤; 過(guò)程④3NO2+H2O===2HNO3+NO,反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,故C正確;鐵在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化,金屬表面生成一層致密氧化物薄膜,阻止內(nèi)部反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,常溫下可用鐵質(zhì)容器儲(chǔ)存濃硝酸,故D正確。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究理解硝酸強(qiáng)氧化性的本質(zhì)及規(guī)律，突破教學(xué)難點(diǎn)，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)核心素養(yǎng)。
創(chuàng)設(shè)探究問(wèn)題情境，利用對(duì)比分析方法，促進(jìn)深度理解，促進(jìn)知識(shí)的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。
學(xué)以致用，了解硝酸的用途及工業(yè)制法，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。
檢測(cè)與評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，調(diào)控課堂，提高教學(xué)的實(shí)效性。
環(huán)節(jié)三、
酸雨及防治
活
活活動(dòng)一、酸雨的形成
【過(guò)渡】酸雨對(duì)環(huán)境危害巨大，如何防治酸雨，保護(hù)人類美好的家園是我們每個(gè)人義不容辭的責(zé)任。
【問(wèn)題1】討論：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，思考氮和硫的氧化物的主要來(lái)源是什么？
【學(xué)生1】煤、石油和某些金屬礦物中含有硫，在燃燒或冶煉時(shí)往往會(huì)生成二氧化硫（見(jiàn)PPT視頻）。
【學(xué)生2】在機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫條件會(huì)使空氣中的氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)，生成氮氧化物。
【學(xué)生3】氮和硫的氧化物會(huì)引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人死亡。
【教師】評(píng)價(jià)、投影展示酸雨的危害素材（見(jiàn)PPT）
【問(wèn)題2】觀察教材P16頁(yè)圖5-51，思考酸雨的定義、形成原因及類型分別是什么？
【教師】投影圖片、引導(dǎo)分析。
【學(xué)生1】定義：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。
【學(xué)生2】成因：二氧化硫、氮氧化物以及它們?cè)诖髿庵邪l(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會(huì)形成酸雨。
【教師】投影硫酸型酸雨：
【學(xué)生】板書(shū)：S→SO2→SO3→H2SO4：
【教師】投影硝酸型酸雨：NO2→HNO3：汽車尾氣→NOeq \(――→,\s\up11(O2),\s\d4(①))NO2eq \(――→,\s\up11(雨水),\s\d4(②))HNO3
【對(duì)應(yīng)練習(xí)1】下列關(guān)于氮及其化合物的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. N2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是因?yàn)榉肿觾?nèi)氮氮三鍵很強(qiáng)
B. NO、NO2均為大氣污染氣體，在大氣中可穩(wěn)定存在
C. 可用濃鹽酸檢測(cè)輸送NH3的管道是否發(fā)生泄漏
D. HNO3具有強(qiáng)氧化性，可溶解銅、銀等不活潑金屬
【答案】B
【解析】A.N2分子中存在氮氮三鍵，氮氮三鍵很強(qiáng)不易斷裂，N2化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，故A正確；B.NO、NO2均為大氣污染氣體，其中NO遇氧氣可以與之反應(yīng)生成NO2，故B錯(cuò)誤；C.濃鹽酸易揮發(fā)，與氨氣反應(yīng)生成氯化銨，可以看到白煙，可用濃鹽酸檢測(cè)輸送NH3的管道是否發(fā)生泄漏，故C正確；D.HNO3具有強(qiáng)氧化性，可以與銅和銀反應(yīng)，能溶解銅、銀等不活潑金屬，故D正確。
【對(duì)應(yīng)練習(xí)2】酸雨被稱為“天堂的眼淚”，會(huì)造成水土酸性化、建筑物加速腐蝕等危害。下列說(shuō)法正確的是( )
A．酸雨不會(huì)對(duì)動(dòng)植物產(chǎn)生任何影響
B．使用新型能源不會(huì)對(duì)酸雨的防治產(chǎn)生效果
C．酸雨指的是pH小于7的雨水
D．NO2和SO2的過(guò)度排放是形成酸雨的主要原因
【答案】D
【解析】A．酸雨中含有硫酸和硝酸，因此酸雨會(huì)造成水土酸性化、建筑物加速腐蝕、污染水源，危害人體健康，使農(nóng)作物和植物的生長(zhǎng)遭到破壞，故A錯(cuò)誤；B．使用新型能源，可以減少污染物的排放，有利于酸雨的防治，故B錯(cuò)誤；C．pH小于5.6的雨水為酸雨，故C錯(cuò)誤；D．人類超量排放的NO2和SO2，是形成酸雨的主要原因，故D正確；故選D。
了解氮、硫及其化合物與酸雨的關(guān)系。
進(jìn)一步了解酸雨的概念及形成原因，為制定酸雨的防治方法提供依據(jù)。
檢測(cè)與評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，調(diào)控課堂，提高教學(xué)的實(shí)效性。
活
活活動(dòng)二、酸雨的危害及防治
【過(guò)渡】正常雨水由于溶解了CO2，其pH約為5.6，而酸雨的pH小于5.6，酸雨對(duì)人類生產(chǎn)、生活會(huì)造成很多危害。
【問(wèn)題1】閱讀教材P16頁(yè)有關(guān)內(nèi)容，回答酸雨有哪些危害？
【學(xué)生1】對(duì)人體的直接危害首先是它的刺激性，其次是它會(huì)形成硫酸霧和硫酸鹽霧，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水腫等疾病而使人致死。
【學(xué)生2】引起河流、湖泊的水體酸化，嚴(yán)重影響水生動(dòng)物生長(zhǎng)。
【學(xué)生3】破壞土壤、植被、森林。
【學(xué)生4】腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料等。
【學(xué)生5】滲入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中鋁、銅、鋅、鎘等對(duì)人體有害金屬元素的含量會(huì)偏高。（圖片見(jiàn)PPT）
【教師】評(píng)價(jià)、補(bǔ)充。
【問(wèn)題2】討論：結(jié)合教材P17頁(yè)“研究與實(shí)踐”欄目，回答如何測(cè)定雨水的pH及防治酸雨？
【教師】設(shè)問(wèn)：雨水的pH測(cè)定方法是什么？
【學(xué)生1】下雨時(shí)用容器直接收集一些雨水作為樣品，靜置，以蒸餾水或自來(lái)水作為參照，觀察并比較它們的外觀；
【學(xué)生2】用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)量雨水和蒸餾水的酸度并記錄；
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào)：有條件的話，可連續(xù)取樣并測(cè)定一段時(shí)間（如一周）內(nèi)本地雨水、地表水或自來(lái)水的pH，將得到的數(shù)據(jù)列表或作圖，確定你所在地區(qū)本時(shí)間段內(nèi)雨水等的平均酸度。
【教師】設(shè)問(wèn)：有哪些防治酸雨的方法？
【學(xué)生1】調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，積極開(kāi)發(fā)新能源。
【學(xué)生2】對(duì)煤（其中含硫?yàn)?.3%-5%)進(jìn)行處理，如選洗加工、綜合開(kāi)發(fā)、在煤中加入適量的生石灰、對(duì)排放的煙進(jìn)行處理等。
【學(xué)生3】種植能夠吸收SO2的有關(guān)樹(shù)木(如臭椿、垂柳、柳杉）等。
【學(xué)生4】加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理。
【學(xué)生5】改進(jìn)汽車尾氣的處理技術(shù)，控制尾氣排放。
【教師】評(píng)價(jià)、
【對(duì)應(yīng)練習(xí)1】目前，汽車尾氣系統(tǒng)中均安裝了催化轉(zhuǎn)化器(含有催化劑)，在催化劑作用下，尾氣中CO和NO發(fā)生反應(yīng)，其微觀過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．CO和NO在催化劑表面反應(yīng)過(guò)程的順序?yàn)棰佗冖邰堍?br>B．該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)
C．反應(yīng)中CO和NO的物質(zhì)的量比為1∶1
D．反應(yīng)前后涉及3種氧化物
【答案】A
【解析】A項(xiàng)，在催化劑表面反應(yīng)過(guò)程中，一氧化碳和一氧化氮混合③，然后被吸附到催化劑表面②，再分解成碳原子、氮原子、氧原子①，接著反應(yīng)生成二氧化碳和氮?dú)猗埽詈笤倜撾x催化劑表面⑤，即反應(yīng)過(guò)程的順序是③②①④⑤，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該反應(yīng)過(guò)程有元素化合價(jià)變化，屬于氧化還原反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，2CO＋2NOeq \(=====,\s\up11(催化劑),\s\d4())2CO2＋N2，反應(yīng)中CO和NO的物質(zhì)的量之比為1∶1，正確；D項(xiàng)，反應(yīng)前后涉及一氧化碳、一氧化氮和二氧化碳三種氧化物，正確。
【對(duì)應(yīng)練習(xí)2】研究表明氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如圖所示)。下列敘述正確的是（ ）
A．圖中涉及的物質(zhì)都是電解質(zhì)
B．霧和霾的分散劑相同
C．圖中涉及的無(wú)機(jī)化合物在一定條件下具有氧化性
D．NH3是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑
【答案】BC
【解析】A．氮氧化合物、二氧化硫和三氧化硫等是非電解質(zhì)，不屬于電解質(zhì)，A錯(cuò)誤；B．霧的分散劑是空氣，分散質(zhì)是水。霾的分散劑是空氣，分散質(zhì)固體顆粒，因此霧和霾的分散劑相同，B正確；C．氮氧化物、硝酸以及濃硫酸等均具有氧化性，所以圖中涉及的無(wú)機(jī)化合物在一定條件下具有氧化性，C正確；D．NH3作為反應(yīng)物參加反應(yīng)轉(zhuǎn)化為銨鹽，因此氨氣不是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑，D錯(cuò)誤；答案選BC。
了解酸雨的危害，拓展學(xué)生知識(shí)面，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題。
認(rèn)識(shí)環(huán)境保護(hù)和資源合理開(kāi)發(fā)的重要性，深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系，培養(yǎng)勇于承擔(dān)責(zé)任，積極參與有關(guān)化學(xué)問(wèn)題的社會(huì)決策的責(zé)任意識(shí)。
檢測(cè)與評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，調(diào)控課堂，提高教學(xué)的實(shí)效性。
環(huán)節(jié)四、課后鞏固
作業(yè)設(shè)計(jì)
1．（易）教材作業(yè)：P18頁(yè)練習(xí)5、6、7、8
2．（易）硝酸被稱為“國(guó)防工業(yè)之母”是因?yàn)樗侵迫≌ㄋ幍闹匾稀Ｏ铝袑?shí)驗(yàn)事實(shí)與硝酸性質(zhì)不相對(duì)應(yīng)的一組是( )
A．濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強(qiáng)氧化性
B．不能用稀硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣——強(qiáng)氧化性
C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性
D．能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去——強(qiáng)氧化性
【答案】D
【解析】D項(xiàng)中“滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去”，其褪色的原因可能是因?yàn)橄跛岬膹?qiáng)氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，究竟是哪個(gè)原因，還需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，D項(xiàng)不準(zhǔn)確。
3．（易）下列關(guān)于硝酸的說(shuō)法中正確的是（ ）
A．硝酸和活潑金屬反應(yīng)生成氫氣和相應(yīng)的硝酸鹽
B．硝酸的濃度越大，其氧化性越強(qiáng)
C．稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水
D．王水是濃硝酸和濃鹽酸體積比為3∶1的混合物，能溶解金和鉑
【答案】B
【解析】A．硝酸和活潑金屬反應(yīng)生成一氧化氮或二氧化氮?dú)怏w和相應(yīng)的硝酸鹽，A錯(cuò)誤；B．硝酸的濃度越大，其氧化性越強(qiáng)，B正確；C．稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)3和水，C錯(cuò)誤；D．王水是濃硝酸和濃鹽酸體積比為1∶3的混合物，能溶解金和鉑，D錯(cuò)誤；故選B。
4．（中）在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
步驟
現(xiàn)象
Fe表面產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡，液面上方變?yōu)榧t棕色
Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后，迅速停止
下列說(shuō)法中不正確的是( )
A．Ⅰ中氣體有無(wú)色變紅棕色的化學(xué)方程式為2NO＋O2===2NO2
B．Ⅱ中的現(xiàn)象說(shuō)明Fe表面形成致密的氧化層，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)
C．對(duì)比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象，說(shuō)明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3
D．紅棕色氣體的成分是NO2
【答案】C
【解析】Ⅰ中由于稀硝酸有強(qiáng)的氧化性，與鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)，硝酸得到電子被還原變?yōu)镹O，氣體為無(wú)色，當(dāng)遇到空氣時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：2NO＋O2===2NO2，氣體變?yōu)榧t棕色的NO2，A正確；在Ⅱ中濃硝酸有強(qiáng)的氧化性，在室溫下遇鐵、鋁會(huì)使金屬表面氧化產(chǎn)生一層氧化物薄膜，對(duì)內(nèi)層金屬起保護(hù)作用，從而防止金屬的進(jìn)一步反應(yīng)，即發(fā)生鈍化現(xiàn)象，因此不能進(jìn)一步反應(yīng)，這恰好說(shuō)明濃硝酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)，B正確；C錯(cuò)誤。
5.（中）C、N、S的氧化物中許多是工業(yè)上重要的化工原料，但是當(dāng)它們分散到空氣中時(shí)，會(huì)帶來(lái)很多環(huán)境問(wèn)題。下列有關(guān)這些元素的氧化物說(shuō)法不正確的是( )
A. 開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、氫能等有利于減少這些氧化物的產(chǎn)生
B. 這些氧化物使雨水的pH