第一課時
教學目標:
1.探究氨和銨鹽的性質、用途;
2.學會氨的實驗室制法。
教學重點:氨和銨鹽的化學性質
教學難點:實驗室制氨的化學反應原理
教學儀器:燒杯、燒瓶、鐵架臺、滴管、導管、玻璃棒、試管、酒精燈、酚 酞試液、棉花、試管夾、NH3、HCl、NH4Cl、Ca(OH)2
教學過程:
[新聞導課]杭州市一制冷車間發生液氨泄漏 :
2004年4月20日上午10時,杭州市一制冷車間發生氨氣泄漏事件,整個廠區是白茫茫的一片,方圓數百米,空氣中彌漫著一股濃烈的刺激性氣味,進入廠區呼吸都感到困難。廠區內寒氣逼人。市消防中心接到報案后立即制定方案,出動上百名消防隊員,十余量消防車…。
簡要介紹合成氨發展史
[問題]
1、為什么在液氨泄漏時工廠里會寒氣逼人?
2、如何吸收彌漫在空氣中的大量氨氣?
3、被圍困在污染區的群眾怎樣做才能保證不吸入氨氣?
[板書] 一、 氨
1、NH3的物理性質:
[展示]一瓶氨氣:無色,有刺激性氣味,密度<空氣,易液化,可作致冷劑。
[實驗4-8] 成功關鍵:燒瓶干燥、密封。
現象:形成紅色噴泉。
結論:氨極易溶于水,水溶液顯堿性。
[ 講解]:1體積的水約溶解700體積的氨氣,氨的水溶液叫做氨水。
[板書] 在通常狀況下,氨是無色氣體,有刺激性氣味,比空氣輕。氨易液化,極易溶于水。
[過渡]氨的水溶液是堿性的,但其中的水是中性的,氨分子也沒有氫氧根離子。氨水為什么會顯堿性呢?
[板書]2、氨的化學性質:
(1)NH3與水的反應:
[分析] NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-
NH3+H2O NH4++OH-
其中一水合氨很不穩定,受熱會分解。
NH3·H2O NH3↑+H2O
[板書] NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-
[思考]:分析NH3溶于水存在的過程,討論氨水中的成分:分子 、離子 。
[板書](2)NH3與酸的反應:
[ 演示實驗]氨與氯化氫反應
[觀察]現象:大量白煙生成。
[思考]:生產Cl2的化工廠常用濃氨水來檢查生產設備和管道是否漏氣,如有白煙生成,則說明已發生漏氣,這是為什么?
[板書]化學方程式: NH3+HCl=NH4Cl
NH3也可與其它酸反應,例:NH3+HNO3=NH4NO3、 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
[講解] NH3在一定條件下可于O2、NO、NO2等發生氧化還原反應。
[板書](3)NH3與O2的反應: 4NH3+5O2 4NO+6H2O
[演示實驗]實驗室制取氨氣:
[板書]3、NH3的實驗室制法:
[講解]原理:在實驗室里常用銨鹽和堿加熱的方法來制取NH3。 儀器:固+固加熱(同制氧氣);收集:排空氣法。
[板書]2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 儀器:固+固加熱(同制氧氣);收集:排空氣法。
[提問]:
1 能否用濃硫酸干燥NH3?
2 能否使用NH4HCO3、NH4NO3?為什么?
3 使用堿石灰代替消石灰有什么優點?
[過渡]氨與酸反應形成氨鹽,我們下面分析銨鹽的性質
[板書]4、銨鹽
[講述]銨鹽是銨根離子(NH4+)和酸根離子組成的化合物。銨鹽都是晶體,能溶于水。
[板書]主要化學性質:
(1)銨鹽受熱易分解:
[實驗]加熱NH4Cl觀察現象,是否升華?
[板書]化學方程式: NH4Cl NH3↑+HCl↑、 NH3+HCl= NH4Cl
NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2 ↑
[講解]銨鹽能與堿反應放出氨氣,例:
(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3↑+2H2O
[板書](2)銨鹽與堿的反應:(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3↑+2H2O
[強調]這個性質是一切銨鹽的共同性質,實驗室可利用這個性質來檢驗
NH4+的存在。
[注意事項]:
實驗條件:濃溶液或固體,加熱。
較稀溶液中銨根離子的檢驗方法:先濃縮,后檢驗。
[板書]5.NH3的用途:
[講述]可用于氮肥工業及其他化工產業上(如:制純堿),制冷劑。
[思考交流]自然界中氮的循環:
[討論]:向飽和的NaCl溶液中通入足量的NH3后,再通入足量的CO2,發現有NaHCO3晶體析出,為什么?
[小結]:總結本節課的內容。
[作業]
附板書計劃:
一、 氨
1、氨的物理性質: 在通常狀況下,氨是無色氣體,有刺激性氣味,比空氣輕。氨易液化,極易溶于水。
2、氨的化學性質:
(1)NH3與水的反應: NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-
(2)NH3與酸的反應:NH3+HCl=NH4Cl NH3+HNO3=NH4NO3、
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
(3)NH3與O2的反應: 4NH3+5O2 4NO+6H2O(工業上制硝酸)
3、NH3的實驗室制法:
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 儀器:固+固加熱(同制氧氣);收集:排空氣法。
4、氨鹽
(1)銨鹽受熱易分解:
NH4Cl NH3↑+HCl↑、 NH3+HCl= NH4Cl
NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2 ↑
(2)銨鹽與堿的反應:(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3↑+2H2O
5、氨的用途
第二課時
教學目標:
1.鞏固稀硫酸的性質;探究濃硫酸的特性及強氧化性;
2.培養學生的實驗觀察、分析思維能力。
3.對學生進行“現象與本質”“量變與質變”等辯證唯物主義觀點的教育
4.通過實驗研究,激發學生的學習興趣,培養學生嚴謹求實、勇于創新的科學品質
教學重點、難點:濃硫酸的強氧化性。
教學方法: 啟發式。
教學輔助手段: 投影。
教學過程
[新聞導課]今年1月29日、2月23日,清華大學機電系四年級學生劉海洋先后兩次用火堿、濃硫酸將北京動物園的五只熊燒傷,其中一頭黑熊雙目失明。這一故意殘害動物的事件經媒體披露后,引起了公眾的強烈憤慨!同時,“高材生為何會犯如此低級錯誤?一個‘好學生’為什么沒有必然成為一名好公民”的疑問也引發了社會各界廣泛的討論與深入的思考。
[沉思]劉海洋為何用濃硫酸殘害黑熊?濃硫酸又具有哪些重要性質?
[復習投影] 描述下列的實驗(見附圖)現象,并說明稀H2SO4的性質。
[練習]有關反應的離子方程式:
Zn+H2SO4--- Zn+2H+ = Zn2++H2↑
NaOH+H2SO4----- OH-+H+ = H2O
Fe2O3+H2SO4---- Fe2O3+6H+ = 2Fe3++3H2O
BaCl2+H2SO4--- Ba2++ SO42— = BaSO4↓
[設問]實驗室制氫氣時選用稀硫酸或鹽酸,而不用濃硫酸和硝酸,為什么?
[板書] 第四節 硫酸、硝酸和氨
二、硫酸和硝酸的氧化性
[引言] 濃硫酸和稀硫酸在性質上有什么區別呢?
[提問]實驗室制取氯化氫,為什么用濃硫酸與固體食鹽共熱?利用濃硫酸什么性質?
[學生回答]難揮發性。
[板書](一)硫酸的氧化性
1.濃硫酸的特性
(1)難揮發性—制揮發性酸
[提問]在實驗室里常用濃硫酸干燥氣體,利用濃硫酸的什么性質?
[板書] (2)吸水性
[思考] 因為濃硫酸難揮發,所以將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中,其濃度、質量都不發生變化,這樣說對嗎?
[演示實驗] 蔗糖炭化:將一定量的蔗糖放入小燒杯中,加入濃硫酸。
[學生觀察] 現象:①蔗糖由白→黑;
②生成的黑色物質呈面包狀;
③聞一聞有刺激性氣味。
[教師啟發]解釋現象:①濃H2SO4與蔗糖(C12H22O11)作用,按水分子的組成脫去蔗糖分子中的H、O,生成C和H2O。
[板書] (3)脫水性
現象本質:
[分析] 蔗糖炭化現象:②③黑色物質疏松多孔(學生答有氣體),氣體是怎么形成的,生成的是什么氣體?
[講解] 濃硫酸使蔗糖脫水炭化后,又吸水放熱,使其繼續被濃H2SO4氧化。
[板書] 2、強氧化性
[實驗4-9] 銅與濃硫酸反應,并檢驗生成的氣體?
[觀察現象] ①固:紅→黑
②液:無→棕黑→藍色
③氣:無色有刺激性氣味,使酸性KMnO4溶液退色;使品紅溶液退色。
[板書](1)Cu+2H2O4(濃)Cu(SO4)2+O2↑+2H2O
[引導分析] (1)銅片變黑,黑色物質是什么?怎么生成的?
(2)怎樣鑒別生成的氣體?教師要啟發不能用澄清石灰水鑒別。
[思考] 回答在上述反應中:
(1)氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物各是什么物質?
(2)反應物的物質的量之比?還原劑與氧化劑物質的量之比?
(3)濃硫酸在反應中的作用?
[講解] 在金屬活動順序表中,Cu是H之后較不活潑的金屬元素,稀硫酸不能與Cu反應。實驗證明,濃硫酸能把金屬活動順序表中H之后的金屬(除Pt,Au)氧化成金屬硫酸鹽,濃硫酸本身被還原生成SO2。
[練習] 寫出濃硫酸與汞反應、與銀反應的化學方程式。
[教師啟發] Cu,Hg,Ag是H之后的較不活潑的金屬,那么H之前的金屬是否就更容易被濃H2SO4氧化呢?
[板書]氧化大多數金屬:生成物中金屬顯高價,同時生成二氧化硫。
[講述] 常溫Al,Fe鈍化。學生閱讀課文有關內容。教師啟發鈍化在實際中的應用:鋁鐵容器盛裝濃硫酸。
[分析]蔗糖炭化中的刺激性氣味?
[板書](2)氧化某些非金屬如C,S,P等(濃硫酸的還原產物一般為二氧化硫)。
C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O
2H2SO4(濃)+S====3SO2↑+2H2O
[教師] 濃硫酸具有強氧化性,能氧化某些非金屬,又能氧化大多數金屬,那么能否氧化具有還原性的化合物呢?如實驗室為什么不用濃H2SO4制取及干燥H2S?
[板書] (3)氧化某些還原性化合物
2NaI+H2SO4(濃)===Na2SO4+I2+SO2↑+2H2O
H2S+H2SO4(濃)==S↓+SO2+2H2O
[問題] 實驗證明:濃H2SO4的特性,稀硫酸都沒有;稀H2SO4的性質,濃H2SO4不完全具有。為什么濃、稀H2SO4性質有這么大差別呢?讓我們一起分析。
[師生共同分析]上述反應中濃H2SO4的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H2SO4 也具有氧化性,兩者相比有何差別?可舉例說明。
濃H2SO4的氧化性由其分子中S(+6)(最高價)引起。稀硫酸也有氧化性,如Zn+2H+====Zn2++H2↑,由H+表現,而Cu+H2SO4(稀)不反應?梢,H+的氧化性比S的氧化性弱且還原產物不同。
[小結]略
[作業]
第三課時
教學目標:
1、探究硝酸的物理性質和化學性質(酸性、強氧化性、不穩定性)。
2、通過學生實驗手段,培養學生的實驗能力、觀察能力、分析能力。
3、在濃硝酸和稀硝酸的對比學習中,滲透“量變和質變”的辨證規律。
4、通過介紹化學家的故事,使學生樹立熱愛科學,尊重科學的品質,激發學生學習的興趣。
教學重點:硝酸的不穩定性和強氧化性
教學難點:硝酸的強氧化性
教學過程:
[故事導入] 玻爾巧藏諾貝爾金獎章
丹麥有位叫玻爾的科學家,37歲時他獲得了1922年的諾貝爾獎。第二次世界大戰期間,玻爾被迫離開即將被德軍占領的祖國,為了表示他一定要返回祖國的決心,他決定將諾貝爾獎章留在實驗室。玻爾把金獎章溶解在盛有王水的試劑瓶里。后來,納粹分子竄入玻爾實驗室,那個試劑瓶就在他們的眼皮底下,他們卻一無所知。戰爭結束后,玻爾從王水中把金還原出來,并重新鑄成獎章。而玻爾配制王水的主要組成之一是“硝酸”。
[板書] (二)硝酸的強氧化性
[設疑]硝酸有酸性,能否與金屬反應放出氫氣?
[演示]濃硝酸與Cu反應
[講解]從實驗現象“紅棕色氣體生成”判斷生成物中是N02而非H2。進一步從氧化還原反應說明反應的本質是+5價的氮得電子能力比H+1強。
[學生實驗]比較濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應
[記錄并討論]
反 應 現 象
產 物
濃硝酸+Cu
1、Cu片:有大量氣泡產生
2、溶液顏色:無色變為綠色
3、氣體顏色:紅棕色
4、反應劇烈程度:劇烈
5、觸摸容器外壁:很熱
Cu(NO3)2、NO2和H20
稀硝酸+Cu
1、Cu片:有氣泡產生
2、溶液顏色:無色變為藍色
3、氣體顏色:無色
(打開止水夾后)無色變為紅棕色
4、反應劇烈程度:緩慢
5、觸摸容器外壁:溫熱
Cu(NO3)2、NO和H20
[板書]1、與金屬反應:
Cu +4HN03(濃)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H20
3Cu +8HN03(稀) 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H20
[講述]除金、鉑等少數金屬外,硝酸幾乎能與所有金屬反應;當濃硝酸與濃鹽酸按體積比為1:3混合時,就配制成玻爾的“王水”溶液,王水的氧化性比濃硝酸強,可以溶解金,鉑等不溶于硝酸的金屬。
[設問]比較濃硫酸的性質,濃硝酸能否與非金屬反應?
[練習]與非金屬反應: C+HNO3(濃) S+HNO3(濃) P+HNO3(濃)
[板書]2、與非金屬反應:
C+4HNO3(濃)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+6HNO3(濃)=H2SO4+6NO2↑+2H2O
P+5HNO3(濃)=H3PO4+5NO2↑+H2O
[提問]硝酸與哪些金屬及非金屬反應?產物是什么?硝酸濃度與還原產物有什么關系?
[小結] 反應規律:
①除Au、Pt等少數金屬外,硝酸幾乎能氧化所有的金屬。
②常溫下Fe、Al等金屬在濃HNO3中發生“鈍化”。
③硝酸越濃,其氧化性越強。如稀HNO3可使石蕊試紙變紅,而濃HNO3可使石蕊試液先變紅后褪色。
④一般來說,活潑金屬與HNO3反應不生成H2,濃HNO3的還原產物為NO2,稀HNO3的還原產物為NO;顫娊饘倥c極稀HNO3反應時,還原產物復雜,可為NO、N2O、NH4NO3等。
⑤非金屬單質可被HNO3氧化為最高價氧化物或其含氧酸。
⑥王水(濃HNO3和濃HCl按體積比1:3配制)具有更強的氧化性,能溶解Au、Pt。
[強調]反應物或條件不同,硝酸反應產物發生變化:NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3。
如:4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N20+5H2O
[板書]注意:4Zn+10HNO3(。=4Zn(NO3)2+N20+5H2O
[設疑]濃硝酸與活潑金屬反應是否也劇烈?
[學生實驗]濃硝酸十鋁片
[講解]鈍化原理:鐵、鋁與冷的濃硫酸或濃硝酸,表面被氧化為牢固的氧化物薄膜,阻止酸與內層金屬進一步反應。
[板書]3、鐵、鋁與冷的濃硫酸或濃硝酸常溫下發生鈍化。
[提問]濃硝酸的運輸和貯存可用何種物質制的容器?
[展示]一瓶呈黃色的濃硝酸,問為什么呈黃色?
[板書] 4、不穩定性
光照
4HN03 == 2H20+ 4NO2↑+ 02↑
[提問]硝酸應如何貯存?
[設疑]有人認為,“比較濃硝酸和稀硝酸的還原產物的化合價,濃HN03中的氮 從+5降為+4,而稀HN03,中的氮從+5價降為+2,從化合價變化可以判斷稀硝酸的氧化性比濃硝酸強!边@種看法是否正確?為什么?
[提示]從濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應。劇烈程度分析。
[講述]硝酸用途 :硝酸是一種重要的化工原料,可用于制造炸藥、染料、塑料、硝酸鹽等;在實驗室里,它是一種重要的化學試劑。
[小結]略
[作業]
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