高中化學人教版必修1同步教案系列一： 第四章 第4節(jié) 氨、硝酸、硫酸2Word版

第四節(jié) 氨 硝酸 硫酸第2課時教學設計三維目標知識與技能1.鞏固稀硫酸的性質；掌握濃硫酸的特性及強氧化性。2.培養(yǎng)學生用新概念重新理解舊知識的能力；培養(yǎng)學生設計實驗、動手實驗、觀察現象，并根據實驗現象得出可能的規(guī)律的能力。過程與方法1.通過濃硫酸和稀硫酸性質比較教學，分析其可能有的性質，并設計實驗來證明，激發(fā)學生學習化學的興趣，探索新知識的欲望，且在實驗研究中培養(yǎng)求實、進取的優(yōu)良品質。2.使學生初步掌握研究物質的方法結構分析、推測可能的性質、設計實驗、觀察現象、分析現象、得出結論，再辯證地分析結論的適用范圍。情感、態(tài)度與價值觀 通過濃硫酸和稀硫酸性質比較教學，對學生進行“現象與本質”“量變與質變”辯證唯物主義觀點的教育；通過動手實驗，使其體會理論上的理解和親手實驗的不同，而且實驗不總是每次都能成功，分析教訓、總結經驗，培養(yǎng)學生嚴謹求實、勇于創(chuàng)新的科學品質和認真仔細、實事求是的作風。教學重點 濃硫酸的化學性質（強氧化性）教學難點 研究某物質的程序和方法教具準備 濃硫酸、紙、火柴、白糖、銅片、布、硝酸、硝酸鋇、燒杯、玻璃棒、試管、鐵架臺、酒精燈、導管等教學過程多媒體化學家的“元素組成通式”C4H4ClearHead 清醒的頭腦CuriousHeart 好奇的精神CleverHands 靈巧的雙手CleanHabit 潔凈的習慣 師：如果我們能以化學家的科學素養(yǎng)來要求我們自己，那么展現在我們面前的科學高峰一定瑰麗多姿。下面請同學們保持“清醒的頭腦”聽一則小故事。投影清華學子劉海洋傷熊事件。 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成為一名好公民”的疑問也引發(fā)了社會各界廣泛地討論與深入地思考。（材料有很強的震撼力，學生陷入了沉思） 師：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？這就是我們這節(jié)課要研究的內容。復習投影描述下列的實驗(見附圖)現象，并說明稀H2SO4的性質。（學生先討論，然后請幾名學生描述實驗現象，其他同學補充現象） 師：請大家完成上述有關反應的離子方程式： 生：學生書寫方程式（同位同學互相檢查，教師用實物投影檢查正誤后，投影正確答案） 師：（投影）請看正確答案Zn+H2SO4 Zn2H=Zn2H2NaOH+H2SO4 OHH=H2OFe2O3+H2SO4 Fe2O36H=2Fe33H2OBaCl2+H2SO4 Ba2+ =BaSO4 師：對于濃硫酸的相關知識，你們了解多少？ 生：學生根據初中所學的知識，可以回答出硫酸的物理性質及濃硫酸的吸水性、脫水性等。 師：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？這都是我們這節(jié)課要解決的問題。板書二、硫酸和硝酸的氧化性 師：濃硫酸和稀硫酸在性質上有沒有什么區(qū)別呢？（生：有） 師：實驗室制取氯化氫，為什么用濃硫酸與固體食鹽共熱？利用濃硫酸的什么性質？ 生：難揮發(fā)性。板書（一）硫酸的氧化性1.濃硫酸的特性（1）難揮發(fā)性制揮發(fā)性酸 師：在實驗室里常用濃硫酸干燥氣體，利用濃硫酸的什么性質？（生：吸水性）板書(2)吸水性動畫模擬濃硫酸吸收H2中的水蒸氣 師：因為濃硫酸難揮發(fā)，所以將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中，其濃度、質量都不發(fā)生變化，這樣說對嗎？如果是濃鹽酸或濃硝酸呢？ 生：根據酸的不同性質，思考其在空氣中的變化情況。 師：中午快到了，有些同學可能已經餓了，我已經給大家準備了精美的點心供大家加餐。演示實驗黑面包實驗蔗糖炭化：將一定量的蔗糖放入小燒杯中，加入濃硫酸。（引導學生觀察現象）學生描述觀察到的實驗現象：白色的蔗糖變黑，體積膨脹，產生大量的白霧。（小組之間進行相互補充與評價，培養(yǎng)學生的觀察能力及語言表達能力）小結實驗現象：蔗糖由白黑；生成的黑色物質呈面包狀；聞一聞有刺激性氣味。 師：蔗糖的分子式為C12H22O11，黑色產物是什么？體積為什么會膨脹？ 生：（學生分組討論后回答）濃硫酸使蔗糖脫水炭化，又吸水放熱，使生成的碳繼續(xù)被濃硫酸氧化產生大量的氣體。解釋現象：濃H2SO4與蔗糖(C12H22O11)作用，按水分子的組成脫去蔗糖分子中的H和O，生成C和H2O。板書(3)脫水性（媒體）黑面包現象的本質：C12H22O11 12C+11H2O有機化合物 黑歸納：吸水脫水對象游離H2O有機化合物中的H和O本質H2SO4+xH2O=H2SO4·xH2O+Q按H2O的組成脫去有機物中的H、O原子，脫去后生成水 設問在盛有少量硫酸銅晶體的試管中注入濃硫酸，會有什么現象發(fā)生，體現了濃硫酸的什么性質？ 生：藍色的硫酸銅晶體變成白色。因為濃硫酸吸收了膽礬中的水分，體現了濃硫酸的吸水性。設問如果濃硫酸不慎沾到皮膚或衣服上，可能有什么后果，應該怎樣處理呢？ 生：立即用抹布拭去，然后用大量水沖洗，再用3%5%的碳酸氫鈉溶液來沖洗。如果不慎濺入眼中，應該立即用大量水沖洗，并及時就醫(yī)。（進一步理解濃硫酸的脫水作用，并掌握化學實驗過程中意外事故的處理）動畫模擬濃硫酸的吸水性與脫水性。（通過多媒體的動畫效果，使學生加深對所學知識的印象，進一步理解吸水性的含義，及時鞏固所學的知識）板書2.強氧化性實驗4-8銅與濃硫酸反應，并檢驗生成的氣體。思考（1）本實驗反應的條件是什么？（2）反應前后溶液及銅片有哪些變化？（3）實驗發(fā)生后品紅溶液（或紫色石蕊溶液）有何變化？由此得出什么結論？（4）盛品紅溶液試管口的棉花起什么作用？(學生帶著問題進行觀察，加強其對直觀現象的認識)觀察現象固：紅黑液：無棕黑藍色氣：無色有刺激性氣味，使KMnO4酸性溶液褪色；使品紅溶液褪色。（怎樣鑒別生成的氣體？教師要啟發(fā)不能用澄清石灰水鑒別）板書Cu+H2SO4(濃）CuO+SO2+H2O 還原劑 氧化劑 黑CuO+H2SO4(濃）=CuSO4+H2O 酸性合并式+2H2(濃）=SO4+2H2O 師：探究(1)銅片變黑，黑色物質是什么呢？怎么生成的呢？（學生開拓思維，積極思考，探究答案） 師：介紹原理探究(2)本實驗的產物為有毒氣體，上述的實驗裝置有什么不足之處呢？你有無方法改進本實驗呢？（一石驚起千層浪，學生情緒高漲，設計多種實驗方案）（多媒體投影）參考實驗裝置，讓同學比較、評價實驗方案的差別和裝置的科學性及可行性。 師：請大家思考，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是多少，還原劑與氧化劑物質的量之比是多少；(3)濃硫酸在反應中的作用；（4）隨著反應的進行，濃硫酸的濃度有何改變。（學生討論實驗問題） 師：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。 師：濃硫酸能氧化不活潑的Cu、Hg、Ag等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？實踐出真知。（學生演示）常溫下將一小塊鋁片放入稀硫酸中，有何現象？放入濃硫酸中呢？ 師：學生描述觀察到的現象：鋁片在濃硫酸中無明顯反應現象。（現實與想象不符，激發(fā)學生的探知欲。進一步認識濃硫酸的強氧化性以及與金屬單質反應的特點。學生閱讀書本后回答問題）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。常溫下濃硫酸使Al、Fe鈍化。 師：學生閱讀課文有關內容。教師啟發(fā)鈍化在實際中的應用：利用濃硫酸的這一特性，可在常溫時用鐵罐或鋁槽車貯運濃硫酸。那么貯運濃硫酸時應該注意什么問題呢？ 生：閱圖硫酸槽車探究3將足量鋅粒放入濃硫酸中，在反應開始的一段時間內會產生H2嗎？隨著反應的進行呢？試解釋原因。硫酸槽車 生：（學生討論后回答）開始時應產生SO2氣體，隨著反應的進行，濃硫酸的濃度變稀，則產生H2。（進一步了解濃硫酸與稀硫酸氧化性的差別，并體會量變引起質變的哲學觀點） 師：蔗糖炭化現象：黑色物質為什么疏松多孔呢？(學生答有氣體)氣體是怎么形成的，生成的是什么氣體呢？ 師：濃硫酸使蔗糖脫水炭化后，又吸水放熱，使其繼續(xù)被濃H2SO4氧化。 師：分析蔗糖炭化后的刺激性氣味。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+2H2O2H2SO4（濃）+S=3SO2+2H2O 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+2H2SO4(濃)=Na2SO4+I2+SO2+2H2OH2S+H2SO4(濃)=S+SO2+2H2O 師：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。小結濃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Zn2H=Zn2+H2，由H表現，而CuH2SO4(稀)不反應?？梢?，H的氧化性比S+6的氧化性弱且還原產物不同。（多媒體）硫酸用途視頻和圖片：例題剖析（例1）濃硫酸具有如下性質：A.酸性 B.強氧化性 C.難揮發(fā)性 D.吸水性 E.脫水性，下列實驗或事實主要表現了濃硫酸的什么性質，將適當的序號填入括號中。(1)濃硫酸可作氣體干燥劑。 （ ）(2)濃硫酸不能干燥氨氣。 （ ）(3)棉布上滴上濃硫酸出現破洞。 （ ）(4)濃硫酸不能干燥硫化氫。 （ ）(5)濃硫酸可以干燥二氧化硫。 （ ）(6)濃硫酸可以制取氯化氫氣體。 （ ）(7)濃硫酸不能制取碘化氫。 （ ）(8)鐵片投入濃硫酸中不溶解。 （ ）(9)熱的濃硫酸中投入銀可溶解。 （ ）(10)清洗濃硫酸罐見明火易爆炸。 （ ）(11)膽礬遇濃硫酸變白色。 （ ） 師：有關濃硫酸的性質和用途一直是我們應該密切關注的問題，也是我們學習的重點，如何密切聯系生產、生活實際，把硫酸的性質和用途聯系起來呢？本題做出了一定的探索。大家看試題中設計的問題涉及了硫酸的哪些性質和用途呢？（教師要引導學生認真復習硫酸的知識，就硫酸的性質及主要應用從上述11個方面展開討論，在互相交流與合作中加深對概念的理解，鞏固知識，提高把知識應用于實際生活的能力）教師精講：(1)濃硫酸可作氣體干燥劑，因為濃硫酸與水能形成穩(wěn)定的水合物，具有吸水性。(2)濃H2SO4有酸性，氨氣是堿性氣體，可以被硫酸吸收生成氨鹽。反應的化學方程式為：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4(3)棉布由纖維素組成，濃硫酸能將其氫、氧兩元素以21的比例脫出來，只留下碳而變黑，發(fā)生炭化，這是濃硫酸有脫水性。(4)硫化氫氣體具有還原性，濃硫酸有氧化性，發(fā)生氧化還原反應H2S+H2SO4(濃)=S+SO2+2H2O，故H2S不能用濃硫酸干燥。(5)SO2與濃H2SO4之間因為硫不存在中間價態(tài)，不發(fā)生氧化還原反應，濃H2SO4有吸水性，將SO2干燥。(6)濃硫酸沸點338 ，是高沸點、難揮發(fā)性酸，它可制易揮發(fā)的氯化氫氣體。（思考：能否利用類似的原理來制備溴化氫、碘化氫等氣體呢？）(7)濃硫酸可將碘化氫中的碘離子氧化成為單質碘，得不到碘化氫氣體。(8)常溫下，強氧化性的濃硫酸使鐵的表面氧化成一層致密的氧化膜而被鈍化。(9)銀是不活潑的金屬，在加熱的條件下，濃硫酸將銀氧化。(10)濃硫酸鐵罐用水清洗，濃硫酸變?yōu)橄2SO4，發(fā)生反應Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2（見明火氫氣易燃，發(fā)生爆炸）(11)膽礬與濃硫酸作用：CuSO4·5H2O+5H2SO4(濃)=5H2SO4·H2O+CuSO4，現象由藍色變?yōu)榘咨?，屬于吸水作用。答案?1)D (2)A (3)E (4)B (5)D (6)C (7)B (8)B (9)B (10)A (11)D 師：大家看本題的優(yōu)點在哪里呢？ 生：本題重點抓住了硫酸的重要特性來命題,既有知識的整合,又有與社會生活的聯系，使我們在鞏固知識的同時開闊了眼界。（例2）下列關于濃硫酸的敘述正確的是（ ）A.濃硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B.濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應放出二氧化硫氣體C.濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氨氣、氫氣等氣體D.濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化 師：通過剛才對例1的分析，再解決這個問題，應該很方便，請大家討論試題的命題方向和考查點。 生：由4個選項的特征來探討濃硫酸的典型性質的表現方式，需要注意什么問題？教師精講：本題主要考查濃H2SO4的特性。濃H2SO4表現吸水性的前提是物質中含有水分子，利用此性質可干燥除氨氣、還原性氣體外的氣體；而表現脫水性時，一般物質中無水分子，但含氫、氧兩元素，將H、O原子按21的物質的量比脫出，故A、C兩項皆不正確；濃H2SO4具有強氧化性，在加熱時可與金屬和非金屬反應，但在常溫下不與Cu反應，卻能使鐵、鋁等鈍化，故B項不正確。本題答案為D。課堂小結 本節(jié)課學習的主要內容有：由于硫酸的濃度不同，因而硫酸反應情況不同，生成物也不同。（1）稀硫酸弱氧化性可與活潑金屬反應，生成H2氧化性由H+體現出來。（2）濃硫酸強氧化性在加熱的情況下可與絕大多數金屬以及非金屬反應，生成SO2氧化性由+6價的硫離子體現出來。板書設計二、硫酸和硝酸的氧化性（一）硫酸的氧化性1.濃硫酸的特性（1）難揮發(fā)性制揮發(fā)性酸(2)吸水性(3)脫水性2.強氧化性（1）Cu+2H2(濃)=CuSO4+2H2O（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（3）氧化某些還原性化合物2NaI+2H2SO4(濃)=Na2SO4+I2+SO2+2H2OH2S+H2SO4(濃)=S+SO2+2H2O活動與探究1.哪些方法可以區(qū)分濃硫酸與稀硫酸？（學生分組課后討論、歸納總結）2.通過社會調查，了解硫酸有哪些主要用途，這些用途分別涉及硫酸的哪些物理、化學性質。3.參觀硫酸的生產流程，了解硫酸生產的相關知識：如原料、貯存、運輸、銷售等知識。上網查詢有關硫酸的資料，互相交流。隨堂練習1.向50 mL 18 mol·L-1 的H2SO4溶液中加入足量的銅片，加熱使之反應。則充分反應后，被還原的H2SO4的物質的量（ ）A.小于0.45 mol B.等于0.45 molC.在0.45 mol 和0.90 mol 之間 D.大于0.90 mol答案:A2.下列氣體不能用濃H2SO4干燥的是（ ）A.CO2 B.NH3 C.SO2 D.HCl答案:B3.檢驗某未知溶液中是否含有的下列操作中，合理的是( )A.先加硝酸酸化，再加氯化鋇溶液 B.先加鹽酸酸化，再加氯化鋇溶液C.先加硝酸酸化，再加硝酸鋇溶液 D.先加鹽酸酸化，再加硝酸鋇溶液答案:B4.有Na2SO3、BaCl2、Na2SO4、NaHCO3等四瓶溶液，只用一種試劑進行鑒別，應選用的試劑是( )A.Na2CO3溶液 B.硝酸 C.硫酸 D.AgNO3溶液答案:C5.有關硫酸的下列化學反應中，不是表現硫酸氧化性的是（ ）A.濃硫酸與鋁的反應 B.濃硫酸與木炭的反應C.稀硫酸與鋅的反應 D.稀硫酸與純堿的反應答案:D6.下列敘述或操作正確的是（ ）A.濃硫酸具有強氧化性，稀硫酸無氧化性B.濃硫酸不慎沾到皮膚上，應立即用布拭去，再用水沖洗C.稀釋濃硫酸時應將濃硫酸沿著燒杯壁慢慢地注入盛有水的燒杯中，并不斷攪拌D.濃硫酸與銅的反應中，濃硫酸僅表現強氧化性答案:BC7.右圖小試管中盛有幾毫升水，與大試管相連通的U形細玻璃管內放有少量水(已染成紅色）。如沿小試管壁小心地慢慢注入3 mL濃硫酸，靜置片刻后，U形細玻璃管中可觀察到的液面現象是（ ）A.左高右低 B.左低右高 C.左右一樣高 D.來回振動答案:B8.將一定量的鐵粉和硫粉的混合物共熱，充分反應后冷卻，再加入足量的稀硫酸，得到標準狀況下的氣體11.2 L，則原混合物可能的組成是（n代表物質的量）( )A.n(Fe)<n(S) 總質量等于44 g B.n(Fe)>n(S) 總質量等于44 gC.n(Fe)=n(S) 總質量大于44 g D.n(Fe)>n(S) 總質量小于44 g 答案:D9.硫酸的性質有：A.高沸點；B.強酸性；C.吸水性；D.脫水性；E.強氧化性。在下列硫酸的用途或化學反應中，硫酸可能表現上述的一個或者多個性質，試用字母填空：（1）實驗室制取氫氣_；（2）實驗室干燥氫氣_；（3）濃硫酸與金屬銅的反應_；（4）實際生產中，濃硫酸可用鋼瓶貯運_；（5）濃硫酸使蔗糖變黑，且有刺激性氣味的氣體產生_。答案:（1）B （2）C （3）BE （4）E（5）DE（提示：濃硫酸使蔗糖脫水炭化的同時，生成的單質碳在該環(huán)境下，與濃硫酸繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應，生成具有刺激性氣味的SO2氣體）