2019-2020年高考化學 第四節(jié) 氨 硝酸 硫酸 第2課時教案.doc

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2019-2020年高考化學 第四節(jié) 氨 硝酸 硫酸 第2課時教案 三維目標 知識與技能 1.鞏固稀硫酸的性質(zhì)；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(xiàn)象，并根據(jù)實驗現(xiàn)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(zhì)比較教學，分析其可能有的性質(zhì)，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(zhì)。 2.使學生初步掌握研究物質(zhì)的方法——結構分析、推測可能的性質(zhì)、設計實驗、觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)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(zhì)比較教學，對學生進行“現(xiàn)象與本質(zhì)”“量變與質(zhì)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(jīng)驗，培養(yǎng)學生嚴謹求實、勇于創(chuàng)新的科學品質(zhì)和認真仔細、實事求是的作風。 教學重點 濃硫酸的化學性質(zhì)（強氧化性） 教學難點 研究某物質(zhì)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”——C4H4 Clear—Head 清醒的頭腦 Curious—Heart 好奇的精神 Clever—Hands 靈巧的雙手 Clean—Habit 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(xiàn)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(jīng)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(zhì)？這就是我們這節(jié)課要研究的內(nèi)容。 ［復習投影］描述下列的實驗(見附圖)現(xiàn)象，并說明稀H2SO4的性質(zhì)。 （學生先討論，然后請幾名學生描述實驗現(xiàn)象，其他同學補充現(xiàn)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—— Zn＋2H＋====Zn2＋＋H2↑ NaOH+H2SO4—— OH－＋H＋====H2O Fe2O3+H2SO4—— Fe2O3＋6H＋====2Fe3＋＋3H2O BaCl2+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(jù)初中所學的知識，可以回答出硫酸的物理性質(zhì)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(zhì)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(zhì)？ 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(zhì)？（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(zhì)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(jù)酸的不同性質(zhì)，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(jīng)餓了，我已經(jīng)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(xiàn)象） 學生描述觀察到的實驗現(xiàn)象：白色的蔗糖變黑，體積膨脹，產(chǎn)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(xiàn)象：①蔗糖由白→黑； ②生成的黑色物質(zhì)呈面包狀； ③聞一聞有刺激性氣味。 師：蔗糖的分子式為C12H22O11，黑色產(chǎn)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(chǎn)生大量的氣體。解釋現(xiàn)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(xiàn)象的本質(zhì)： 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(zhì) H2SO4+xH2O====H2SO4xH2O+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(xiàn)象發(fā)生，體現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì)？ 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(xiàn)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(xiàn)象的認識) ［觀察現(xiàn)象］①固：紅→黑 ②液：無→棕黑→藍色 ③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］①Cu+H2SO4(濃）CuO+SO2↑+H2O 還原劑 氧化劑 黑 ②CuO+H2SO4(濃）====CuSO4+H2O 酸性 合并式①+② +2H2(濃）====SO4+↑+2H2O 師：［探究(1)］銅片變黑，黑色物質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)物、還原產(chǎn)物各是什么物質(zhì)； (2)反應物的物質(zhì)的量之比是多少，還原劑與氧化劑物質(zhì)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(xiàn)象？放入濃硫酸中呢？ 師：學生描述觀察到的現(xiàn)象：鋁片在濃硫酸中無明顯反應現(xiàn)象。 （現(xiàn)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(zhì)反應的特點。學生閱讀書本后回答問題） ［板書］氧化大多數(shù)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(nèi)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(nèi)會產(chǎn)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(chǎn)生SO2氣體，隨著反應的進行，濃硫酸的濃度變稀，則產(chǎn)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(zhì)變的哲學觀點） 師：蔗糖炭化現(xiàn)象：黑色物質(zhì)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(chǎn)物一般為二氧化硫）。 C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O 2H2SO4（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(shù)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↑+2H2O H2S+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(zhì)，濃H2SO4不完全具有。為什么濃、稀H2SO4性質(zhì)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Zn＋2H＋====Zn2+＋H2↑，由H＋表現(xiàn)，而Cu＋H2SO4(稀)不反應。可見，H＋的氧化性比S+6的氧化性弱且還原產(chǎn)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(zhì)：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(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì)，將適當?shù)男蛱柼钊肜ㄌ栔小? (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(xiàn)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(zhì)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(lián)系生產(chǎn)、生活實際，把硫酸的性質(zhì)和用途聯(lián)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(zhì)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(zhì)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2∶1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(zhì)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：CuSO45H2O+5H2SO4(濃)====5H2SO4H2O+CuSO4，現(xiàn)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(lián)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(zhì)的表現(xiàn)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(xiàn)吸水性的前提是物質(zhì)中含有水分子，利用此性質(zhì)可干燥除氨氣、還原性氣體外的氣體；而表現(xiàn)脫水性時，一般物質(zhì)中無水分子，但含氫、氧兩元素，將H、O原子按2∶1的物質(zhì)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(nèi)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(xiàn)出來。 （2）濃硫酸——強氧化性——在加熱的情況下可與絕大多數(shù)金屬以及非金屬反應，生成SO2——氧化性由+6價的硫離子體現(xiàn)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(chǎn)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↑+2H2O H2S+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(diào)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(zhì)。 3.參觀硫酸的生產(chǎn)流程，了解硫酸生產(chǎn)的相關知識：如原料、貯存、運輸、銷售等知識。上網(wǎng)查詢有關硫酸的資料，互相交流。 隨堂練習 1.向50 mL 18 molL-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(zhì)的量（ ） A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol C.在0.45 mol 和0.90 mol 之間 D.大于0.90 mol 答案:A 2.下列氣體不能用濃H2SO4干燥的是（ ） A.CO2 B.NH3 C.SO2 D.HCl 答案:B 3.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:B 4.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:C 5.有關硫酸的下列化學反應中，不是表現(xiàn)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:D 6.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(xiàn)強氧化性 答案:BC 7.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(nèi)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(xiàn)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:B 8.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(zhì)的量）( ) A.n(Fe)n(S) 總質(zhì)量等于44 g C.n(Fe)=n(S) 總質(zhì)量大于44 g D.n(Fe)>n(S) 總質(zhì)量小于44 g 答案:D 9.硫酸的性質(zhì)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(xiàn)上述的一個或者多個性質(zhì)，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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)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）