《硫酸和的氧化性》教学设计
本节内容选自人教版高中化学必修1第四章第四节的第二部分《硫酸和的氧化性》,本节知识用时一课时。本节课的授课对象主要是高一上普通班的学生。
一、 教学设计思路分析 1、
教材分析
本节课的地位和作用:课标对这部分的要求通过实验了解氮、硫非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。人教版将它放在了经过第三章金属及其化合物、第四章非金属及其化合物前三节的学习,学生已经储备了不少元素化合物的知识,对于氮和硫的氧化物的污染问题也留有深刻印象。初中学生认识到是一种强酸,已从物质分类角度了解了酸的通性。对于氢前金属与盐酸、稀硫酸反应置换出氢气的规律非常熟悉。这为研究浓硫酸和的强氧化性打下坚实的物质基础和知识支持。
本节课主要通过实验探究的方式,从氧化还原反应和物质的特性角度去认识和理解硫酸及的强氧化性,进而引出不同价态的氮元素之间的转化,对以前所学内容的深化和完善。不仅巩固《化学必修1》离子反应、氧化还原反应、物质的量等概念,也为《化学必修2》形成元素概念和元素周期律提供感性材料。体现了新教材对知识的“螺旋上升”的编排特色。
教学重点:硫酸及的氧化性。 教学难点:硫酸及的氧化性。 2、学情分析
本节课的对象是高一学生,他们在初中时已经学习过浓硫酸与的物理性质,在这儿只需让学生在课前复习即可。
学生在初中就已经接触过稀硫酸,但是本节所介绍的浓硫酸的一些性质与稀硫酸还有很大的区别。比如浓硫酸的强氧化性表现在+6价的硫元素上,可与铜,碳单质反应生成二氧化硫;而稀硫酸的氧化性表现在氢离子上,与活泼的金属反应放出氢气。因此,在此应慢慢引导学生加以理解并予以区别。
高一学生,在学这节时已经具备了一些鉴别物质的能力,所以对于浓硫酸与碳的反应,可以让学生自己去设计实验,鉴别产物。这样,不仅可以巩固知识,还可以锻炼学生的逻辑思维,培养其实验能力。
对于在这节要讲的氧化性,学生是陌生的。做好相关实验以及与硫酸的对比学习,还有浓稀的对比学习是突破的重点。 二、教学方案设计 1、
教学目标
知识与技能:1、巩固稀硫酸的性质,探究硫酸及的特性及强氧化性,对金属与酸的反应形成更全面的认识,
2、知道硫酸及的工业用途,形成氮及其化合物相互转化的知识网络,
3、培养学生的实验观察、分析思维能力。
过程与方法:1、通过硫酸与性质的对比学习,学到类比学习的方法,
2、通过实验探究,让学生经历发现问题、提出假说、实验
验证、解决问题的科学探究历程,学习从现象到本质的推理。
情感、态度与价值观:1、通过不同浓度酸的反应,让学生形成“现象与本质”“量变与质变”等辩证唯物主义观点,
2、通过实验探究过程,体会到学习的过程是渐进的
过程,从而激发学生的学习兴趣,培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质,
3、通过的用途和学以致用,关注化学的运用及
科技的发展,建立对化学的认同感。 2、
教学方法
问题解决法、讨论法、讲授法、实验法指导教学。 3、
教学过程 教学环节 创设情【导入】硫酸与都是境导入重要的化工原料,也是化新课 学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用于制化认真听讲,联想生活。 看大屏幕 思考并小组讨硫酸及在生活中的作用的介绍,使学生了解本节知识就在身边,学可以致用。 利用信息化课程资源。 通过提问,让学生回忆对比总结以前所学知识,加深对知识的理解,教师活动 学生活动 设计意图 肥、农药、炸药 、燃料、论,并回答问盐类等。硫酸还可以用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸等。 现场利用网络查看相关资料。 【提问】 现在我们来看书上的思考与交流: 题。 与教师共同总结。 (1)硫酸、及盐酸都是酸,它们在组成上有什么特点? (2)这种特点与酸的通性有什么关系?用电离方程式表示。 (3)实验室里用金属与酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸或盐酸,而不用浓硫酸或,这是为什么? 对学生回答总结。 硫酸与【提问】大家还记得酸的的通性吗? 通性 【板书】 回想所学知识,思考并回答问题。 且便于引出新的知识内容,所谓“温故而知新”。 对稀硫酸及通性的总结使学生头脑中一、稀硫酸及的通性 学生书写,做的知识体系更1.使指示剂变色是使紫色石蕊试液变红 2.与活泼金属反应放出氢气(除外) 3.与碱发生中和反应:H+ + OH-= H2O 好笔记。 加完善。 4.与碱性氧化物反应: 2H+ + CuO = Cu2+ + H2O 5.与某些盐反应,生成气体或沉淀 2H+ + CO32- = H2O + CO2↑ 硫酸与【提问】硫酸与除了的具有酸的通性还具有一些性质 特殊的性质。 【板书】二、浓硫酸的性质 【提问】实验室制取氯化氢,为什么用浓硫酸与固体食盐共热?利用浓硫酸什么性质? 小组讨论。 培养学生应用学生书写,做已知化学知识好笔记。 思考并回答问题。 思考并回答问题。 思考并回答问题。 综合解决实际化学问题的能力。 将所学的知识应用。 通过对比,让学生更清楚的认识吸水性和脱水性。 通过实验复习旧知识,引出所学新知识 【板书】1、难挥发性—制思考并回答问挥发性酸 【提问】在实验室里常用浓硫酸干燥气体,利用浓硫酸的什么性质? 题。 认真听讲,记笔记。 思考并回答问 【教师总结】吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。(吸收现成的水) 脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的组成比例脱去。(反应生成水) 【演示实验】【播放视频】蔗糖炭化 【教师总结】体现了浓硫酸的腐蚀性和氧化性。 【教师启发】解释现象:①浓H2SO4与蔗糖(C12H22O11)作用,按水分子的组成脱去蔗糖分子中的H、O,生成C和H2O;②浓硫酸使蔗糖脱水炭化后,又吸水放热,使C继续被浓H2SO4氧化。 【板书】4、氧化性 ①与非金属反应,如C,S,P等 2H2SO4(浓)+C = CO2↑+2H2O+2SO2↑ 【提问】怎样证明反应产生气体种类?根据SO2、SO3、H2S的性质,设计实验方案进行检验,这个留作课后作业。 【提问】你觉得硫酸还会氧化哪些物质? 【讲解】今天我们用铜来验证硫酸的强氧化性。 【演示实验】在一个带导管的胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。在试管里加入2mL的浓硫酸,盖好胶塞,使铜丝与浓硫酸接触,加热。把放出的气体通入紫色石蕊试液中。观察现象。向上拉铜丝,终止反应,冷却后。把试管里的液体慢慢倒入称有少量水的另一支试管里,观察溶液颜色。 【教师总结】总结现象:加热能反应,产生的气体能使品红溶液褪色(显酸性);溶液稀释后呈蓝色(Cu被氧化为Cu2+)。 【板书】②与金属反应 Cu+2H2SO4= (浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 【讲解】 在金属活动顺序表中,Cu是H之后较不活泼的金属元素,稀硫酸不能与Cu反应。实验证明,浓观察现象,得出结论。 认真倾听。 认真听讲,记笔记。 课后完成。 认真思考。 观察实验现象,并能通过想象及反应物猜测出生成物种类。 记笔记,用双线桥法标出电子的转移方向数目,指出氧化剂、还原剂。 认真听讲,记笔记。 认真听讲,记笔记。 认真思考,回答问题。 标出各物质N的化合价。 好奇,思考。 认真听讲,汲取有用信息。 认真听讲,做好笔记。 思考。 认真听讲,做好笔记。 通过实验现象宏观感受到物质性质微观理解,全面认识反应原理。 体会实验研究,自觉地根据科学探究程序进行化学实验,并学会用科学探究的方式来分析处理化学实验问题,培养学生实验操作能力,观察能力,分析解决问题的能力。 通过标出标出电子的转移方向数目,指出氧化剂、还原剂。复习巩固氧化还原反应相关知识。 扩展知识,照顾不同程度的学生。 潜移默化中培养学生迁移运用知识的能力。 通过与浓硫酸氧化性进行类比学习,将物质种类、物质性质、生成产物种类进行总结,便于学生形成系统模块的记忆。 引发学生回顾学习过的知识。 赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献 通过诺贝尔化学奖的故事再次引起学生观察实验、学习化学知识的兴趣。 顺利引出王水,合理过渡。 硫酸能把金属活动顺序表中H之后的金属(除Pt,Au)氧化成金属硫酸盐,浓硫酸本身被还原生成SO2。 在这个反应里,浓硫酸氧化了铜(铜从0价升高到+2价),它本身被还原称 二氧化硫(硫从+6价降低到+4价)。浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂。请同学们用单线桥标出电子的转移方向数目,指出氧化剂、还原剂。 【板书】三、的性质 1、的物理性质 :纯为无色,有刺激性气味,可溶于水,溶时放热,易挥发,密度比水大。 [讲解]常用的浓的质量分数大约是69%,质量分数为98%以上的浓由于挥发的蒸气与空气中的水蒸气形成而产生“发烟”现象,通常叫做发烟。 【板书】2、的化学性质 ①不稳定性 4HNO3 2H2O+ 4NO2↑+ O2↑ 【讲解】浓一般呈黄色,是因为分解生成的NO2溶于的缘故。 【提问】应如何贮存? 【板书】②与非金属反应,如C,S,P等 4HNO3(浓)+ C = CO2 ↑+ 4NO2 ↑+ 2H2O 【讲解】此反应与浓硫酸与非金属单质碳反应类似,产物生成原理相同。浓度越大,氧化性越强。 氧化性:浓HNO3 > 稀HNO3 【板书】③与金属反应 Cu+4HNO3(浓) =Cu(NO3)2+2NO2↑ +2H2O 3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑ +4H2O 【提问】铜与稀、浓反应有哪些异同点呢?并思考这些不同点的原因是? 【讲解】氮元素是一种能表现多种化合价的元素。通过学习,我们已经知道,氨(N为-3价)可以被还原成多种价态。在中,N为+5价,当与金属或非金属及某些有机物反应时,反应物或反应条件不同,被还原得到的产物也不同。 【板书】中+5价的N得电子,被还原成较低价态的N,如: NO2、HNO2 、NO、N2O、N2、NH3 越稀,还原产物中N的化合价越低。 【讲解】具有强的氧化性,能氧化不活泼金属。除金、铂等少数金属外,几乎能与所有金属反应。那什么才能与金反应呢? 【导入】 玻尔巧藏诺贝尔金奖章 丹麦有位叫玻尔的科学家,37岁时他获得了1922年的诺贝尔奖。第二次世界大战期间,玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国,为了表示他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。 【讲解】当浓与浓盐酸按体积比为1:3混合时,就配制成玻尔的“王水”溶液,王水的氧化性比浓强,可以溶解金,铂等不溶于的金属。 【提问】常温下,把铝、铁放在浓硫酸或浓里无明显变化,为什么? 【板书】四、浓、浓硫酸的钝化反应 【讲解】常温下,浓硫酸或浓能使铁、铝等金属表面生成一层致密的氧化物保护膜,阻止内部金属继续跟硫酸起反应。此现象称 “钝化”。钝化属于化学变化。 所以,可以用铁、铝制的容器盛装 浓硫酸或浓。 课堂总结 【课堂小结】 练习巩固 【课堂练习】与课堂知识有关的检测题。 【课后作业】 归纳本节课所学的知识(硫酸和的氧化性)。 做好练习,准备回答。 课本103页 第1、3题。 对本节课知识总结。 检查学生的学习情况。 巩固所学知识。 4、 板书设计
硫酸和的氧化性
一、稀硫酸及的通性 二、浓硫酸的性质
1.难挥发性——制挥发性酸 2.吸水性 3. 腐蚀性 4.氧化性
①与非金属反应,如C,S,P等 2H2SO4(浓)+C = CO2↑+2H2O+2SO2↑ ②与金属反应
Cu +2 H2SO4(浓)= CuSO4 + SO2 ↑+ 2H2O 三、的性质 1.的物理性质 2.的化学性质 ①不稳定性
4HNO3 = 2H2O+ 4NO2↑+ O2↑ ②与非金属反应,如C,S,P等
4HNO3(浓)+ C = CO2 ↑+ 4NO2 ↑+ 2H2O ③与金属反应
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑ +2H2O 3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑ +4H2O 王水:浓与浓硫酸体积比为3:1 四、浓、浓硫酸的钝化反应