师:同学们,今天我们学习氮及其化合物第三课时——硝酸及酸雨。本节课学习目标如下:一是预测浓硝酸受热分解的产物,学习硝酸的特性——不稳定性;二是预测硝酸的主要化学性质,通过简易实验分析硝酸和铜的反应,理解硝酸浓度与氧化性强弱的关系;三是通过手持技术探究浓硝酸与木炭加热反应的产物,运用硝酸的强氧化性分析产物的来源;四是利用价类二维图小结从氮气出发制备硝酸的途径,并分析酸雨的危害及防治。同学们对硝酸有哪些了解呢?

  生:硝酸具有酸的通性,能与碱、金属氧化物和某些盐反应。

  师:非常好。硝酸的物理性质如下,它是一种无色、有刺激性气味的液体,常用的浓硝酸质量分数为69%,质量分数98%以上的为发烟硝酸。那为什么久置浓硝酸呈黄色呢?实验室应该怎样储藏浓硝酸呢?

  生:浓硝酸会溶有少量分解产生的二氧化氮而略显黄色。一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处。

  师:没错。请看热玻璃粉上滴浓硝酸的反应现象。预测浓硝酸受热分解的产物,请同学们按下暂停键,并写出反应的化学方程式。

  生:硝酸分解时,氮元素从正五价降为正四价,还要有元素化合价升高。应该是硝酸中负二价的氧元素被氧化成了氧气。

  师:很好。初中我们学过,硝酸不能和金属反应。铜是不活泼金属,在金属活动顺序表中位于氢之后,铜不能和盐酸、稀硫酸反应。那硝酸可以和铜反应吗?请同学们观察硝酸和铜的简易实验。

  (实验后)

  师:根据刚才的实验过程,我们发现浓稀硝酸均可与铜反应生成硝酸铜。浓硝酸与铜反应生成红棕色的二氧化氮,稀硝酸与铜反应生成无色的一氧化氮。请同学们按下暂停键,书写浓稀硝酸与铜反应的化学方程式。

  (学生书写后)

  师:浓硝酸与铜的反应中,铜从零价升高为正二价作还原剂。硝酸从正五价降为正四价做氧化剂,还原剂铜和氧化剂硝酸等物质的量比为1:2。4摩尔浓硝酸中只有两摩尔被还原为二氧化氮,转移电子数为两摩尔。硝酸与不活泼金属铜可以反应,而且不需要加热,反应不产生氢气,说明硝酸有强氧化性。请同学们观察浓硝酸与铜反应的溶液的颜色。我们知道硝酸铜溶液本来显蓝色,但刚才的实验过程中为什么看到硝酸铜溶液一开始显绿色呢?有兴趣的同学可以课后思考硝酸铜溶液颜色变化的原因。稀硝酸和铜的反应中,铜从零价升高为正二价,做还原剂,硝酸从正五价降为正二价做氧化剂,还原剂铜和氧化剂硝酸的物质的量比为3:2。8摩尔稀硝酸中只有两摩尔被还原为一氧化氮,转移电子数为4摩尔电子。加水后溶液变蓝,浓硝酸被稀释,气体颜色变浅,生成了无色的一氧化氮,最后加氢氧化钠溶液是为了吸收有毒的氮氧化物。请同学们再次观看浓稀硝酸与铜反应的实验现象,并重点关注硝酸浓度和反应产物、反应速率的关系。

  (再次展示实验)

  师:与铜反应的操作是,在橡胶塞侧面挖一个凹槽,嵌入下端卷成螺旋状的铜丝,向两支聚脂试管中分别加入两毫升浓硝酸和稀硝酸,用橡胶塞塞住试管口,使铜丝与硝酸接触。观察到什么现象呢?

  生:观察到铜与浓硝酸反应立即生成红棕色气体,溶液变为绿色。铜与稀硝酸反应在溶液中产生无色气泡,遇空气变为红棕色,溶液变为蓝色,向上拉动铜丝终止反应。

  师:很好。硝酸具有很强的氧化性,硝酸的浓度不同,与金属反应的产物也不同。根据气体的颜色和气泡产生的密集程度可以判断,浓硝酸的还原产物是二氧化氮,且反应较快;稀硝酸的还原产物是一氧化氮,且开始时反应较慢,一段时间后接触空气变为二氧化氮,显红棕色。请问铁、铝是比铜活泼的金属,浓硝酸能与它们发生类似的反应吗?

  生:铁钉不能溶解,原因是在铁钉的表面发生反应,形成了致密的氧化铁薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。

  师:没错。常温下,浓硝酸和浓硫酸与铁或铝接触会发生钝化现象,但加热后又可以发生反应。硝酸不和铂、金反应,铂、金只能溶于王水。王水的组成是什么呢?

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《化学 必修2 第5章 《氮及其化合物》第3课时——硝酸及酸雨 逐字稿-3,124字 第5版》.docx
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