氮的氧化物、硝酸性质的一体化探究实验 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

氮的氧化物、硝酸性质的一体化 探究实验 高中化学 01. 实验背景分析 02. 实验教学目标 03. 实验教学重难点 04. 实验原理与设计思路 05. 实验设计要点与创新点 06. 实验教学过程 07. 课堂检测及作业布置 08. 实验效果评价及反思 实验背景分析 01 01. 实验背景分析 人教版（2019） 化学必修第二册 第五章 第二节 第二课时 硝酸 （一）、使用教材 （二）、教材分析 在《2017版新课标中》明确的做出了对氮元素的考察要求，氮的氧化物、硝酸作为氮元素的重要化合物必将是考察的重点。在初中化学里介绍了硝酸作为酸的通性，但对其氧化性没有提及。在现有的教材中只是给出了氮的氧化物、硝酸的相关反应，没有实验过程。硝酸与铜的反应恰好同时体现了酸性和氧化性，且产物为氮的氧化物，因此，我想借助此反应在实验装置和实验操作两个层面进行探究，利用知识和实践相结合的教学方式，帮助学生理解掌握氮的相关内容。 01. 实验背景分析 （三）、学情分析 从认知层面：高中阶段的学生求知欲强和好奇心重，相比于被动接受学生更愿意主动探究知识，所以在教学过程中巧妙设计实验教学有利于完成“授之于鱼”到“授之以渔”的转化。 从知识层面：学生已经掌握了铜与浓硫酸反应的相关知识，以及氮的氧化物的相关性质，这为本节实验课的完成起到了铺垫和支持的作用。 从能力层面：学生已经具备一定设计实验的能力、实验操作的能力、实验探究能力和观察分析能力等。 01. 实验背景分析 实验教学目标 02 【证据推理与模型认知】 能从物质的类别，氮元素的价态的角度推测硝酸的性质及含氮物质间的转化关系。 【宏观辨识与微观探析】 1.能从硝酸浓度的不同分析两者与铜反应的差异。 2.能根据NO,NO2的性质设计不同的实验方案。 【科学态度与社会责任】 1.通过对铜与浓、稀硝酸反应的实验探究，培养学生运用化学反应原理解决实际问题的能力。 2.通过分析产物的性质，设计尾气处理装置，提高学生环保意识和社会责任感。 【科学探究与创新意识】 培养学生发现问题、剖析问题、解决问题的能力。能从问题和假设出发，敢于探究，勇于创新的科学实验精神。 核心素养发展目标 实验教学重、难点 03 教学重点、难点 1.Cu与硝酸的反应实验设计和探究。 2.NO与NO2性质的实验探究 3.通过对实验装置的设计与实际操作，培养学生主动探究精神。 实验原理与设计思路 04 Cu 隔绝 空气 浓HNO3 稀HNO3 红棕色NO2 无色NO O2 H2O 有毒 尾气处理 密闭环境 知识原理 设计装置 实验设计要点与创新点 05 05. 实验设计要点与创新点 （一）实验器材 自制：铜与硝酸反应装置 药品：浓硝酸（12mol/L），稀硝酸（4mol/L），铜片，20%氢氧化钠溶液，蒸馏水。 仪器：注射器，抽滤瓶，橡胶塞，输液器软管，气球，烧杯。 （二）实验设计要点及创新点 1、一体化：该装置集反应发生装置、性质检验装置、尾气处理装置于一身的一体化装置，装置简单，现象明显。 2、实用有效：实验装置创造了隔绝空气的环境，有效避免了NO与O2的接触，利于反应现象。验证了NO2、NO的相互转化，以及各自的性质。 3、绿色环保：实验过程中有毒气体NO2、NO，利用NaOH溶液进行吸收不会逸出，对环境无污染。 05. 实验设计要点与创新点 实验演示 实验教学过程 06 环节一： 课堂导入， 提出问题 环节二： 小组讨论，设计方案 环节三： 应用仪器， 实验探究 环节四： 归纳总结， 巩固所学 06. 实验教学过程 设计实验的理论基础 【预测】物质变化 铜与浓硝酸的反应 铜与稀硝酸的反应 【复习】反应原理 听写方程式： 1.铜与浓硫酸的反应。 2.NO与NO2之间的相互转化。 环节一：课堂导入，提出问题 06. 实验教学过程 设计装置 提出假设 分析问题 找出不足 组装装置 发现问题 完善装置 06. 实验教学过程 环节二：小组讨论，设计方案，合作交流，改进创新 【提出问题】 环节二：小组讨论，设计方案，合作交流，改进创新 06. 实验教学过程 提出问题1：如何判定铜与不同浓度硝酸反应的产物？ 提出问题2：但看到有红棕色气体就可以判断是铜和浓硝酸反应了 吗？ 提出问题3：如何验证铜于稀硝酸反应生成的气体为NO，不是H2 ? 提出问题4：NO和NO2能不能随意排放，对于反应装置有什么要求， 用什么处理？ 【实验改进方向】 06. 实验教学过程 环节二：小组讨论，设计方案，合作交流，改进创新 1、隔绝空气，创造无氧环境 2、尾气处理，防止污染环境 环节三：应用仪器，实验探究，动手操作，完成实验 06. 实验教学过程 实验操作 实验现象 原理 铜与浓硝酸 取下注射器的活塞，放入铜片，装好活塞，缓慢拉动活塞吸取适量浓硝酸，快速将注射器插在抽滤瓶的橡胶塞 溶液变为绿色，产生红棕色气体。 Cu+4HNO3（浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 待铜反应完全后，缓慢推动活塞将注射器内的物质完全推入抽滤瓶 红棕色消失，锥形瓶内生成蓝色沉淀 2NO2+2NaOH＝NaNO3 + NaNO2 + H2O Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ 铜与稀硝酸 取下注射器的活塞，放入铜片，装好活塞，缓慢拉动活塞吸取少量的水，赶出容器内的气体，将水缓慢推出，吸取适量稀硝酸，快速将注射器插在抽滤瓶的橡胶塞 溶液变为蓝色，产生无色气体。 3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 待铜反应完全后，缓慢推动活塞将注射器内的部分液体推入抽滤瓶，将注射器活塞向外拉动 气体变为红棕色，锥形瓶内生成蓝色沉淀 2NO + O2 ＝ 2NO2 Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ 缓慢推动注射器的活塞，将物质全部推入抽滤瓶。 红棕色消失，锥形瓶内生成蓝色沉淀 2NO2 + 2NaOH＝ NaNO3 + NaNO2 + H2O Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ 结论 铜与硝酸反应，产物和现象与硝酸的浓度有关。但无论浓稀都不会生成H2， 在反应中体现酸性和强氧化性。 完成实验记录 环节四：归纳总结，巩固所学 1.铜与硝酸反应，产物和现象与硝酸的浓度有关。但无论浓稀都不会生成H2，在反应中体现酸性和强氧化性。 2.在铜与浓、稀硝酸的对比学习中，渗透“量变和质变”的辩证规律。经过一系列的实验探究，联系之前所学内容，由学生自己总结得到金属与硝酸反应的规律。 06. 实验教学过程 课堂检测及课后作业 07 1.下列反应中HNO3既表现氧化性又表现酸性的是（） A.C+浓HNO3  B.FeO+HNO3    C.Fe2O3+HNO3     D.Cu+浓HNO3  2. 在稀硫酸中插入一块铜片，加入下列物质后，可使铜片迅速溶解的是（ ） A. 稀盐酸 B. 芒硝晶体 C. KNO3 D. FeCl2溶液 课堂检测 课后作业 布置开放性作业： 1.了解氮的氧化物的危害。 2.查阅资料，了解汽车尾气排放对大气造成的污染、如何防治。 实验效果评价 08 1.提高了创新能力：自制实验仪器在学生探究实验过程中不仅锻炼了学生们的动手能力，而且还提升了他们的创造性思维能力。培养了学生们发现问题，提出假设，探究实验，解决问题的能力，这也是符合化学核心素养的教育理念。 2.改进了学习方式：通过探究实验的学习方式，更容易激发学生的探索创新精神。人人参与，生生互动，师生互动，体现了学生为主体，教师为主导的教育理念，最大程度的将课堂还给学生，利用比较、归纳、总结的方法，达到鱼与渔兼得的目的。 力争做到：鱼与渔兼得 谢谢聆听，恳请指正! Lavf57.25.100 $$