第五章第二节《氮及其化合物》——Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进 1 实验教学目标 实验内容设计和方法设计 教学过程设计 教学反思与自我评价 0 选题背景 Background 3 选题背景 新旧化学教材上关于Cu与浓、稀硝酸反应的内容并不相同。 旧教材没有相关实验，只有化学反应式，而新教材增加了实验。 人教版高中化学必修二 2007年修订版 必修一 第四章 4 选题背景 新旧化学教材对于Cu与浓、稀硝酸反应的实验有增加和补充。 旧教材没有相关实验，只有化学反应式，而新教材增加了实验。 人教版高中化学必修一 2019年版 必修二 第五章 5 选题背景 实验存在的缺陷： 1、试管中存在空气，无法确定空气中的氧气对于硝酸与铜丝的反应有无影响； 2、试管内存在空气，对稀硝酸与铜反应产物的观察造成了干扰 3、铜丝需要上下抽动，容易造成装置漏气 4、稀硝酸与铜丝生成的NO无法单独被NaOH溶液吸收，NO存在泄露的风险。 6 实验教学目标 Experimental Teaching Objectives 7 教学目标 1、重新设计出一套适用于“三新”背景下的铜与浓、稀硝酸的实验教学设计，让学生在参与过程中能提高自身的创新性和创造性。 2、实验操作和装置不宜复杂，利于开展小组探究实验。 3、该装置需利于观察铜与浓、稀硝酸的反应，能有效排除其他因素对实验的干扰，利于观察反应后溶液颜色以及生成气体的颜色及后续变化，且生成的污染气体不会泄露到空气中。 8 实验设计 Experimental Design 9 实验设计——实验内容设计 已知实验原理： 4HNO3(浓）+ Cu === Cu(HNO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 8HNO3(稀）+3Cu ===3Cu(HNO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 实验设计——实验内容设计 设计思路——实验内容： 1、铜与浓、稀硝酸反应后生成气体的对比 2、铜与浓、稀硝酸反应后溶液颜色的对比 3、铜与稀硝酸生成气体遇空气后颜色变化的探究 预期实验效果：1、对比明显；2、避免相互干扰； 3、可有效避免污染气体泄露。 11 实验设计——实验内容设计 CCl4 浓HNO3 苯 铜丝 CCl4 稀HNO3 苯 铜丝 实验装置 12 实验设计——实验方法设计 一、对比法 1、硝酸浓度不同对反应产生气体颜色的影响 2、硝酸浓度不同对反应后溶液颜色的影响 3、氧气存在与否，对稀硝酸与Cu反应生成气体的影响 二、控制变量法 在有氧和无氧环境中，Cu与稀硝酸反应生成气体颜色的变化 13 实验设计——实验方法设计 实验步骤：1、取一支U型试管，向其中加入CCl4，随后在其中一侧依次加入浓硝酸和苯。随后将加入了浓硝酸、苯一侧的U型管口用橡胶塞封住，橡胶塞下端固定一截铜丝。2、利用注射器将苯上方空气抽干，让铜丝浸没在苯中，观察实验现象。3、利用注射器继续将苯抽出，让铜丝与浓硝酸接触，观察实验现象。4、取另一支U型管，将浓硝酸换成稀硝酸，重复上述实验，对比实验现象。 5、用装有空气的注射器，将铜与稀硝酸反应生成的气体抽出，观察现象。 14 教学过程设计 Teaching process design 15 实验设计——教学过程设计 Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进教学设计： 一、使用教材：人教版2019年版必修二第五章第二节 二、实验器材和药品： 1、实验仪器：U型管、注射器、试管塞、铁架台 2、实验药品：苯、CCl4、浓硝酸、稀硝酸、铜丝 16 实验设计——教学过程设计 Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进教学设计： 三、实验操作及现象——Cu与浓、稀硝酸的反应 17 实验设计——教学过程设计 Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进教学设计： 三、实验操作及现象——Cu与浓、稀硝酸的反应 初始现象 18 实验设计——教学过程设计 Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进教学设计： 三、实验操作及现象——Cu与浓、稀硝酸的反应 最终现象 19 实验设计——教学过程设计 Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进教学设计： 三、实验操作及现象 Cu与浓硝酸反应的现象： 1、溶液变成绿色 2、生成红棕色气体 查阅资料后得知：NO2易溶于水,溶于水后呈红色，铜离子在溶液中呈蓝色，在两种颜色的混合下，溶液最终呈绿色 20 实验设计——教学过程设计 Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进教学设计： 三、实验操作及现象 Cu与稀硝酸反应的现象： 1、溶液变成蓝色 2、生成无色气体 3、无色气体抽入含有空气的注射器内后，变成红色 查阅资料后得知：NO与空气中的氧气接触后被氧化呈红棕色气体NO2。 21 实验设计——教学过程设计 Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进教学设计： 实验结论： 1、Cu与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2和Cu(NO3)2。NO2易溶于水,溶于水后呈红色，铜离子在溶液中呈蓝色，在两种颜色的混合下，溶液最终呈绿色。 2、Cu与浓硝酸反应生成无色气体NO和Cu(NO3)2。NO与空气中的氧气接触后被氧化呈红棕色气体NO2。 22 教学反思与自我评价 Teaching reflection and self-evaluation 23 实验设计——教学反思与自我评价 本创新实验的优缺点： 优点：可以在简单的实验仪器和操作中实现复杂、多元的探究性实验，对比明显，避免了有毒气体对空气的污染，同时苯和CCl4可回收，符合绿色化学思想。 缺点 本实验的提升空间： 实验装置还有改进的空间——向数字化、信息化实验靠拢 24 Lavf58.28.100 $$