第四章 非金属及其化合物
第四节 氨 硝酸 硫酸
广州市第二中学 陈薇
一、突出教材主干知识，把握教学主线
本章教材选取的内容都是具有典型代表性的物质，第一节硅，是地壳中含量丰富的元素，第二节氯，是海洋中富集的元素，第三节硫和氮的氧化物是大气中的主要污染物，第四节氨、硝酸和硫酸是重要的基本化工产品，这些素材的选取都是和生产生活紧密相关的。
硫酸、硝酸是硫、氮元素的最高价氧化物的水化物，是重要的含氧酸，除具有酸的通性外，还具有强氧化性，在反应中硫、氮元素被还原，生成相应的氧化物。氨是氮的氢化物，也是高中阶段接触到的唯一的碱性气体，水溶液呈碱性。在教学中建议把握好这些主干知识，以主干知识作为教学主线和支撑。教材针对这些主干知识，通过实验、思考与交流、方程式、图片进行建构与强化。
二、渗透基本原理，构建知识体系
学习完本节后，学生应能掌握非金属单质、氢化物、氧化物、含氧酸等构成某一非金属元素的知识体系，因此，在教学过程中，应该重视知识体系的建构，把物质变化、氧化还原的基本理论渗透到教学过程中，以理论指导学生总结、归纳和应用。可以运用教材中的各项栏目，尤其是三个“思考与交流”栏目。
第一个“思考与交流”： 该栏目很好体现了氮元素的一系列转化，体现了还原性，元素可以被氧化成高价态，渗透氧化还原的基本原理。还可以用分类的思想指导学生对不同类别的非金属化合物之间的转化进行归纳总结。本栏目用好，对学生元素化合物学习形成知识体系有很重要的作用。
第二个“思考与交流”：运用该栏目对学生渗透固氮思想，以及环境教育。
第三个“思考与交流”：回顾酸的通性，同时指出浓硫酸和硝酸的特性。运用对比的方法深入理解物质的性质以及各类反应的特点。
三、充分发挥实验的功能
本节涉及到三个实验，每个实验的功能不同，建议明确实验目的、侧重点，如氨气溶于水的喷泉实验，可以侧重引导学生分析问题、解决问题的能力。氨气的实验室制备，由于涉及到气体发生、收集、检验等，应作为氨性质的一个重点。而铜与浓硫酸反应不仅仅是验证实验，应注意学生实验观察能力的培养。
四、教学重点：
氨的性质、氨气的制备，硝酸和浓硫酸的强氧化性
五、建议课时：课时
六、分课时教学目标和教学过程建议
第一课时 氨的性质
目标：知道氨气的物理性质（通常情况下的颜色、气味、溶解性），知道氨水呈弱碱性。
能够用氨的物理性质和弱碱性解释喷泉实验的现象。
看懂氨水呈弱碱性的原因，分析氨水中的成分。
学会分析实验现象的原理。
教学过程：
［展示］一瓶氨气。
学生描述：无色，有刺激性气味，
教师讲解：密度＜空气，易液化，可作致冷剂。
［实验］：该实验是氨气的性质实验，体现氨气极易溶于水，而且溶液呈碱性，学生对这个实验印象应该是非常深的，但是本实验不仅是个验证实验，更重要在于培养学生的能力。如实验让学生描述现象，体现观察能力，然后分析现象产生的原因，体现了实验分析能力。最后得出结论，体现出总结能力。
在处理时，教师先组装、讲解仪器，可以引导学生观察，并设置不同层次的问题，培养思维。
1 烧瓶内为什么会形成喷泉？什么操作可以引发喷泉？
2 溶液为什么变成红色？适当解释氨水呈弱碱性的原因
3 分析讨论氨水中的成分。
4 你能总结归纳氨气的性质吗？
你认为还有哪些气体也能实现喷泉实验？（作为课外活动小组实验开展）
［问题］氨的水溶液是碱性的，但其中的水是中性的，氨分子也没有氢氧根离子。氨水为什么会显碱性呢？
［分析］氨溶于水使酚酞溶液变红，说明产生了一种新物质—水合氨，它能够部分电离出和。自学并讨论资料卡片内容，领悟，记忆。渗透由表及里，由现象到本质的观点。
＋ ·
＋＋－
＋ ＋＋－
其中一水合氨很不稳定，受热会分解。 · ↑＋
［板书］ （）氨的弱碱性
＋ ·
＋＋－
［问题］氨水中主要含有哪些微粒呢？氨水与液氨相同吗？回答：
、·、、、。
［问题］ 氨水具有碱性，能与哪类物质反应呢？
［演示实验］氨与氯化氢反应：可以用玻璃棒分别沾取浓氨水和浓盐酸，两玻璃棒靠近。
学生描述现象：产生浓烈的白烟。
然后讨论：浓氨水和浓盐酸为什么不用相互接触就可以反应？白烟的成分是什么？
［回答］浓氨水有挥发性，浓盐酸也有挥发性，因此可以不用接触即可反应。
［板书］（）氨与酸反应＋ ＝
［讲解］氨同样能跟其他酸化合生成铵盐，请写出氨与硝酸、硫酸的反应方程式。
［板书］＋＝
＋＝()
练习书写化学方程式，理解氨的化学性质。使学生巩固对氨和酸反应的认识。
目标：记住铵盐的性质（易溶于水、受热易分解、与碱共热），并能举例说明。能描述氯化铵受热分解的实验现象。
学会利用铵盐的性质对相似的物质进行性质的迁移分析，能够写出其它铵盐性质反应的化学方程式。
教学过程：
［过渡］氨与酸反应形成氨盐，我们下面分析铵盐的性质
［讲述］铵盐是铵根离子（＋）和酸根离子组成的化合物。铵盐都是晶体，能溶于水。
［板书］铵盐化学性质：
（）铵盐受热易分解：
［铵盐的分解实验］可以做“搬家”的实验：取一支干净的试管，往其中加入一药匙固体，尽量平铺于试管底部，试管口向上倾斜，对试管进行加热，观察现象并记录。
分析：加热会变成什么？为何没有逸出试管？后来的白色固体还是吗？
［板书］化学方程式： ↑＋↑、 ＋＝
学生仿写： ↑＋＋↑
［讲解］铵盐还能与碱在加热的条件下，反应放出氨气，例：
＋ ＋↑＋
学生仿写：()＋ ＋↑＋
［板书］（）铵盐与碱的反应：()＋ ＋↑＋
［强调］这个性质是一切铵盐的共同性质，实验室可利用这个性质来制备氨气。
目标：记住氮的常见化合价。
利用氧化还原的知识判断含氮化合物的一系列转化过程中的变化。
能够灵活运用氧化还原反应的原理分析物质的变化。
教学过程：
［思考与交流］该栏目很好体现了氮元素的一系列转化，体现了还原性，元素可以被氧化成高价态，本栏目用好，对学生元素化合物学习形成知识体系有很重要的作用，而且该栏目还把氧化还原的知识重新回顾，对后面学习硫酸和硝酸的氧化性做好铺垫。
在处理时，可以让学生讨论：
1 氮元素的化合价有什么特点，常见的氮元素有哪些化合价。
2 在这些不同化合价的转化过程中发生什么反应，？
3 指出氧化剂、还原剂，转移的电子数。
4 通过这些物质之间的变化，请你用分类的方法，总结非金属元素构成的不同类别的物质之间的知识体系。
第二课时 氨气的制备和的检验
目标：识别氨气的实验室制取装置、收集、检验。
能够解释制取装置、收集、检验方法的原理。
能够独立操作碱性气体的制备实验，学会制备实验的方法。
掌握铵根离子检验的原理、步骤和操作要点
教学过程：
［实验室制备氨气实验］：这个实验在必修教学中非常有代表性，高中阶段要求掌握的气体制备只有和制备，而是唯一的碱性气体，其制备装置（固固加热）、收集装置（极易溶于水、比空气轻的气体）、检验方法、验满方法、排空法收集气体的技巧（试管口一团棉花）都是相对较新的。是典型的小装置、大学问，值得研究。
应该让学生自己设计各种方案进行组合与评价，可以借鉴第三章“铁粉与水蒸汽反应”实验装置的设计与评价模式（略）。
结合氨气和铵盐的性质，请小组讨论设计实验制备干燥纯净的氨气。
提供如下药品：氯化铵固体、硫酸铵固体、消石灰、浓氨水、生石灰，氢氧化钠固体
仪器：试管、带导管的单孔塞、表面皿、锥形瓶
用品：棉花、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、玻璃棒、镊子、药匙
引导学生从以下几点出发思考：
（）氨气的发生原理、装置：什么药品能产生氨气？根据什么选择制气装置？
（）如何收集：根据什么确定氨气的收集方式？
（）如何检验：根据什么确定氨气的验满方法？
（）氨气的干燥：如何选择气体的干燥剂？
通过分析实验，设计实验，让学生体会实验设计的基本思路。学生设计后，讨论实验方案的可行性，评价方案，进行实验。
我们学习了氨气的性质、铵盐的性质和氨气的制备，现在老师这里有一瓶白色固体，不清楚是否为铵盐，请你检验的存在，怎么办？
原理：铵盐与碱受热分解放出氨气。
试剂：样品、碱、试管、带导管的单孔塞、红色石蕊试纸
操作：取少量样品与碱混合置于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，证明有。
目标：体会到氨及其化合物在工业生产中和自然界中的循环的重要作用。
教学建议：
［思考与交流］：本思考和交流安排在得出结论之后，目的在于要求学生运用所学知识分析解释一些事实，然后通过科学的方法进行归纳总结，以加深对所学知识的理解。对自然界氮的循环这一个栏目，教师可以充分利用，组织学生探讨。
第三课时 硫酸和硝酸的氧化性
目标：说出酸的通性，能够列举出体现酸的通性的具体例子。
教学建议：
硫酸、硝酸和盐酸是我们常说的三大强酸，它们在组成上有什么特点，有什么相似的性质，又有那些不同的性质？
［投影］
酸的通性
我们在实验室制取氢气时，不用浓硫酸和硝酸来制取，说明它们除了具有酸的通性外还具有特殊性质。
目标：浓硫酸特性：知道有吸水性、脱水性。
能正确识别浓硫酸的氧化性的原因，
运用氧化还原反应知识解释浓硫酸的氧化性（与、的反应），掌握反应条件、产物，能够正确书写反应方程式。
教学过程：
［过渡］初中的知识告诉我们浓硫酸具有很强的腐蚀性，脱水性。能脱去蔗糖中的水，蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。
［问题］浓硫酸除了具有脱水性、腐蚀性之外，还具有什么特殊的性质呢？我们都知道不能和稀硫酸反应，但是能与浓硫酸反应吗？
［实验］浓硫酸与铜反应，将产生的气体通入品红溶液，并观察反应后溶液的颜色。再加热褪色的品红溶液，观察其现象。
［教师］ 实验观察应注意什么问题？怎样才能更有序、细致观察实验呢？
注意引导学生对实验进行有序的观察：时间变化（反应前后）和空间顺序（从左到右）。
［师问］硫酸和铜中的元素化合价有什么变化，并分析产物是什么，硫酸和铜各表现什么性质？
［生答］产生了和，硫元素从价变成了价，化合价降低，被还原；铜从价变成了价，被氧化。硫酸表现氧化性，作氧化剂；铜表现还原性，作还原剂。
［问］ 浓硫酸为什么表现出强氧化性呢？
［讲解］浓硫酸中元素的化合价为＋，处于最高价态，体现强氧化性。
［板书］一．硫酸和硝酸的氧化性
．浓硫酸的氧化性
①与金属反应
(浓) word/media/image3_1.png↑
［过渡］根据浓硫酸的强氧化性以及反应中变价的情况，你能推导出浓硫酸和反应生成什么产物吗？反应中谁是氧化剂？还原剂？氧化产物？还原产物？转移电子数？
［生］ 浓硫酸中硫的化合价由＋变成＋，产物是，被氧化成最高价＋，得到。
［板书］②与非金属反应
(浓) word/media/image3_1.png↑↑
［生］硫元素的化合价降低，被还原，作氧化剂；元素的化合价升高，被氧化，作还原剂。
是氧化产物， 是还原产物。转移－
［总结］浓硫酸中的化合价处在最高价，在反应中体现很强的氧化性，当遇到一些具有还原性的物质时，容易发生氧化还原反应。
目标：硝酸：知道硝酸的物理性质，说出硝酸的保存方法。
能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性（浓硝酸、稀硝酸与、、常见金属的反应），掌握反应条件、产物，能够正确书写反应方程式。
知道冷的浓硫酸、浓硝酸与铁、铝的钝化作用。
教学过程：
本部分可以有两种教学建议，方案一是以前面学习的理论指导分析反应。方案二是从实验入手解决问题。
方案一：
［过渡］请同学们标注硝酸中的化合价，是否处于最高价？
［生］ ＋，处于元素的最高价。
［师］ 那你觉得它应具有什么特殊的性质？
［生］ 强氧化性
［板书］．硝酸的氧化性
［问］你能仿照、与浓硫酸的反应，写出、与浓硝酸的反应方程式吗？
［板书］①与金属反应
（浓）＝ () ↑
（浓）＝ ↑↑
方案二：
［补充实验］浓与反应
请同学们观察实验现象，并根据现象推断是什么产物，表现什么性质。
［现象］反应剧烈，产生红棕色气体，溶液变蓝色
［生答］浓与反应产生红棕色气体，说明是，则硝酸被还原，表现氧化性。
［师］ 元素是一种能表现多种化合价的元素，通过前面的学习，我们知道，（为－价）可以被氧化成多种价态：
＋ ＋ ＋ ＋ －
当硝酸与金属或非金属反应时，反应物反应条件不同，硝酸被还原得到的产物也不同。如与稀硝酸反应，硝酸被还原成＋的。
［板书］ （稀）＝ () ↑
［讲解］ 有些金属如铁、铝等虽然能溶于稀硫酸或稀硝酸，但是在常温下却可以用铁、铝制容器来盛放浓硫酸或浓硝酸，这是因为他们表面被氧化成致密的氧化物薄膜，阻止了金属进一步与酸的反应。
［拓展］浓硫酸和硝酸虽然具有很强的氧化性，但不能溶解金、铂等金属，有没有什么溶液可以溶解金、铂等金属呢？
［投影］《玻尔巧藏金质奖章》的故事
［讲解］故事中提到溶液叫王水，可以溶解金、铂等金属。
［板书］王水：浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为︰）。
［总结］浓硫酸与硝酸的性质与特性比较
［讲解］硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业是可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
学习是一件增长知识的工作，在茫茫的学海中，或许我们困苦过，在艰难的竞争中，或许我们疲劳过，在失败的阴影中，或许我们失望过。但我们发现自己的知识在慢慢的增长，从哑哑学语的婴儿到无所不能的青年时，这种奇妙而巨大的变化怎能不让我们感到骄傲而自豪呢？当我们在学习中遇到困难而艰难的战胜时，当我们在漫长的奋斗后成功时，那种无与伦比的感受又有谁能表达出来呢？因此学习更是一件愉快的事情，只要我们用另一种心态去体会，就会发现有学习的日子真好！ 如果你热爱读书，那你就会从书籍中得到灵魂的慰藉；从书中找到生活的榜样；从书中找到自己生活的乐趣；并从中不断地发现自己，提升自己，从而超越自己。 明天会更好，相信自己没错的！ 我们一定要说积极向上的话。只要持续使用非常积极的话语，就能积累起相关的重要信息，于是在不经意之间，我们就已经行动起来，并且逐渐把说过的话变成现实。
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