□王 莎
　　“硝酸”位于人教版高中化学必修二，第五章第二节“氮及其化合物”的第3课时。硝酸属于三大强酸之一，学生在初中已有初步了解，但由于硝酸性质的特殊性，初中很少涉及硝酸的相关反应。这节课学生将系统学习硝酸的性质，其重难点在于通过探究硝酸与金属的反应，理解硝酸的强氧化性。其中钝化反应尤为特殊，学生在学习过后经常会错误地认为钝化是不发生反应。由于钝化过程缓慢，现象不明显，教师通常难以在课堂上通过演示实验来强化学生对钝化反应的理解。本教学设计中，教师通过合理设计实验，科学观察，让学生们直观地看到钝化的过程，加深对钝化反应的理解。
 　 一、激活已知，引出未知
　　课堂导入：根据初中所学回忆稀硫酸是否能和金属铜反应，为什么？
　　生：不能，氢后金属无法和酸反应置换出氢气。
　　师：如果向稀硫酸和铜共存体系中加入硝酸钾溶液，会不会发生反应呢？
　　教师演示实验，学生观察实验现象。
　　生：加入硝酸钾溶液后，铜片表面产生了气泡，溶液由无色变蓝，产生的气体刚开始是无色气体，最后略微有点红棕色。
　　小组讨论：铜究竟和什么微粒发生了反应？设计实验验证。
　　猜想一：铜和硝酸钾溶液发生反应；猜想二：铜和硫酸钾溶液发生反应；猜想三：铜和稀硝酸发生反应。
　　学生实验得出结论：金属铜和硝酸钾以及硫酸钾溶液均不发生反应，所以是和稀硝酸发生反应了。根据实验现象书写反应方程式。
　　思考：反应中稀硝酸体现了什么性质？
　　生：氧化性和酸性。
　　小结：稀硝酸不同于稀硫酸和盐酸，它具有强氧化性，能和金属反应生成一氧化氮、硝酸盐和水。
　　【设计意图】从初中知识入手激活学生已知，制造铜和稀硫酸反应的认知冲突，激发学生探究的欲望，学生通过猜想和实验探究，发现铜和硝酸的反应的事实，感受硝酸性质的特殊性。
　　二、实验探究，落实素养
　　在上述探究中我们发现铜和稀硝酸能够反应，下面我们来对比一下铜和浓硝酸的反应，请同学们观看实验视频，观察实验现象。
　　生：反应中都产生了大量气泡，浓硝酸与铜反应较快，气体呈红棕色，溶液由无色变为绿色，稀硝酸与铜反应较慢，气体刚开始呈无色，最终略微显红棕色，溶液由无色变为蓝色。
　　思考铜和浓硝酸反应的产物与稀硝酸反应产物是否相同？
　　生：不相同，铜和浓硝酸反应生成的气体是二氧化氮。
　　讨论：铜和浓硝酸反应后溶液为什么呈绿色？
　　生：二氧化氮气体为红棕色，易溶于水，使溶液呈黄色，叠加铜离子的蓝色，最终使溶液呈现绿色。
　　师：根据讨论结果，书写铜和浓硝酸反应的方程式。并思考浓硝酸在反应中体现了哪些性质？
　　生：4HNO3（浓）+Cu=Cu（NO3）2+2NO2 +2H2O，硝酸体现了强氧化性和酸性。
　　小结：硝酸与金属反应的规律和硝酸与铜的反应类似，浓硝酸氧化性较强，与金属反应后生成硝酸盐、二氧化氮和水；稀硝酸氧化性较弱，与金属反应后生成硝酸盐、一氧化氮和水。
　　【设计意图】学生通过观看实验加深对硝酸强氧化性的理解，通过对比分析，知道浓、稀硝酸和铜反应的不同之处，从而掌握金属和硝酸反应的一般规律，培养了“证据推理与模型认知”能力，实现具体实验到抽象规律的思维提升。
　　三、科学观察，钝化可见
　　出示资料：硝酸运输的包装材料应考虑耐腐蚀、密封性好的材料，常用的包装材料包括塑料桶、不锈钢罐车、铝槽车、耐酸陶瓷、增强塑料等。
　　师：浓硝酸在运输时可采用铁罐车或铝槽车，这又是为什么呢？
　　探究：硝酸和金属铁的反应，铁片分别和浓稀硝酸反应对比。
　　生：铁与稀硝酸，铁片表面产生大量无色气体最后变成红棕色，溶液变红棕色；铁与浓硝酸反应无明显现象。
　　师：铁和浓硝酸能否发生反应，我们可以通过对比铁片在反应前、反应过程中以及反应一天后的变化来判断。
　　生：铁片反应前后完好无损，但是铁片的颜色由银白色、有金属光泽逐渐变暗淡最后表面变黑。应该是硝酸将铁氧化生成了黑色氧化物四氧化三铁。
　　师：我们把金属铁常温下遇浓硝酸生成致密氧化膜，从而保护内部金属不被氧化的这一性质称为“钝化”，金属铝在浓硝酸中也会钝化，所以可以选用铝槽车和铁罐车运输浓硝酸。
　　【设计意图】通过实验演示让学生看到铁和浓、稀硝酸的反应，学生会认为铁和浓硝酸不反应，教师通过对比反应前和一天后铁片表面颜色的变化，让学生看见钝化的变化过程，从而明白浓硝酸运输容器选择铁槽或铝槽车的原因。强化性质决定用途的学科思维。
　　四、联系实践，培养安全意识
　　师：在铁和浓硝酸钝化的实验中，细心的同学还观察到一天后浓硝酸稍微有所泛黄，这是为什么呢？结合硝酸泄漏的现场视频分析原因。（播放视频）
　　生：硝酸泄漏现场产生大量红棕色的烟雾，液体中不断冒出红棕色气泡，消防员用生石灰堵住硝酸，并不断利用雾状水枪稀释刺鼻的气味。硝酸见光或受热容易分解产生红棕色的二氧化氮气体，用碱石灰堵住硝酸是利用了硝酸的酸性可以和碱性氧化物反应，用雾状水枪稀释刺鼻气味，是利用了二氧化氮易溶于水的性质。
　　师：尝试用化学符号表征硝酸见光或受热分解的反应。
　　生：4HNO3 4NO2 +O2 +2H2O
　  【设计意图】通过硝酸泄漏的情境让学生认识硝酸的不稳定性和酸性，从而培养学生的安全意识和环境保护意识。
　  五、结合应用，感悟学科价值
　　（一）硝酸在国防军事领域的应用
　　观看洲际导弹“东风41”的发射视频，感受我国强大的国防实力。硝酸经分解、聚合等精密工艺转化为液态强氧化剂四氧化二氮，成为液体火箭推进剂的黄金搭档。为我国航天事业构筑起坚不可摧的国防安全屏障，是国防领域当之无愧的战略基石。
　　（二）硝酸在农业生产领域的应用
　　硝酸是生产氮肥的核心原料，广泛用于制备硝酸铵、硝酸钾等肥料，使人类的粮食生产摆脱了天然肥料供应不足的困境，间接地为人类生存提供了坚实的食物保障。
　　【设计意图】通过学习硝酸的用途感受化学对国防科技的贡献，增强学生的社会责任感，明白化学在国家安全、民生保障中的重要性，树立用化学知识服务社会的意识。
 　 六、拓展作业
　　查阅资料分析酸雨产生的化学原理、危害及其防治措施，结合所学知识，谈一谈工业发展在推动社会进步与造成环境污染方面的双面性，形成简短的实践报告。
　　【设计意图】通过查阅资料培养学生获取、处理信息的能力，通过分析工业发展双面性，树立环保意识。