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1、 人教版高一化学必修第二册浓硝酸、稀硝酸与铜反应的实验创新教学设计教学章节必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素 硝酸教学内容浓硝酸、稀硝酸与铜反应的实验创新教学年级高一教学方式微课教材分析本内容选自人教版高一化学必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 硝酸。为了让学生直观的观察到浓硫酸、浓稀硝酸与铜反应的异同，感受化学实验的神奇，培养学生的学科兴趣，很有必要向学生展示硝酸与铜反应的实验。但是传统浓硝酸、稀硝酸与铜的反应的实验装置，有很多的缺点：1、产生的有害气体直接排放到空气中污染环境；2、没有直观的对比出铜与浓硝酸、稀硝酸反应的现象；3、不能明显的长时间的观察对比生成物一氧
2、化氮、二氧化氮气体的颜色；4、且不能连续操作，没有将生成的一氧化氮、二氧化氮气体利用起来，进行后续的实验教学。因此可利用好本部分的素材，引导学生用化学实验室的常见的仪器通过创造性的设计，组成了一套安全，多功能，操作简单，对比性强，环保，现象直观的实验装置，从而突破了以上的问题。让学生在掌握学科知识的同时了解化学的实验探究手段和方法，提升学生对化学实验的观察、思考、对比、分析、推理的能力。拓展学生化学学科创新思维，培养科学探究与创新意识形成学科核心素养。学情分析本节课所教授的对象是高一学生，在此之前，学生已经学习了浓硫酸与铜的反应，具备了一定的实验观察和总结能力，这对本部分内容的学习起到了铺垫作
3、用。且高一学生具有好奇心强、思维灵活、接受新事物能力强的特点，这也是学习本节课内容所需的重要学科素质。但学生在实验设计和实验创新的思维上、能力上都相对欠缺。本部分内容将从实验创新的角度引导学生展开创新实验，让学生体会到创新其实也可以变得这样简单、有趣。让学生形成创新意识、爱上创新。教学目标（知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观）知识与技能1、 掌握浓硝酸、稀硝酸与铜反应的现象、方程式；2、 掌握一氧化氮与氧气反应的现象、方程式；3、 掌握二氧化氮与水反应的现象、方程式。过程与方法1、 理解本实验的创新设计；2、 总结出本实验的创新点；3、 在学习的过程中体会实验创新的思想；情感态度与价值观
4、1、 通过对实验的设计、实践培养学生勇于探索、实事求是的科学精神；2、 通过对实验的创新点的小结，培养学生总结、归纳、概括的能力，提升学科素养，形成正确的价值观。3、 通过创新实验的学习培养学生实验创新的精神、提升创新能力，最终形成创新性人才。教学重点体会本实验的创新思路教学难点总结本实验的创新优点教学课型微课教具准备电脑、智能手机；现代教育技术应用Powerpoint制作课件、EV录频录制微课、剪映剪辑视频教师活动学 生 活 动设计意图教学过程设计教学过程设计【一、实验创新设计】（1） 教师展示实验装置设计图并进行适当讲解、引导。（2）连接实验装置【二、实验创新过程】1、检查装置的气密性2、
5、实验一：浓硝酸、稀硝酸同时和铜反应（1）、在左右烧杯中装入适量的浓氢氧化钠溶液。（2）、在左右抽滤瓶中装入适量稀硝酸、浓硝酸且液面均要没过下端玻璃导管。（3）、在左右两边球形干燥管中分别装入3份铜丝、1份铜丝。（4）、向外拉动注射器，使浓硝酸、稀硝酸充满球形干燥管排尽空气并与铜开始反应，关闭止水夹。3、实验二：一氧化氮与氧气反应打开左边止水夹，缓慢向外抽动注射器使左边球形干燥管中的一氧化氮与注射器中的空气接触后关闭左边止水夹。4、实验三：二氧化氮与水反应（1）将注射器取下把内部气体缓慢注入浓氢氧化钠溶液中进行处理，拉动注射器吸满蒸馏水再次连接好注射器。（2）、打开右边止水夹，缓慢推动注射器让水
6、进入干燥管与二氧化氮接触反应。5、尾气处理打开所有止水夹，注射器内吸满空气，连接好注射器并向内推动使空气将氮氧化物排入烧杯中与氢氧化钠溶液反应。防止污染环境。【三、实验创新小结】引导学生思考本实验创新有哪些有点？【课后提高】关于离子键强弱等知识作为习题，请学生课后完成。学生聆听、思考观察并体会实验设计意图思考检查方法、操作和现象：1、关闭烧杯与抽滤瓶间开关，其余开关打开。2、在抽滤瓶中装入适量蒸馏水且蒸馏水没过玻璃导管，拉动注射器。3、如抽滤瓶中玻璃导管内形成一段水柱，且一段时间内水柱液面不下降说明装置气密性良好。观察实验过程、对比实验现象、得出实验结论：现象：左右两边均产生气泡，左边产生气泡
7、速率慢于右边。左边生成了无色气体，得到了浅蓝色溶液，且随着反应的进行液面慢慢降低，无色气体充满整个球形干燥管，反应自动停止；右边生成了红棕色气体，得到了绿色溶液，且随着反应的进行液面快速降低，红棕色气体充满整个球形干燥管，有部分红棕色气体进入了下面的抽滤瓶，反应自动停止。结论：浓硝酸、稀硝酸与铜反应产生的气体分别为二氧化氮、一氧化氮 ；且浓硝酸与铜反应的速率较快。观察实验过程、实验现象、得出实验结论：现象：注射器中气体由无色变为红棕色。结论：无色的一氧化氮与空气中的氧气反应生成了红棕色的二氧化氮。观察实验过程、实验现象、得出实验结论：现象：干燥管上端气体红棕色慢慢变浅最后退为无色，下端的无色液
8、体与铜反应产生无色的气泡。结论：红棕色的二氧化氮气体与水反应生成了无色的一氧化氮气体和硝酸。观察尾气处理过程和现象，体会设计意图，形成环保意识。 抽滤瓶中气体颜色慢慢变浅，氢氧化钠溶液中有气泡产生。学生思考总结：1、操作简单方便：装置气密性检查、一氧化氮与氧气反应时、二氧化氮与水反应都只需通过抽、拉注射器即可实现，操作简单方便。2、对比性强：实验中铜与浓、稀硝酸的反应同时进行，可直观的对比两个反应的产物、反应快慢等实验现象；可与必修一教材实验4-9部分内容进行对比学习，从而能够更加深刻的认识浓硫酸，浓、稀硝酸与不活泼金属铜反应的异同；。3、无干扰性：铜与浓、稀硝酸的反应均是在密闭无氧的环境中进
9、行，可排除空气的干扰，能够更直观、准确的观察到产物。4、多功能性：采用一套实验装置，层层推进展开实验，既对比了浓、稀硝酸与铜的反应，又做了一氧化氮与氧气的反应，还做了二氧化氮与水的反应，可谓是一器多用。5、现象明显直观：实验中铜与浓、稀硝酸的反应，一氧化氮与氧气反应，二氧化氮与水反应现象都非常的明显直观，便于观察学习。6、绿色环保：将实验中产生的多余氮氧化物通入氢氧化钠溶液中处理，培养绿色化学思维和环保意识，形成科学精神与社会责任的核心素养。完成课后习题，巩固所学内容。 通过实验创新设计图和实物连接图的展示。启发、引导学生理解本实验的创新思维。装置的气密性检查，思维量不大，学生可以自己进行思考
10、完成。通过对实验现象的对比观察，得出实验结论，培养学生的观察能力、总结能力。学生在观察总结的过程中体会本实验设计的连续性，即可变废为宝又完成了后续的学习，体会创新的乐趣。再次在观察总结的过程中体会本实验设计的创新性、形成创新思维、体会创新的乐趣。完成实验后，对污染性气体进行尾气处理，体现了环保思想和学科责任。本节课结束前让学生总结本实验创新的有点，培养学生的总结能力，并再次体会创新的快乐。通过习题再次巩固本节课所学内容，在做题的过程中学会知识的迁移做到举一反三。教学反思 体验是认知的前提，浓硝酸和稀硝酸与铜的反应实验在人教版的教材中没有设计，笔者认为这主要是考虑到其反应具有一定的危险性，不环保
11、性。因此教材设计的思路是通过对浓硫酸强氧化性学习后类比学习硝酸与铜的反应，但实验的缺乏对学生感受化学学科的神奇，培养学科兴趣是无意的。因此笔者认为很有必要开展科学实验让学生在实际的实验操作中既能形成新的认知又能感受化学实验的魅力。但是如果采用传统的实验方式产生的污染性气体将直接排放到空气中，这对培养学生的科学态度和社会责任是不利的。因此设计制作一套更加科学的，创新的，环保的，安全的实验装置向学生展示铜与硝酸的反应实验显得关键而重要。在这样的背景下我们设计制作了本套实验装置。其特点在于：封闭装置，有害气体处理经过处理不会污染环境，培养学生的社会责任感；铜与浓硝酸、稀硝酸的反应同时进行，装置可同时生成一氧化氮、二氧化氮气体并分别收集，让学生在体会化学实验的探究之美的同时也培养了学生的实验观察能力、对比分析能力；生成一氧化氮、二氧化氮气体可分别与氧气、水反应进行后续的实验教学，让学生体会到该装置的多功能性，感受到创新的强大力量，从而引导学生在学习和生活中要勇于创新大胆创新。因此笔者认为本实验装置的设计合理且具有较强的创新性，能够培养学生的化学学科思维、科学探究与创新意识等核心素养，值得推广。学科网（北京）股份有限公司
