Разработка урока химии "Азотная кислота"; 9 класс (2 часа)

Тема урока. Азотная кислота.

Выполнила учитель химии МОУ Знаменская СОШ.

Цели: изучить свойства азотной кислоты, отметить ее особенности взаимодей­ствия с металлами. Рассмотреть применение азотной кислоты.

Задачи:

● учащиеся должны уметь записывать уравнения реакций, характеризующих химические свойства азотной кислоты; знать особенности взаимодействия НNОз с металлами; уметь записывать ионные уравнения, окислительно-восстановительные процессы, составлять электронный баланс; называть области применения азотной кислоты и ее солей.

• Развивать познавательный интерес к химии, пробуждать желание творчества, умения правильно и красиво формулировать свои мысли;

• Организовать деятельность обучающихся по продолжению формирования умений анализировать и сравнивать факты, выделять главное, разрешать проблемы, возникающие в процессе обучения, делать выводы.

Оборудование: ПСХЭ Д.И.Менделеева; электрохимический ряд напряжений металлов; пробирки, пробиркодержатели, спиртовки , оборудование для демонстрации электронной презентации.

Вещества: растворы азотной кислоты (конц. и разб.), медь, оксид меди (II), гидроксид натрия, карбонат натрия, белая шерстяная нитка.

Ход урока.

1. Организационный момент.

- Эпиграфом сегодняшнего урока я выбрала слова Л.Н. Толстого «Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей мысли, а не памятью» (слайд №1)

II. Усвоение новых знаний .

Учитель: Сегодня нам нужно изучить одно очень важное вещество, которое используется для производства комплексных удобрений, лекарств и красителей, но пока я не буду говорить его название, через несколько минут мы узнаем что это за соединение. (слайд №2) пентагон . прочитайте утверждения . каком веществе идет речь

Учитель: Как вы уже догадались сегодня мы будем изучать азотную кислоту, строение молекулы, способы ее получения, свойства, области применения.( слайд №3 ,№4)

1. История открытия.(слайд №5)

2. Состав и строение молекулы азотной кислоты(слайд№6)

1) Назовите формулу азотной кислоты - .
2) Напишите графическую формулу азотной кислоты.
3) Напишите электронную формулу азотной кислоты.

Если написать так формулу, то получается, что вокруг азота вращается десятиэлектронное облако, но азот находится во втором периоде и у него нет пустых d- ячеек, поэтому азот отдает два электрона обоим атомам кислорода и тогда электронную формулу записываем
. . . . . .

эти связи равноценны.
Валентность азота равна IV, а степень окисления + 5

3. Физические свойства.(слайд №7)

Бесцветная жидкость, более концентрированная – желтого цвета от избытка оксида азота (IV). Плотность кислоты , температура кипения + 86 градусов, температура замерзания - 41 градус.

4. Получение азотной кислоты.

А) в лаборатории( слайд №8)

Б) в промышленности (слайд №9)

5 . Химические свойства . Учитель. Сегодня на уроке вам предстоит многое выяснить о химических свойствах этого интересного вещества. На пути познания вы столкнетесь с противоречиями, обнаружите удивительные факты. Но, для начала нам необходимо повторить некоторые моменты: 1) Перечислите общие свойства кислот? (называются общие свойства кислот – реакция на индикатор, взаимодействие с металлами, оксидами металлов, основаниями, растворами некоторых солей).

2) Охарактеризуйте азотную кислоту по составу молекулы и силе? (характеризуют HNO₃: одноосновная, кислородсодержащая, сильная).

3) Почему всем кислотам характерны общие химические свойства? (объясняют, что общие свойства кислот объясняются наличием в молекулах кислот протонов водорода, способных диссоциировать в раствор и замещаться на катионы металлов).

Лабораторные исследования (задания по группам): (Повторение ПТБ!). Проведите реакции, которые указаны на слайде №10. Каждая группа записывает уравнения реакций на доске.

1 группа: провести реакцию раствора азотной кислоты и оксида меди (II), записать уравнение реакции, определить ее тип.

Запись в тетради: CuO + 2 HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + H₂O - реакция ионного обмена, необратимая

CuO + 2H⁺ + 2 NO₃^- = Cu²⁺ + 2 NO₃^- + H₂O

CuO + 2H⁺ = Cu²⁺ + H₂O

2 группа: получить нерастворимое основание Cu(OH)₂; провести реакцию раствора азотной кислоты и гидроксида меди (II); записать уравнение реакции, определить ее тип.

В тетради: CuCl₂ + 2 NaOH = Cu(OH)₂ + 2 NaCl (получение нерастворимого основания)

Cu(OH)₂ + 2 HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2 H₂O - реакция ионного обмена, необратимая

Cu(OH)₂ + 2H⁺ + 2 NO₃^- = Cu²⁺ + 2 NO₃^- + 2 H₂O

Cu(OH)₂ + 2H⁺ = Cu²⁺ + 2 H₂O

Признак реакции – растворение голубого осадка Cu(OH)_2.

3 группа: провести реакцию растворов азотной кислоты и карбоната натрия, записать уравнение реакции, определить ее тип.

В тетради: 2 HNO₃ + Na₂CO₃ = 2 NaNO₃ + H₂O + CO₂ - реакция ионного обмена, необратимая

2 H⁺ + 2NO₃^- + 2 Na⁺ + CO₃ ^2- = 2 Na⁺ +NO₃^- + H₂O + CO₂

2 H⁺ + CO₃ ^2- = H₂O + CO₂

Признак реакции – характерное «вскипание».

Для всех: провести реакцию растворов азотной кислоты и гидроксида натрия в присутствии фенолфталеина, записать уравнение реакции, определить ее тип. Проверим что у вас получилось (слайд №11)

Вывод(слайд №12): азотная кислота проявляет свойства общие с другими кислотами:

1. Сильный электролит, хорошо диссоциируют на ионы.

HNO₃ -> H⁺ +NO₃^-

Изменяет окраску индикатора.

2. Реагирует с основными оксидами

СuO+2 HNO₃ -> Cu(NO₃)₂ +H₂O

3. Реагирует с основаниями

HNO₃ + KOH -> KNO₃ + H₂O

4. Реагирует с солями более летучих кислот

Na₂CO₃ + 2HNO₃ -> 2NaNO₃ +H₂CO₃

/ \

H₂O CO₂

Кроме этого обладает специфическими свойствами. ( слайд №13) Азотная кислота в степени окисления +5 – сильный окислитель. Значит, она может уменьшить свою степень окисления. При нагревании азотная кислота разлагается: 4HNO₃ = 2H₂O + 4NO₂ + O₂.

Азотная кислота окисляет неметаллы

NО ← неMe + HNO₃ → NO₂

( Слайды№14, №15, №16) Взаимодействие азотной кислоты с металлами изучено довольно хорошо, т.к. конц. HNO3 используется в качестве окислителя ракетного топлива. Смысл заключается в том, что продукты реакции зависят от двух факторов:
1) концентрация азотной кислоты;
2) активность металла
Комбинацией этих двух параметров и определяется состав продуктов реакции.
Что может быть?
а) металл может вступать в реакцию, а может не вступать (не реагировать вообще, пассивировать );
б) состав газов смешанный (как правило выделяется не один газообразный продукт, а смесь газов, иногда какой-то газ преобладает над другими);
в) обычно водород в этих процессах не выделяется (есть исключение, когда на практике доказывается, что Mn + разб. HNO3 действительно выделяется газ водород).
Главное правило: Чем активнее металл и чем разбавленнее азотная кислота, тем глубже идёт восстановление азотной кислоты (крайний вариант - восстановление до аммиака NH3, точнее до NH4NO3 ; здесь процесс восстановления N{+5} + 8e ----> N{-3} ). Возможны промежуточные варианты восстановления до NO2, NO, N2O, N2
Общая схема процесса:
При взаимодействии с металлами образуются нитрат, вода и третий продукт по схеме:

HNO₃(р.)+Me(до H₂)→нитрат+H₂O+NH₃(NH₄NO₃)

HNO₃(р.)+Me(после H₂)→нитрат+H₂O+NO

HNO₃(к.)+Me(до H₂)→нитрат+H₂O+N₂O(N₂)

HNO₃(к.)+Me(после H₂)→нитрат+H₂O+NO₂

Концентрированная HNO₃ на Al, Cr, Fe,Au, Pt не действует.

При попадании кислоты на кожу – кожа желтеет. Таким образом, кислота обладает не только общими свойствами кислот, но и специфическими.

6. Применение азотной кислоты(слайд №17) производство азотных и комбинированных удобрений, -взрывчатых веществ (тринитротолуола и др.),

-органических красителей.

-как окислитель ракетного топлива.

- В металлургии Азотная кислота применяют для травления и растворения металлов, а также для разделения золота и серебра.

7. Действие на организм( слайд №18)

Вдыхание паров Азотная кислота приводит к отравлению, попадание Азотная кислота (особенно концентрированной) на кожу вызывает ожоги. Предельно допустимое содержание Азотная кислота в воздухе промышленных помещений равно 50 мг/м³ в пересчёте на N₂O₅. Концентрированная Азотная кислота при соприкосновении с органическими веществами
вызывает пожары и взрывы.

III. Закрепление знаний учащихся. Проверь себя (слайд №19)

1. Степень окисления азота в HNO₃ а)-3 б)0 в)+5 г)+4

2. При хранении на свету HNO₃ а) краснеет б) желтеет в) остается бесцветной

3. При взаимодействии с металлами азотная кислота является: а)окислителем, б)восстановителем, в)и тем, и другим.

4. Азотная кислота в растворе не реагирует с веществом, формула которого:
   а) CO2 ; б) NaOH; в) Al(OH)3 ; г) NH3 .

5. Царская водка- это а)концентрированный спирт б)3 объема HCl и 1 объем HNO₃

в) концентрированная азотная кислота

самопроверка (слайд №20)

IV. Итог урока:

Выводы. 1. Азотной кислоте характерны общие свойства кислот:

реакция на индикатор, взаимодействие с оксидами металлов, гидроксидами, солями более слабых кислот обусловленные наличием в молекулах иона Н+;

2. Сильные окислительные свойства азотной кислоты обусловлены строением ее молекулы;

При ее взаимодействии с металлами никогда не образуется водород, а образуются нитраты, оксиды азота или другие его соединения (азот, нитрат аммония) и вода в зависимости от концентрации кислоты и активности металла;

3. Сильные окислительные способности HNO3 широко применяются для получения различных важных продуктов народного хозяйства (удобрения, лекарства, пластики и т.д.)

Домашнее задание: §26упр 4,5. Творческое задание –презентация история открытия азотной кислоты. Применение азотной кислоты.