氫氣還原氧化銅教學(xué)心得

王新盛

初中《化學(xué)》第四單元在介紹氫氣的有關(guān)內(nèi)容時(shí)，僅僅是提到了氫氣具有可燃性，對(duì)于氫氣的還原性基本上是只字不提，只是在第五單元課題后用了一幅圖和一個(gè)化學(xué)方程式來表示。但是從平時(shí)的測(cè)驗(yàn)考查情況來看，涉及這一內(nèi)容的為數(shù)不少，所以教師每次講到氫氣的性質(zhì)時(shí)，總要把氫氣的還原性拿出來講一下。

講氫氣還原氧化銅的內(nèi)容時(shí)，總是由氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)開始。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)要注意兩點(diǎn)：一是關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，在實(shí)驗(yàn)前讓學(xué)生先做一次猜想，猜想可能發(fā)生什么現(xiàn)象，然后再在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證，以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)驗(yàn)中，可以觀察到黑色的氧化銅變成紅色，試管口有水滴出現(xiàn)。二是操作中的注意事項(xiàng)：（1）試管口應(yīng)略向下傾斜，以防反應(yīng)中產(chǎn)生的水流到試管底部使試管炸裂；（2）通氫氣的導(dǎo)氣管要伸入試管底部；（3）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的順序，反應(yīng)開始之前要先通入氫氣，以排盡試管中的空氣，防止加熱后發(fā)生爆炸，當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，要先熄滅酒精燈停止加熱，繼續(xù)通氫氣至試管冷卻再停止，以防止反應(yīng)生成的灼熱的銅被氧化成氧化銅。關(guān)于操作順序，不同的教師有不同的講法：有的教師把整個(gè)操作順序說成八個(gè)字“一通二點(diǎn)三熄四停”，有的教師把它講成“氣體早出晚歸，酒精燈遲到早退”，其實(shí)不管哪種說法都應(yīng)反映出一個(gè)事實(shí)，就是點(diǎn)酒精燈之前要先通氫氣，排盡玻璃管里面的空氣，防止加熱后產(chǎn)生爆炸；反應(yīng)結(jié)束后要先熄滅酒精燈，繼續(xù)通氣體至試管冷卻，以防止熱的還原產(chǎn)物再次被氧化。由此聯(lián)系到化學(xué)中有許多地方都對(duì)實(shí)驗(yàn)的先后順序有要求：比如實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀受熱分解制取氧氣，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后就要求先將導(dǎo)氣管撤離水槽再熄滅酒精燈，以防試管炸裂；再如可燃性氣體在點(diǎn)燃之前要驗(yàn)純以防在點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸。

在上課的時(shí)候可以考慮一邊做實(shí)驗(yàn)，同時(shí)穿插一些同類實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問題，比如木炭還原氧化銅或一氧化碳還原氧化銅，通過思考問題激起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。而且還可以拿氫氣還原氧化銅和一氧化碳還原氧化銅進(jìn)行比較，比較兩者從實(shí)驗(yàn)裝置到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等各方面的區(qū)別，特別是因?yàn)橐谎趸际怯卸镜臍怏w，又是大氣污染物，所以該實(shí)驗(yàn)在操作時(shí)應(yīng)該注意尾氣處理，以防出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)事故。

講氫氣還原氧化銅，由此引出講氧化還原反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)里，什么物質(zhì)得到氧，什么物質(zhì)失去氧，什么物質(zhì)被氧化，什么物質(zhì)被還原等，理清楚在氧化還原反應(yīng)里的一些關(guān)系。同時(shí)涉及氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)條件，在初中階段所學(xué)狹義的氧化還原反應(yīng)中只有氫氣和一氧化碳還原氧化銅的反應(yīng)條件是加熱，其他的都是高溫，比如說《化學(xué)》上冊(cè)課本第111頁“木炭粉還原氧化銅”，下冊(cè)課本第16頁“一氧化碳應(yīng)用于高爐煉鐵的實(shí)驗(yàn)原理”。而且由于不同的物質(zhì)性質(zhì)不同，所以實(shí)驗(yàn)裝置也有區(qū)別，比如說一氧化碳，一氧化碳本身有毒，所以使用一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置要求有尾氣處理裝置，以防一氧化碳?xì)怏w進(jìn)入空氣，從而造成大氣污染。

由氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)原理■可以引出置換反應(yīng)的概念，讓同學(xué)們了解到這個(gè)反應(yīng)和以前接觸到的化合反應(yīng)以及分解反應(yīng)之間存在著本質(zhì)上的區(qū)別，從而引出置換反應(yīng)的概念，確定這種反應(yīng)的特征。基于以上所述，還可以將化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)進(jìn)行比較，得出廣義的氧化還原反應(yīng)的概念，以及氧化還原反應(yīng)與化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)之間的關(guān)系，更好地理解有關(guān)內(nèi)容。

氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)反映出氫氣具有還原性，決定氫氣可以用于冶煉金屬，因此在冶金工業(yè)賦予它有很重要的意義。在初中化學(xué)里介紹了三種具有還原性的物質(zhì)，分別是氫氣、碳和一氧化碳，高爐煉鐵的實(shí)驗(yàn)原理，如果使用碳作為還原劑，則可能使得到的產(chǎn)物不純凈；如果使用一氧化碳作為還原劑，又因?yàn)橐谎趸嫉亩拘裕沟脤?shí)驗(yàn)變得更加復(fù)雜化，因此對(duì)于工業(yè)上冶煉金屬，如果要求產(chǎn)物比較純凈，往往選擇氫氣作為還原劑，比如高純鎢、鈦的冶煉和高純硅的冶煉。因?yàn)闅錃獾那鍧崳磻?yīng)后沒有污染物產(chǎn)生，而且冶煉的產(chǎn)物純度比較高。◆（作者單位：江西省鄱陽縣金鹽嶺鎮(zhèn)上蘭學(xué)校）

□責(zé)任編輯：潘中原