利用微型儀器探究氫氣制備及氫氣的性質(zhì)的教學(xué)設(shè)計

蔣佳穗　衷明華

【摘 要】 氫氣制備及氫氣的性質(zhì)檢驗是中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)知識，本部分知識要求大多數(shù)學(xué)生熟練掌握，能否做好實驗直接影響到學(xué)生對氫氣化學(xué)性質(zhì)的掌握，同時可以培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和合作精神。利用微型的實驗儀器幫助學(xué)生理解知識，掌握要點，在頭腦里形成牢固的化學(xué)概念。也能讓學(xué)生體驗到學(xué)習(xí)化學(xué)的樂趣，給學(xué)生提供了更多的動手機會。

【關(guān)鍵詞】 微型；氫氣；教學(xué)設(shè)計

【中圖分類號】G643.25 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-0-02

一、教材分析

本節(jié)是學(xué)習(xí)制取氣體方法、步驟的延續(xù)和深化，從研究方法看，通過研究方式，總結(jié)出不同于氧氣的反應(yīng)原理、裝置、收集方法，同時為學(xué)習(xí)二氧化碳的實驗室制法奠定了基礎(chǔ)，它是初中化學(xué)制取氣體的重點之一，起到承上啟下的作用。本節(jié)內(nèi)容以直觀教學(xué)貫穿始終，通過動手實驗，提高科學(xué)素質(zhì)，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和創(chuàng)造性思維有重要作用。

二、教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能：

掌握實驗室用金屬和酸反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)原理。

熟悉微型儀器的使用。

2、過程與方法：

通過了解微型儀器的使用，提高實驗

3、情感態(tài)度與價值觀：

通過實驗及學(xué)生自己分析、討論得出結(jié)論的過程，感受學(xué)習(xí)化學(xué)的樂趣，樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和合作學(xué)習(xí)的意識。

三、教法分析

（1）實驗探究法；（2）觀察法；（3）分析法

四、教學(xué)重難點

教學(xué)重點：氫氣的實驗室制備方法、收集方法和檢查氣密性的方法

教學(xué)難點：微型實驗儀器的連接和組裝，氫氣的純度檢驗

五、教學(xué)過程

教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖

【導(dǎo)入一】4月27日凌晨2時，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心在位于海南省儋州市的中科院海南探空部發(fā)射“鯤鵬-1B”863計劃空間環(huán)境垂直探測試驗探空火箭，任務(wù)取得圓滿成功。火箭升空需要克服巨大的地球引力，需要強大的能量才能實現(xiàn)，而這種能量正是通過燃料燃燒這種化學(xué)變化來實現(xiàn)的，那么同學(xué)們知道生活中有哪些燃料呢？

【提問】但是這些這些普通燃料的對環(huán)境是有很大的危害的。

【展示】展示普通燃料帶來的環(huán)境污染圖片

【講解】為了更好的保護(hù)地球，科學(xué)家們研發(fā)了許多新能源。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)一種潔凈高能的燃料——氫氣。

我們在第四單元的電解水實驗中已經(jīng)知道水電解后可以得到氫氣和氧氣。那么在實驗室是怎么制取氫氣的呢？

【板書】實驗室制備氫氣

【實驗探究】我們利用鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

鋅+稀硫酸=硫酸鋅+氫氣

【講解】介紹本次實驗所需要的儀器、藥品，并讓學(xué)生回憶實驗儀器的連接順序

（1）往具支試管內(nèi)加稀硫酸，加到管內(nèi)水位沒過金屬銅；

（2）向下排空氣法或者排水法收集氫氣。

【提問】同學(xué)們觀察到什么現(xiàn)象？

【實驗一】如何檢驗這套裝置的氣密性呢？

【講解】將反應(yīng)裝置的導(dǎo)管浸入水里，用手掌貼試管外壁（或用酒精燈微熱），如果裝置不漏氣，容器里的空氣受熱膨脹，導(dǎo)管口就有氣泡逸出；待容器冷卻后，又會有水升到導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱；若裝置漏氣，則不會有氣泡冒出。

【實驗二】如何檢驗氫氣的純度

【演示】在導(dǎo)管口涂抹肥皂水，反應(yīng)開始時會有氣泡產(chǎn)生，并用火柴點燃吹出的氣泡，此時學(xué)生可能聽到尖銳的爆鳴聲或者“噗”的一聲。

【實驗三】檢驗氫氣的可燃性

【演示】用火柴點燃導(dǎo)管口的氫氣，仔細(xì)觀察氫氣的氣焰，并用干燥的小燒杯罩在導(dǎo)管口。

【講解】與課前提到的化學(xué)燃料相比，氫氣的燃燒只產(chǎn)生水，不會產(chǎn)生環(huán)境污染。氫能源是很好的清潔能源。

【實驗三】氫氣的還原性

【演示】取試管一支，裝入少量氧化銅粉末平鋪在接近試管底部的一側(cè)，用鐵架固定在鐵架臺上，并使試管中的空氣排盡后，在裝有氧化銅的地方加熱。反應(yīng)結(jié)束后，先移去酒精燈，繼續(xù)通氫氣至試管冷卻。

【提問】同學(xué)們，請你們根據(jù)實驗現(xiàn)象寫出反應(yīng)過程

【講解】氫氣+氧化銅水+銅 思考回答：木炭、煤炭、天然氣、液化氣、煤油、汽油等

六、板書設(shè)計

氫氣的制備與性質(zhì)

一、實驗室制備氫氣

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

鋅+稀硫酸=硫酸鋅+氫氣

二、氫氣的物理性質(zhì)

氫氣是一種無色、無味的氣體，難溶于水密度比空氣小

三、氫氣的可燃性

氧氣+氫氣水

四、氫氣的還原性

氫氣+氧化銅水+銅

五、氫氣的應(yīng)用

氫氣密度是所有氣體中最小的，可將氫氣充入探空氣球。氫氣用于焊接或切割金屬；做高能燃料。利用氫氣的還原性，可冶煉重要金屬 實驗現(xiàn)象

氫氣在空氣中燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰，并有水產(chǎn)生。

黑色的氧化銅被還原為紅色的金屬銅

七、教學(xué)反思

從我國發(fā)射“鯤鵬-1B”863計劃空間環(huán)境垂直探測試驗探空火箭講起，引出清潔能源——氫氣，講明氫氣的優(yōu)勢引發(fā)學(xué)生思考。

本次實驗，我采用了微型儀器進(jìn)行了演示，改變了傳統(tǒng)課堂用播放視頻的方式。這樣學(xué)生只是聽或者看，獲得信息的途徑比較直觀，對實驗的現(xiàn)象和結(jié)論留下深刻的印象，有利于學(xué)生對知識點的記憶。

參考文獻(xiàn)：

[1]初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教材。人教版九年級上冊第七單元

[2]中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)研究/衷明華主編——廣州：暨南大學(xué)出版社，2010.8