拓展性课题 最轻的气体教案和学案内容

最轻的气体-氢气的性质和用途教案设计

教学目标

知识目标

1使学生了解氢气的物理性质，掌握氢气的可燃性、还原性，并了解有关的实验过程和现象以及注意事项; 2根据氢气的性质了解其主要用途; 3从得氧和失氧的角度对照了解氧化反应和还原反应，氧化剂和还原剂。

能力目标

1通过对实验现象的观察，培养学生的观察能力和思维能力。

情感目标

通过氢气燃烧与爆炸和还原性与还原反应的教学，进行量变引起质变和对立统一规律的辩证唯物主义教育。

重点：氢气的化学性质

教学过程

问题一氢气怎么产生的？

一、氢气（H2）的实验室制法

[实验1] 原理：锌＋硫酸（稀）→硫酸锌＋氢气

Zn＋ H2SO4 → ZnSO4 + H2 制取装置：固液不加热型

介绍装置，启普发生器

二、氢气的性质。

1.氢气的物理性质：

按照描述氧气物理性质的顺序，回忆上节课的实验现象描述氢气的色、态、味和溶解性等。

【实验2】装置如图所示。球形干燥管里装有碱石灰干燥剂。导管口蘸些肥皂水，控制氢气流速，吹出肥皂泡。当肥皂泡吹到足够大时，轻轻摆动导管，让肥皂泡脱离管口，这时可以观察到肥皂泡上升。

肥皂泡上升说明氢气密度小。在标准状况(1大气压，0℃)下，氧气、空气、氢气的密度分别为1.429克/升，1.293克/升，0.0899克/升，它们的比值为16∶14.5∶1。(为什么用排空气法收集?)

氢气在通常状况下，是一种没有颜色、没有气味的气体，难溶于水，比空气轻。

2.氢气的化学性质：

【实验3】在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，过一会儿，观察烧杯壁上有什么现象发生。

引导观察燃烧的焰色和烧杯内壁有什么现象出现。把烧杯传递给学生，让学生用手触摸烧杯，感觉热量。证明氢气具有可燃性，燃烧时放出大量的热。

(1)氢气的可燃性：

在这个实验中为什么强调“纯净”呢?如果氢气不纯净燃烧时会怎么样呢? 问题二；为什么说氢气是理想的可再生能源? 原因：①H2热能高

②H2燃烧产物是水，无污染

③H2可以水为原料制取，水来源广

问题三：什么氢能源目前没有大规模推广？

原因：目前H2制取成本高，储存、运输不方便等

问题四：不纯的氢气点燃会出现什么情况？

【实验4】取一个一端开口，另一端钻有小孔的纸筒(或塑料筒等)，用纸团堵住小孔，用向下排空气法收集氢气，使纸团内充满氢气。把氢气发生装置移开，拿掉堵小孔的纸团，用燃着的木条在小孔处点火，注意有什么现象发生。(人要离开，注意安全。) 引导学生观察：

①注意小孔处点火时的开始情况; ②仔细倾听音响的变化; ③观察随音响变化而发生的现象。

板书

氢气不纯混有空气或氧气，点燃时发生爆炸。

为什么点燃纯净的氢气能安静地燃烧，而混合气体却会发生爆炸呢? 点燃纯净的氢气时，在导管口流出的氢气量少，与氧气接触少，反应时产生的热量也少，且散失较快，所以点燃时安静地燃烧。

点燃纸筒中氢气时，随着氢气的消耗，空气不断从纸筒底部进入筒内。氢气和空气接触并混和，与氧气接触面多，点燃时快速反应，产生的热量在极短时间内、有限空间里急剧膨胀，就发生了爆炸。

实验测定，当空气中混入氢气的体积达到总体积的4%～74.2%时，点燃即发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。所以，点燃需要纯净的氢气，点燃氢气前必须检验氢气的纯度。

【实验5】用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到响声很小，才表明氢气已经纯净，如果用向下排空气法收集氢气，经检验不纯而需要再检验时，应该用拇指堵住试管口一会儿，然后再收集氢气检验纯度，以免暗焰引发氢气发生器爆炸。

问题5；氢气能在加热条件下夺取氧化铜中的氧说明氢气的什么化学性质？

【实验6】在干燥的硬质试管底部铺一层黑色的氧化铜，管口微向下倾斜。通入氢气，过一会儿再给氧化铜加热。注意观察黑色的氧化铜有什么变化，管口有什么生成。反应完成后停止加热，还要继续通入氢气，直到试管冷却后，再停止通氢。

引导学生思考：

(1)放氧化铜的试管口为什么要略向下倾斜? (2)导气管为什么要伸入到试管底部，管口不能用塞子塞住? (3)为什么先通一会儿氢气，再加热氧化铜?氢气的纯度是否需要检验? (4)实验在停止加热时，为什么还要继续通入氢气到试管全部冷却为止? 联系已学过的有关知识逐一讨论。归纳出实验步骤韵语记忆口诀：

板书“一通、二点、三灭、四撤”。

引导学生用化学式表述反应过程

氢气和氧化铜反应：H2 + CuO Cu + H2O 二、H2的用途

物质的用途是由其性能决定的。

密度小——氢气球; 可燃性——氢氧焰、高能燃料等; 还原性——冶炼金属、制备硅等; 另外还可用于合成氨气、制备盐酸。

课堂检测

1、下列有关氢气的性质中属于化学性质的是( )

A．无色、无味 B．能够燃烧 C．难溶于水 D．密度很小

HA

B

C

D

3、

清华大学研制成功氢燃料电池大巴，现正在北京试运行。

和普通大巴最大的不同是，氢燃料电池大巴运行过程中不排放任何有害

气体，称为“零排放”汽车。其原因是（ ）

A．制取氢气的原料有广泛的来源

B．氢能源燃烧时放热多 C．氢气比空气轻

D．氢能源燃烧后生成的水不污染空气 4、鉴别H2、O2、N2、空气四种气体最好用下列方法中的 ( ) A．观察其颜色和状 B．嗅其气味

C．用带火星木条分别伸入四种气体中 D．用燃着的木条分别伸入四种气体中

5、氢能源是一种绿色能源。科学家正在研制利用太阳能产生激光，再用激光使水分解得到氢气

的新技术。利用此技术使海水分解的表达式可表示为：H2O H2 + O2 ,下列说法不正确的是( ) A．该技术可以将太阳能转化为氢能 B．分解不产生污染物

C． TiO2在反应中质量会减少 D． TiO2在反应中做催化剂

2、为了探究水电解的微观过程，玉玲同学做了一些分子、原子的模型，其中能保持氢气化学性质的

粒子模型是（ ）

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