利用微型仪器探究氢气制备及氢气的性质的教学设计

蒋佳穗　衷明华

【摘 要】 氢气制备及氢气的性质检验是中学化学的基础知识，本部分知识要求大多数学生熟练掌握，能否做好实验直接影响到学生对氢气化学性质的掌握，同时可以培养学生的探究意识和合作精神。利用微型的实验仪器帮助学生理解知识，掌握要点，在头脑里形成牢固的化学概念。也能让学生体验到学习化学的乐趣，给学生提供了更多的动手机会。

【关键词】 微型；氢气；教学设计

【中图分类号】G643.25 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）22-0-02

一、教材分析

本节是学习制取气体方法、步骤的延续和深化，从研究方法看，通过研究方式，总结出不同于氧气的反应原理、装置、收集方法，同时为学习二氧化碳的实验室制法奠定了基础，它是初中化学制取气体的重点之一，起到承上启下的作用。本节内容以直观教学贯穿始终，通过动手实验，提高科学素质，对激发学生学习化学的积极性和创造性思维有重要作用。

二、教学目标

1、知识与技能：

掌握实验室用金属和酸反应制取氢气的化学反应原理。

熟悉微型仪器的使用。

2、过程与方法：

通过了解微型仪器的使用，提高实验

3、情感态度与价值观：

通过实验及学生自己分析、讨论得出结论的过程，感受学习化学的乐趣，树立严谨求实的科学态度、科学方法和合作学习的意识。

三、教法分析

（1）实验探究法；（2）观察法；（3）分析法

四、教学重难点

教学重点：氢气的实验室制备方法、收集方法和检查气密性的方法

教学难点：微型实验仪器的连接和组装，氢气的纯度检验

五、教学过程

教师活动 学生活动 设计意图

【导入一】4月27日凌晨2时，中国科学院国家空间科学中心在位于海南省儋州市的中科院海南探空部发射“鲲鹏-1B”863计划空间环境垂直探测试验探空火箭，任务取得圆满成功。火箭升空需要克服巨大的地球引力，需要强大的能量才能实现，而这种能量正是通过燃料燃烧这种化学变化来实现的，那么同学们知道生活中有哪些燃料呢？

【提问】但是这些这些普通燃料的对环境是有很大的危害的。

【展示】展示普通燃料带来的环境污染图片

【讲解】为了更好的保护地球，科学家们研发了许多新能源。这节课我们就来学习一种洁净高能的燃料——氢气。

我们在第四单元的电解水实验中已经知道水电解后可以得到氢气和氧气。那么在实验室是怎么制取氢气的呢？

【板书】实验室制备氢气

【实验探究】我们利用锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

锌+稀硫酸=硫酸锌+氢气

【讲解】介绍本次实验所需要的仪器、药品，并让学生回忆实验仪器的连接顺序

（1）往具支试管内加稀硫酸，加到管内水位没过金属铜；

（2）向下排空气法或者排水法收集氢气。

【提问】同学们观察到什么现象？

【实验一】如何检验这套装置的气密性呢？

【讲解】将反应装置的导管浸入水里，用手掌贴试管外壁（或用酒精灯微热），如果装置不漏气，容器里的空气受热膨胀，导管口就有气泡逸出；待容器冷却后，又会有水升到导管内形成一段水柱；若装置漏气，则不会有气泡冒出。

【实验二】如何检验氢气的纯度

【演示】在导管口涂抹肥皂水，反应开始时会有气泡产生，并用火柴点燃吹出的气泡，此时学生可能听到尖锐的爆鸣声或者“噗”的一声。

【实验三】检验氢气的可燃性

【演示】用火柴点燃导管口的氢气，仔细观察氢气的气焰，并用干燥的小烧杯罩在导管口。

【讲解】与课前提到的化学燃料相比，氢气的燃烧只产生水，不会产生环境污染。氢能源是很好的清洁能源。

【实验三】氢气的还原性

【演示】取试管一支，装入少量氧化铜粉末平铺在接近试管底部的一侧，用铁架固定在铁架台上，并使试管中的空气排尽后，在装有氧化铜的地方加热。反应结束后，先移去酒精灯，继续通氢气至试管冷却。

【提问】同学们，请你们根据实验现象写出反应过程

【讲解】氢气+氧化铜水+铜 思考回答：木炭、煤炭、天然气、液化气、煤油、汽油等

六、板书设计

氢气的制备与性质

一、实验室制备氢气

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

锌+稀硫酸=硫酸锌+氢气

二、氢气的物理性质

氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水密度比空气小

三、氢气的可燃性

氧气+氢气水

四、氢气的还原性

氢气+氧化铜水+铜

五、氢气的应用

氢气密度是所有气体中最小的，可将氢气充入探空气球。氢气用于焊接或切割金属；做高能燃料。利用氢气的还原性，可冶炼重要金属 实验现象

氢气在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，并有水产生。

黑色的氧化铜被还原为红色的金属铜

七、教学反思

从我国发射“鲲鹏-1B”863计划空间环境垂直探测试验探空火箭讲起，引出清洁能源——氢气，讲明氢气的优势引发学生思考。

本次实验，我采用了微型仪器进行了演示，改变了传统课堂用播放视频的方式。这样学生只是听或者看，获得信息的途径比较直观，对实验的现象和结论留下深刻的印象，有利于学生对知识点的记忆。

参考文献：

[1]初中化学课程标准实验教材。人教版九年级上册第七单元

[2]中学化学实验教学研究/衷明华主编——广州：暨南大学出版社，2010.8