氫氣還原氧化銅教學心得

王新盛

初中《化學》第四單元在介紹氫氣的有關內容時，僅僅是提到了氫氣具有可燃性，對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化學方程式來表示。但是從平時的測驗考查情況來看，涉及這一內容的為數不少，所以教師每次講到氫氣的性質時，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容時，總是由氫氣還原氧化銅的實驗開始。對于這個實驗要注意兩點：一是關于實驗現象的描述，在實驗前讓學生先做一次猜想，猜想可能發生什么現象，然后再在實驗中進行驗證，以增加學生的學習興趣。在實驗中，可以觀察到黑色的氧化銅變成紅色，試管口有水滴出現。二是操作中的注意事項：（1）試管口應略向下傾斜，以防反應中產生的水流到試管底部使試管炸裂；（2）通氫氣的導氣管要伸入試管底部；（3）關于實驗操作的順序，反應開始之前要先通入氫氣，以排盡試管中的空氣，防止加熱后發生爆炸，當反應完成時，要先熄滅酒精燈停止加熱，繼續通氫氣至試管冷卻再停止，以防止反應生成的灼熱的銅被氧化成氧化銅。關于操作順序，不同的教師有不同的講法：有的教師把整個操作順序說成八個字“一通二點三熄四停”，有的教師把它講成“氣體早出晚歸，酒精燈遲到早退”，其實不管哪種說法都應反映出一個事實，就是點酒精燈之前要先通氫氣，排盡玻璃管里面的空氣，防止加熱后產生爆炸；反應結束后要先熄滅酒精燈，繼續通氣體至試管冷卻，以防止熱的還原產物再次被氧化。由此聯系到化學中有許多地方都對實驗的先后順序有要求：比如實驗室用高錳酸鉀受熱分解制取氧氣，在實驗結束以后就要求先將導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燃之前要驗純以防在點燃時發生爆炸。

在上課的時候可以考慮一邊做實驗，同時穿插一些同類實驗的相關問題，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生學習化學的興趣。而且還可以拿氫氣還原氧化銅和一氧化碳還原氧化銅進行比較，比較兩者從實驗裝置到實驗現象等各方面的區別，特別是因為一氧化碳是有毒的氣體，又是大氣污染物，所以該實驗在操作時應該注意尾氣處理，以防出現實驗事故。

講氫氣還原氧化銅，由此引出講氧化還原反應。在氧化還原反應里，什么物質得到氧，什么物質失去氧，什么物質被氧化，什么物質被還原等，理清楚在氧化還原反應里的一些關系。同時涉及氧化還原反應的反應條件，在初中階段所學狹義的氧化還原反應中只有氫氣和一氧化碳還原氧化銅的反應條件是加熱，其他的都是高溫，比如說《化學》上冊課本第111頁“木炭粉還原氧化銅”，下冊課本第16頁“一氧化碳應用于高爐煉鐵的實驗原理”。而且由于不同的物質性質不同，所以實驗裝置也有區別，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驗裝置要求有尾氣處理裝置，以防一氧化碳氣體進入空氣，從而造成大氣污染。

由氫氣還原氧化銅的實驗原理■可以引出置換反應的概念，讓同學們了解到這個反應和以前接觸到的化合反應以及分解反應之間存在著本質上的區別，從而引出置換反應的概念，確定這種反應的特征。基于以上所述，還可以將化合反應、分解反應、置換反應和氧化還原反應進行比較，得出廣義的氧化還原反應的概念，以及氧化還原反應與化合反應、分解反應、置換反應之間的關系，更好地理解有關內容。

氫氣還原氧化銅的實驗反映出氫氣具有還原性，決定氫氣可以用于冶煉金屬，因此在冶金工業賦予它有很重要的意義。在初中化學里介紹了三種具有還原性的物質，分別是氫氣、碳和一氧化碳，高爐煉鐵的實驗原理，如果使用碳作為還原劑，則可能使得到的產物不純凈；如果使用一氧化碳作為還原劑，又因為一氧化碳的毒性，使得實驗變得更加復雜化，因此對于工業上冶煉金屬，如果要求產物比較純凈，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。因為氫氣的清潔，反應后沒有污染物產生，而且冶煉的產物純度比較高。◆（作者單位：江西省鄱陽縣金鹽嶺鎮上蘭學校）

□責任編輯：潘中原