利用微型儀器探究氫氣制備及氫氣的性質的教學設計

蔣佳穗　衷明華

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

【關鍵詞】 微型；氫氣；教學設計

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

一、教材分析

本節是學習制取氣體方法、步驟的延續和深化，從研究方法看，通過研究方式，總結出不同于氧氣的反應原理、裝置、收集方法，同時為學習二氧化碳的實驗室制法奠定了基礎，它是初中化學制取氣體的重點之一，起到承上啟下的作用。本節內容以直觀教學貫穿始終，通過動手實驗，提高科學素質，對激發學生學習化學的積極性和創造性思維有重要作用。

二、教學目標

1、知識與技能：

掌握實驗室用金屬和酸反應制取氫氣的化學反應原理。

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、情感態度與價值觀：

通過實驗及學生自己分析、討論得出結論的過程，感受學習化學的樂趣，樹立嚴謹求實的科學態度、科學方法和合作學習的意識。

三、教法分析

（1）實驗探究法；（2）觀察法；（3）分析法

四、教學重難點

教學重點：氫氣的實驗室制備方法、收集方法和檢查氣密性的方法

教學難點：微型實驗儀器的連接和組裝，氫氣的純度檢驗

五、教學過程

教師活動 學生活動 設計意圖

【導入一】4月27日凌晨2時，中國科學院國家空間科學中心在位于海南省儋州市的中科院海南探空部發射“鯤鵬-1B”863計劃空間環境垂直探測試驗探空火箭，任務取得圓滿成功。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，而這種能量正是通過燃料燃燒這種化學變化來實現的，那么同學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境是有很大的危害的。

【展示】展示普通燃料帶來的環境污染圖片

【講解】為了更好的保護地球，科學家們研發了許多新能源。這節課我們就來學習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，并讓學生回憶實驗儀器的連接順序

（1）往具支試管內加稀硫酸，加到管內水位沒過金屬銅；

（2）向下排空氣法或者排水法收集氫氣。

【提問】同學們觀察到什么現象？

【實驗一】如何檢驗這套裝置的氣密性呢？

【講解】將反應裝置的導管浸入水里，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，導管口就有氣泡逸出；待容器冷卻后，又會有水升到導管內形成一段水柱；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】在導管口涂抹肥皂水，反應開始時會有氣泡產生，并用火柴點燃吹出的氣泡，此時學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】用火柴點燃導管口的氫氣，仔細觀察氫氣的氣焰，并用干燥的小燒杯罩在導管口。

【講解】與課前提到的化學燃料相比，氫氣的燃燒只產生水，不會產生環境污染。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，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。反應結束后，先移去酒精燈，繼續通氫氣至試管冷卻。

【提問】同學們，請你們根據實驗現象寫出反應過程

【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、板書設計

氫氣的制備與性質

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

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 實驗現象

氫氣在空氣中燃燒發出淡藍色火焰，并有水產生。

黑色的氧化銅被還原為紅色的金屬銅

七、教學反思

從我國發射“鯤鵬-1B”863計劃空間環境垂直探測試驗探空火箭講起，引出清潔能源——氫氣，講明氫氣的優勢引發學生思考。

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

參考文獻：

[1]初中化學課程標準實驗教材。人教版九年級上冊第七單元

[2]中學化學實驗教學研究/衷明華主編——廣州：暨南大學出版社，2010.8