化學(xué)-初中三年級(jí)-第三章 水 氫 第四節(jié) 氫氣的性質(zhì)和用途

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1、第四節(jié) 氫氣的性質(zhì)和用途 （2課時(shí)） 一.知識(shí)教學(xué)點(diǎn) 1.氧氣的物理性質(zhì)。 2.氧氣的還原性，可燃性，以及有關(guān)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象。 3.氫氣點(diǎn)燃前檢驗(yàn)純度的原因。 4.氫氣的用途。 5.從得氧失氧角度學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)，氧化劑，還原劑。 二.重、難、疑點(diǎn)及解決辦法 1.重點(diǎn)：氫氣的化學(xué)性質(zhì)。 2.難點(diǎn)：氫氣的還原性。 3.疑點(diǎn)：氫氣、氧氣按一定比例混合為什么會(huì)發(fā)生爆炸，而純凈的氫氣在空氣中可以安靜的燃燒？ 4.解決辦法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，從表面現(xiàn)象到微觀本質(zhì)進(jìn)行分析。 三.教學(xué)步驟 (一)明確目標(biāo) 1.使學(xué)生了解氫氣的物理性質(zhì)。 2.學(xué)生掌握氫氣的還原性，可燃性，并了解有關(guān)實(shí)驗(yàn)

2、和現(xiàn)象。 3.了解氫氣點(diǎn)燃前檢驗(yàn)純度的原因。 4.根據(jù)氫氣的性質(zhì)，了解氫氣的用途。 5.從得氧失氧角度了解氧化還原反應(yīng)，氧化劑，還原劑。 (二)整體感知 本節(jié)以實(shí)驗(yàn)為主，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象研究本質(zhì)，從而使學(xué)生的知識(shí)從感性到理性進(jìn)行升華。尤其是講氧化還原反應(yīng)時(shí)，應(yīng)注意分析反應(yīng)的過(guò)程，以便使學(xué)生的氧化還原反應(yīng)的概念有較深的印象。 另外，本節(jié)的實(shí)驗(yàn)較多．應(yīng)規(guī)范操作，使學(xué)生有一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)印象，從而為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)良好的參考材料。 (三)教學(xué)過(guò)程 第一課時(shí) [復(fù)習(xí)引入]：在上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法和置換反應(yīng)，那么，實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的反應(yīng)原理是什么？什么是置換反應(yīng)？它有什么

3、特點(diǎn)？ [講解]：在空氣一章中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。那么氫氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是怎樣的？氫氣有什么樣的用途呢？首先我們學(xué)習(xí)氫氣的物理性質(zhì)。 [板書(shū)]：一.氫氣的性質(zhì) 1.物理性質(zhì) [教師活動(dòng)]：展示一瓶新制的氫氣由學(xué)生觀察。 [學(xué)生活動(dòng)]：觀察狀態(tài)、顏色，總結(jié)出氫氣的物理性質(zhì)。 [板書(shū)]：氫氣是一種無(wú)色，無(wú)味的氣體。在101KPa時(shí)氫氣在-252℃時(shí)變成液體，在—259℃變成雪花狀固體，它難溶于水，密度比空氣小。 [講述]：為了驗(yàn)證氫氣的密度，我們來(lái)觀察下面的實(shí)驗(yàn)。 [實(shí)驗(yàn)]：演示實(shí)驗(yàn)3—4：驗(yàn)證氫氣密度 [學(xué)生活動(dòng)]：認(rèn)真觀察現(xiàn)象，積極思考。 [提問(wèn)

4、]：由此現(xiàn)象可以得到什么結(jié)論？ [解釋]：形成的肥皂泡之所以迅速上升，就是因?yàn)闅錃獾拿芏群苄〉木壒?。在?biāo)準(zhǔn)狀況下，1升氫氣的質(zhì)量為O.089克，大約是同體積空氣質(zhì)量的1/14。 [提問(wèn)]：那么，氫氣的化學(xué)性質(zhì)是怎樣的呢？在前面我們學(xué)習(xí)了氧氣的化學(xué)性質(zhì)，知道了氧氣可以和許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，那么氫氣可不可以和氧氣發(fā)生反應(yīng)呢？我們就利用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下。 [板書(shū)]：2.化學(xué)性質(zhì) [實(shí)驗(yàn)]：演示實(shí)驗(yàn)3—5：氫氣的燃燒 [提問(wèn)]：① 純凈的氫氣在空氣中燃燒的現(xiàn)象是什么？ ② 它與空氣中哪種物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)？ ③ 它的產(chǎn)物是什么？你是怎樣知道的？ ④ 它們反應(yīng)的

5、化學(xué)反應(yīng)表達(dá)式是什么？ [總結(jié)]：（1）氫氣在空氣中燃燒 現(xiàn)象：① 氫氣在空氣中安靜的燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰； ② 燒杯內(nèi)壁有水珠，并且發(fā)熱。 結(jié)論： 點(diǎn)燃 點(diǎn)燃 氫氣 + 氧氣 ——→ 水 H2 + O2 ——→ H2O 總結(jié)：氫氣具有可燃性。 [提問(wèn)]：那么，混有空氣的氫氣在點(diǎn)燃時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ [實(shí)驗(yàn)]：演示實(shí)驗(yàn)3—6：氫氧混合爆炸實(shí)驗(yàn) [現(xiàn)象]：氫氣開(kāi)始安靜的燃燒，然后發(fā)出了爆鳴聲，塑料筒被高高沖起。 [板書(shū)]：混有空氣的氫氣點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸。 [提問(wèn)]：為什么會(huì)發(fā)生這樣的

6、現(xiàn)象？ [總結(jié)]：之所以會(huì)發(fā)生爆炸是因?yàn)闅錃庵谢煊辛丝諝??；旌蠚怏w中大量氫氣分子和空氣中的大量的氧氣分子混合，這樣大量的分子相互接觸點(diǎn)燃后，二者迅速反應(yīng)，在極短的時(shí)間內(nèi)放出大量的熱，這些氣體又在一個(gè)有限的空間內(nèi)，當(dāng)溫度迅速升高，氣體迅速受熱膨脹，沖出容器發(fā)出爆鳴聲。如果該反應(yīng)發(fā)生在密閉容器或容積大出口小的容器，氣體不能排出或來(lái)不及排出，就會(huì)使容器炸裂造成危險(xiǎn)。 [提問(wèn)]：為什么純凈的氫氣可以安靜的燃燒呢？ [解釋]：因?yàn)榧儍舻臍錃庠邳c(diǎn)燃后只在管口或小孔處與空氣中的氧氣接觸，接觸面積小，發(fā)生反應(yīng)的氫氣分子和氧氣分子的量也少，所以放出的熱量也少，并且很快就散失到空氣中去了，不會(huì)發(fā)生爆炸。通過(guò)

7、科學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，空氣中如果混入的氫氣的體積達(dá)到總體積的4%-74.2%時(shí)，點(diǎn)燃混合氣體就會(huì)發(fā)生爆炸，這個(gè)范圍叫做氫氣的爆炸極限。 [板書(shū)]：氫氣的爆炸極限是4%-74.2%。 [講解]：事實(shí)上所有的可燃性氣體，粉塵，蒸汽與空氣充分混合遇火都有可能發(fā)生爆炸，因此可燃性氣體泄漏時(shí)一定要杜絕一切火源，防止發(fā)生爆炸造成危險(xiǎn)。這也要求我們?cè)谑褂脷錃夂推渌扇夹詺怏w時(shí)為了不發(fā)生危險(xiǎn)，使用前一定要檢驗(yàn)純度。下面我們就學(xué)習(xí)檢驗(yàn)純度的方法。 [實(shí)驗(yàn)]：演示實(shí)驗(yàn)3—7：檢驗(yàn)氫氣的純度（邊實(shí)驗(yàn)邊講解） [提問(wèn)]：為什么在第二次檢驗(yàn)前要先用手堵一會(huì)試管才能繼續(xù)收集氫氣再進(jìn)行檢驗(yàn)純度？ [教師活動(dòng)]：指導(dǎo)學(xué)生閱

8、讀課本第55頁(yè)小字部分。 [板書(shū)]：注意：使用氫氣時(shí)，要特別注意安全。點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)純度。 [練習(xí)]：教材第58頁(yè)第1題。 (四)總結(jié)、擴(kuò)展 本節(jié)我們主要學(xué)習(xí)了氫氣的物理性質(zhì)和氫氣的可燃性。通過(guò)學(xué)習(xí)，同學(xué)們應(yīng)該重點(diǎn)掌握氫氣與氧氣反應(yīng)生成水，但是當(dāng)條件不同時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象不同。我們還學(xué)習(xí)了可燃性氣體檢驗(yàn)純度的方法。同學(xué)們應(yīng)該掌握并且注意在使用可燃性氣體時(shí)一定要檢驗(yàn)純度。 同時(shí)通過(guò)學(xué)習(xí)，應(yīng)該學(xué)會(huì)如何通過(guò)表面現(xiàn)象分析物質(zhì)的變化，得到正確的結(jié)論和正確的方法。 四.布置作業(yè)：1.教材第58頁(yè)第2、3題。 2.思考題：室內(nèi)如果發(fā)生煤氣泄漏怎么辦？ 第二課時(shí) [復(fù)習(xí)提問(wèn)]：1.氫氣的

9、物理性質(zhì)與氧氣比較有哪些異同？ 2.純凈的氫氣在空氣中燃燒有哪些現(xiàn)象？反應(yīng)的表達(dá)式是什么？ 3.為什么點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗(yàn)純度？如何檢驗(yàn)？ [講解]：氫氣除了可以與氧氣發(fā)生反應(yīng)外，還可以和某些含氧化合物發(fā)生反應(yīng)。這是氫氣的另一個(gè)重要的化學(xué)性質(zhì)，下面我們就來(lái)看一下氫氣與氧化銅的反應(yīng)。 [板書(shū)]：（2）氫氣與氧化銅的反應(yīng) [實(shí)驗(yàn)]：演示實(shí)驗(yàn)3—8：氫氣與氧化銅的反應(yīng) [提問(wèn)]：通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看到什么現(xiàn)象？得到什么產(chǎn)物？ [總結(jié)]：現(xiàn)象：① 試管中黑色的氧化銅變成紅色。 ② 試管口有水滴出現(xiàn)。 結(jié)論：氫氣 + 氧化銅

10、 → 銅 + 水 H2 + CuO → Cu + H2O [提問(wèn)]：① 為什么在通氫氣前檢驗(yàn)純度？ ② 為什么要向試管中先通一會(huì)氫氣再加熱？ ③ 試管口為什么要略向下傾斜？ ④ 實(shí)驗(yàn)完后，為什么停止加熱后還要通氫氣直到試管冷卻？ [解釋]：因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)的條件是加熱，如果產(chǎn)生的氫氣不純，那么，在加熱時(shí)有可能引起氫氣發(fā)生器的爆炸造成危險(xiǎn)。同樣道理，如果不把試管中的空氣排除干凈，就有可能使氫氣和空氣混合在加熱條件下發(fā)生爆炸。也就是說(shuō)，先向試管中通一會(huì)氫氣，目的是排除試管中的空氣。那么在加熱時(shí)，試管中的氫氣的濃度大于它的爆炸極限時(shí)就不會(huì)

11、發(fā)生危險(xiǎn)。試管口略向下傾斜是為了使反應(yīng)生成的水不會(huì)倒流到試管底部使灼熱的試管驟冷炸裂，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。實(shí)驗(yàn)完畢后再通一會(huì)氫氣直至試管冷卻，是為了使生成的銅在氫氣的環(huán)境中冷卻而不與空氣中的氧氣接觸，使灼熱的銅與氧氣反應(yīng)再生成氧化銅。 [板書(shū)]：實(shí)驗(yàn)注意問(wèn)題： a.通氫氣前檢驗(yàn)氫氣純度 b.先通一會(huì)氫氣再加熱 c.試管口要略向下傾斜 d.實(shí)驗(yàn)完畢后，停止加熱后還要通氫氣直到試管冷卻 [提問(wèn)]：這個(gè)反應(yīng)屬于哪類反應(yīng)類型？（學(xué)生回答問(wèn)題） [分析]：在這個(gè)反應(yīng)中，我們可以看到氧化銅中的氧被氫氣奪走，形成了單質(zhì)銅。這個(gè)過(guò)程我們稱氧化銅被還還原了；而氫氣和氧化銅

12、中的氧結(jié)合成它的氧化物水，我們說(shuō)氫氣被氧化了。這里被還原的氧化銅稱為氧化劑，具有氧化性；被氧化的氫氣叫做還原劑，具有還原性。 [副板書(shū)]： H2 + CuO → Cu + H2O 還原劑 氧化劑 被氧化 被還原 總結(jié)：氫氣具有還原性。 [板書(shū)]：（3）氧化還原反應(yīng) [講解]：前面我們學(xué)過(guò)物質(zhì)與氧的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng)，也就是說(shuō)，在這個(gè)反應(yīng)中氫氣發(fā)生了氧化反應(yīng)，因?yàn)樗c氧化銅中的氧發(fā)生了反應(yīng)；對(duì)于氧化銅來(lái)說(shuō)，它失去了氧，這種反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。 [板書(shū)]：含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。 [講解]：從這個(gè)反應(yīng)中我們可以總結(jié)這樣的規(guī)律：

13、 [板書(shū)]：氧化劑失去氧．被還原，發(fā)生還原反應(yīng)； 還原劑得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。 在通常情況下，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的。 [小結(jié)]：通過(guò)上面的學(xué)習(xí)我們可以概括氫氣具有兩條化學(xué)性質(zhì)： 1.具有可燃性 它與氧氣反應(yīng)生成水，純凈的氫氣在空氣中安靜的燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，放出熱量生成水；混有空氣的氫氣點(diǎn)燃可能會(huì)發(fā)生爆炸，所以在點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ?yàn)純。 2.氫氣具有還原性 它可以?shī)Z取某些含氧化合物中的氧，使含氧化合物還原，自己被氧化，發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 [講述]：針對(duì)氫氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，氫氣有哪些用途呢？ [板書(shū)]：二.氧氣的用

14、途 [學(xué)生活動(dòng)]：閱讀課本第56頁(yè)“二、氫氣的用途”。 [討論]：氫氣的用途，并說(shuō)明它的用途是根據(jù)它的哪些性質(zhì)？ [總結(jié)板書(shū)]：1.填充探空氣球(奄度小)。 2.制備金屬材料(還原性)。 3.作為高能燃料(可燃性)。 4.工業(yè)原料。 性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)。 (四)總結(jié)、擴(kuò)展 本節(jié)學(xué)習(xí)了氫氣的還原性和用途。在這一節(jié)的學(xué)習(xí)中，同學(xué)們應(yīng)重點(diǎn)掌握氫氣的還原性，掌握它與氧化銅反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，并且通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，總結(jié)概括結(jié)論，體會(huì)學(xué)習(xí)的方法性和實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性，應(yīng)強(qiáng)調(diào)深入的研究和探討，只有這樣才能使我們不但學(xué)習(xí)了知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)了能力。 四.布置作業(yè) 課本第58頁(yè)第4、5題。