氢气的实验室制法

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约4670字。

　　第三节  氢气的实验室制法
　　（1课时）
　　一.知识教学点
　　1.实验室利用金属和酸反应制取氢气的反应原理。
　　2.置换反应。
　　3.用排水法和向下空气法收集氢气的方法。
　　4.原子团的含义。
　　二.重、难点
　　1.重点：实验室制取氢气的反应原理和基本操作。
　　2.难点：置换反应的理解。
　　三.教学步骤
　　(一)明确目标
　　1.使学生掌握实验室利用金属和酸反应制取氢气的反应原理。
　　2.使学生理解置换反应。
　　3.学习用排水法和向下空气法收集氢气的方法。
　　4.使学生了解原子团的含义。
　　(二)整体感知
　　本节从实验室制取氢气的反应原理入手，通过讨论，确定了实验室制取氢气的实验装置和收集氢气的方法。完整的阐述了实验室制取氢气的全过程，对学生来讲是一个完整的实验体系，对学生进行分析推理等思维的发展来说是很好的教材。此外，课本又从几个实验入手归纳总结出了置换反应。这样可以使学生对置换反应、分解反应、化合反应进行对比加深理解。
　　另外，本节选学部分还介绍了启普发生器。此部分可以由学生在课下阅读，也可以在课上展示，使学生对它的结构、原理、适用范围有较深刻的了解。
　　(三)教学过程
　　[新课引入]：前面我们学习了水的组成，知道了水在直流电的作用下会分解出氢气，那么，它为什么叫做氢气呢？这是因为氢气是在相同条件时，在所有气体中密度最小的气体，也就是说，它是最轻的气体，因此，它的中文名称为氢，其含义为成水元素。早在16世纪，人们就已经发现了这种气体，但是人们并没有把它作为一种新的元素，而把它叫做可燃空气。直到18世纪，拉瓦锡才通过许许多多的实验证明了它是一种新的元素，它形成的单质是氢气。
　　[讲解]：那么，氢气是如何制取的呢？今天我们就学习氢气的制法。
　　[板书]：一.氢气的制法
　　[讲解]：在上节课我们看到了电解水可以产生氢气，但是应当注意这种方法需要消耗大量的电能，所以成本较高，不适合在工业上大量生产氢气。在工业上，通常利用一些非常廉价的原料来制取氢气，常常是利用天然气或水煤气为原料来制取氢气的。
　　[板书]：1.工业制法
　　原料：天然气(主要成分为甲烷CH4)。
　　水煤气(主要成分为一氧化碳CO和氢气H2)。
　　[讲解]：在实验室中是如何制取氢气的呢？这是我们今天要解决的主要内容。
　　[板书]：2.实验室制法
　　[讲解]：实验室制取氢气不可能使用电解水的方法，因为这样反应速度慢，产气量少，在实验室中我们一般情况下是利用金属与酸的反应来制取氢气的。
　　[板书]：（1）反应原理：金属与酸的反应
　　[实验]：演示实验3－3：锌与硫酸的反应。
　　[教师活动]：组织学生观察实验现象，讲解实验步骤及操作要求。
　　[观察现象]：产生可燃性气体，反应后的液体蒸干后得到白色固体。
　　[讨论]：气体和白色固体分别是什么？
　　[小结]：可燃性气体为氢气，反应后的白色固体为硫酸锌。
　　[板书]：实验3－3：锌与硫酸的反应
　　现象：① 产生可燃性气体。
　　② 反应后的液体蒸干后得到白色固体。
　　反应表达式：锌 + 硫酸 → 硫酸锌 + 氢气
　　Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
　　[讲解]：根据刚才实验3－3我们可以知道制取氢气简单的实验装置可以由试管、单孔橡皮塞和导管三部分组成。
　　[板书]：（2）实验装置：试管、单孔橡皮塞和导管
　　[提问]：根据生成氢气的状态，密度等，你认为用什么方法收集氢气比较合适？(提示：氢气难溶于水)
　　[总结板书]：（3）收集方法
　　① 向下排空气法（氢气密度小于空气）
　　② 排水法（氢气难溶于水）
　　[演示实验]：氢气的制法，并且用两种方法收集。
　　[注意]：充满氢气的容器应盖好并把口向下放置。
　　[教师活动]：组织学生找出制氢气的简易装置的缺点。
　　[讲解]：有时为了能够不断地得到氢气，并且使用的量较大时，我们利用了另一种实验室常用的仪器叫做启普发生器来制取氢气。
　　[板书]：（4）启普发生器
　　[教师活动]：指导学生阅读课本第50－51页有关内容。
　　[展示]：启普发生器。
　　[讲解]：我们在制取氢气时除了可以利用锌和硫酸反应外，还可以利用其他金属和酸的反应来制取氢气。
　　[实验]：镁与硫酸的反应，铁与盐酸的反应。
　　[观察现象]：都产生了氧气。
　　[总结板书]：化学反应表达式：