氫氣的性質和用途

1、第四節(jié) 氫氣的性質和用途（2 課時）一. 知識教學點1. 氧氣的物理性質。2. 氧氣的還原性，可燃性，以及有關實驗和現(xiàn)象。3. 氫氣點燃前檢驗純度的原因。4. 氫氣的用途。5. 從得氧失氧角度學習氧化還原反應，氧化劑，還原劑。二. 重、難、疑點及解決辦法1. 重點：氫氣的化學性質。2. 難點：氫氣的還原性。3. 疑點： 氫氣、 氧氣按一定比例混合為什么會發(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：通過實驗，從表面現(xiàn)象到微觀本質進行分析。三. 教學步驟（一）明確目標1. 使學生了解氫氣的物理性質。2. 學生掌握氫氣的還原性，可燃性，并了解有關實驗和現(xiàn)象。3. 了解氫氣點燃前

2、檢驗純度的原因。4. 根據(jù)氫氣的性質，了解氫氣的用途。5. 從得氧失氧角度了解氧化還原反應，氧化劑，還原劑。（二）整體感知本節(jié)以實驗為主， 通過實驗現(xiàn)象研究本質， 從而使學生的知識從感性到理性進行升 華。尤其是講氧化還原反應時，應注意分析反應的過程，以便使學生的氧化還原反應的 概念有較深的印象。另外，本節(jié)的實驗較多應規(guī)范操作，使學生有一個良好的實驗印象，從而為學生 進行實驗提供一個良好的參考材料。（三）教學過程第一課時 復習引入 ：在上一節(jié)課我們學習了氫氣的實驗室制法和置換反應，那么，實驗室制取 氫氣的反應原理是什么？什么是置換反應？它有什么特點？ 講解 ：在空氣一章中，我們已經(jīng)學習了氧氣的物

3、理性質和化學性質。那么氫氣的物理 性質和化學性質是怎樣的？氫氣有什么樣的用途呢？首先我們學習氫氣的物理 性質。 板書 ：一 . 氫氣的性質1. 物理性質 教師活動 ：展示一瓶新制的氫氣由學生觀察。 學生活動 ：觀察狀態(tài)、顏色，總結出氫氣的物理性質。板書:氫氣是一種無色，無味的氣體。在101KPa時氫氣在-252 C時變成液體，在一259C 變成雪花狀固體，它難溶于水，密度比空氣小。 講述 :為了驗證氫氣的密度，我們來觀察下面的實驗。 實驗 ：演示實驗 3 4：驗證氫氣密度 學生活動 ：認真觀察現(xiàn)象，積極思考。 提問 ：由此現(xiàn)象可以得到什么結論？ 解釋 ：形成的肥皂泡之所以迅速上升，就是因為氫氣

4、的密度很小的緣故。在標準狀況 下， 1升氫氣的質量為 O.089 克，大約是同體積空氣質量的 1/14。 提問 ：那么，氫氣的化學性質是怎樣的呢？在前面我們學習了氧氣的化學性質，知道 了氧氣可以和許多物質發(fā)生化學反應，那么氫氣可不可以和氧氣發(fā)生反應呢？ 我們就利用實驗來驗證一下。 板書 ：2. 化學性質 實驗 ：演示實驗 3 5：氫氣的燃燒提問: 純凈的氫氣在空氣中燃燒的現(xiàn)象是什么？ 它與空氣中哪種物質發(fā)生了反應？ 它的產(chǎn)物是什么？你是怎樣知道的？ 它們反應的化學反應表達式是什么？ 總結 :（1）氫氣在空氣中燃燒現(xiàn)象: 氫氣在空氣中安靜的燃燒，發(fā)出淡藍色火焰； 燒杯內(nèi)壁有水珠，并且發(fā)熱。結論:

5、點燃點燃氫氣+ 氧氣> 水 H 2 + O 2> H 2。總結:氫氣具有可燃性。 提問 :那么，混有空氣的氫氣在點燃時會發(fā)生什么現(xiàn)象？ 實驗 :演示實驗 3 6:氫氧混合爆炸實驗 現(xiàn)象 :氫氣開始安靜的燃燒，然后發(fā)出了爆鳴聲，塑料筒被高高沖起。 板書 :混有空氣的氫氣點燃會發(fā)生爆炸。 提問 :為什么會發(fā)生這樣的現(xiàn)象？ 總結 :之所以會發(fā)生爆炸是因為氫氣中混有了空氣?；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燃后，二者迅速反應， 在極短的時間內(nèi)放出大量的熱，這些氣體又在一個有限的空間內(nèi)，當溫度迅速 升高，氣體迅速受熱膨脹，沖出容器發(fā)出爆鳴聲。如果該

6、反應發(fā)生在密閉容器 或容積大出口小的容器，氣體不能排出或來不及排出，就會使容器炸裂造成危 險。 提問 :為什么純凈的氫氣可以安靜的燃燒呢？ 解釋 :因為純凈的氫氣在點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，不會發(fā)生爆炸。通過科學實驗測定，空氣中如果混入的氫 氣的體積達到總體積的 4%-74.2%時，點燃混合氣體就會發(fā)生爆炸，這個范圍叫 做氫氣的爆炸極限。 板書 :氫氣的爆炸極限是 4%-74.2%。 講解 :事實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

7、泄漏時一定要杜絕一切火源，防止發(fā)生爆炸造成危險。這也要 求我們在使用氫氣和其他可燃性氣體時為了不發(fā)生危險，使用前一定要檢驗純 度。下面我們就學習檢驗純度的方法。 實驗 ：演示實驗 3 7：檢驗氫氣的純度（邊實驗邊講解） 提問 ：為什么在第二次檢驗前要先用手堵一會試管才能繼續(xù)收集氫氣再進行檢驗純 度？ 教師活動 ：指導學生閱讀課本第 55 頁小字部分。 板書 ：注意：使用氫氣時，要特別注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗純度。 練習 ：教材第 58 頁第 1 題。（四）總結、擴展本節(jié)我們主要學習了氫氣的物理性質和氫氣的可燃性。 通過學習，同學們應該重點 掌握氫氣與氧氣反應生成水，但是當條件不同時產(chǎn)生

8、的現(xiàn)象不同。我們還學習了可燃性 氣體檢驗純度的方法。同學們應該掌握并且注意在使用可燃性氣體時一定要檢驗純度。同時通過學習，應該學會如何通過表面現(xiàn)象分析物質的變化，得到正確的結論和正 確的方法。四. 布置作業(yè)： 1. 教材第 58頁第 2、3題。2. 思考題：室內(nèi)如果發(fā)生煤氣泄漏怎么辦？第二課時復習提問 ：1. 氫氣的物理性質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？反應的表達式是什么？3. 為什么點燃氫氣前一定要檢驗純度？如何檢驗？ 講解 ：氫氣除了可以與氧氣發(fā)生反應外，還可以和某些含氧化合物發(fā)生反應。這是氫 氣的另一個重要的化學性質，下面我們就來看一下氫氣與氧化銅的反應。

9、 板書 ：（ 2）氫氣與氧化銅的反應 實驗 ：演示實驗 3 8：氫氣與氧化銅的反應 提問 ：通過實驗可以看到什么現(xiàn)象？得到什么產(chǎn)物？總結:現(xiàn)象： 試管中黑色的氧化銅變成紅色。 試管口有水滴出現(xiàn)。結論：氫氣+氧化銅T銅+水H 2 + CuO f Cu + H 2O提問: 為什么在通氫氣前檢驗純度？ 為什么要向試管中先通一會氫氣再加熱？ 試管口為什么要略向下傾斜？ 實驗完后，為什么停止加熱后還要通氫氣直到試管冷卻？ 解釋 ：因為這個實驗的條件是加熱，如果產(chǎn)生的氫氣不純，那么，在加熱時有可能引 起氫氣發(fā)生器的爆炸造成危險。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

10、發(fā)生爆炸。也就是說，先向試管中通 一會氫氣，目的是排除試管中的空氣。那么在加熱時，試管中的氫氣的濃度大 于它的爆炸極限時就不會發(fā)生危險。試管口略向下傾斜是為了使反應生成的水 不會倒流到試管底部使灼熱的試管驟冷炸裂，而導致實驗失敗。實驗完畢后再 通一會氫氣直至試管冷卻，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再生成氧化銅。 板書 ：實驗注意問題：a. 通氫氣前檢驗氫氣純度b. 先通一會氫氣再加熱c. 試管口要略向下傾斜d. 實驗完畢后，停止加熱后還要通氫氣直到試管冷卻提問:這個反應屬于哪類反應類型？（學生回答問題）分析:在這個反應中，我們可以看到氧化銅中的

11、氧被氫氣奪走，形成了單質銅。這個 過程我們稱氧化銅被還還原了；而氫氣和氧化銅中的氧結合成它的氧化物水， 我們說氫氣被氧化了。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:H 2 + CuO t Cu + H20還原劑 氧化劑被氧化 被還原 總結：氫氣具有還原性。板書:（3）氧化還原反應講解:前面我們學過物質與氧的反應叫做氧化反應，也就是說，在這個反應中氫氣發(fā) 生了氧化反應，因為它與氧化銅中的氧發(fā)生了反應；對于氧化銅來說，它失去 了氧，這種反應叫做還原反應。板書:含氧化合物里的氧被奪去的反應叫做還原反應。講解:從這個反應中我們可以總結這樣的規(guī)律：板書:氧

12、化劑失去氧被還原，發(fā)生還原反應； 還原劑得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應。 在通常情況下，氧化反應和還原反應是同時發(fā)生的。小結:通過上面的學習我們可以概括氫氣具有兩條化學性質：1. 具有可燃性它與氧氣反應生成水， 純凈的氫氣在空氣中安靜的燃燒， 發(fā)出淡藍色火 焰，放出熱量生成水；混有空氣的氫氣點燃可能會發(fā)生爆炸， 所以在點燃氫 氣前一定要驗純。2. 氫氣具有還原性它可以奪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。講述:針對氫氣的物理性質和化學性質，氫氣有哪些用途呢？板書:二氧氣的用途學生活動:閱讀課本第56頁“二、氫氣的用途”。討論:氫氣的用途，并說明它的用途是根據(jù)它的哪些性質？總結板書：1.填充探空氣球（奄度小）。2.制備金屬材料（還原性）。3.