氢气的制备与性质教学设计

氢气的制备与性质教学设计一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解实验室制取氢气的原理、方法和实验装置。掌握氢气的物理性质和化学性质，并能正确书写相关化学反应方程式。学会运用排水法和向下排空气法收集氢气，培养实验操作技能。2.过程与方法目标通过设计实验方案、进行实验操作和观察实验现象，培养学生的科学探究能力和创新思维。让学生经历从提出问题、作出假设、设计实验、实施实验到得出结论的科学探究过程，提高学生分析问题和解决问题的能力。3.情感态度与价值观目标培养学生严谨的科学态度和团队合作精神，激发学生对化学实验的兴趣。通过了解氢气在能源等领域的应用，认识化学与生活、社会的紧密联系，增强学生学习化学的责任感。

二、教学重难点1.教学重点实验室制取氢气的原理和实验装置。氢气的化学性质（可燃性、还原性）。2.教学难点氢气还原氧化铜实验的操作要点及注意事项。对实验现象的准确观察和分析，以及从实验中得出正确的结论。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法相结合

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）通过播放一段关于氢气在生活中应用的视频，如氢能源汽车、氢气球等，引发学生的兴趣，然后提问："同学们，在刚才的视频中看到了氢气的很多应用，那你们知道氢气是如何制备的吗？它又有哪些性质呢？"从而引出本节课的主题氢气的制备与性质。

（二）知识讲解氢气的制备（10分钟）1.反应原理讲解实验室制取氢气常用的药品是锌粒和稀硫酸，化学反应方程式为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑。强调该反应是置换反应，锌置换出了硫酸中的氢元素。2.实验装置展示实验室制取氢气的简易装置图，介绍各仪器的名称和用途。分析装置的特点，如长颈漏斗的作用是添加稀硫酸，导管的作用是导出氢气等。强调装置的气密性检查方法：将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，则气密性良好。

（三）实验探究氢气的制备（20分钟）1.分组实验将学生分成若干小组，每组45人，每组配备一套实验仪器和药品。学生根据所学知识，按照以下步骤进行实验：检查装置的气密性。向试管中加入适量的锌粒。通过长颈漏斗向试管中加入稀硫酸，观察反应现象。用排水法收集一试管氢气，观察氢气的颜色、状态，并感受其密度。用向下排空气法收集一试管氢气，观察现象。2.教师指导在学生实验过程中，教师巡回指导，提醒学生注意安全，如稀硫酸的使用、氢气的验纯等。及时纠正学生的错误操作，解答学生的疑问。3.实验现象与结论各小组汇报实验现象：锌粒表面有气泡产生，反应逐渐剧烈；用排水法收集的氢气无色、无味，难溶于水；用向下排空气法收集时，氢气将空气排出，在试管口点燃氢气，听到轻微的"噗"声，说明氢气已纯净。教师总结实验结论：氢气是一种无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气小。实验室可用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，反应方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑。

（四）知识讲解氢气的性质（10分钟）1.物理性质结合刚才的实验，再次强调氢气的无色、无味、难溶于水、密度比空气小等物理性质。举例说明氢气这些物理性质在生活中的应用，如氢气球能升空是因为氢气密度比空气小，潜水员携带的氧气中混有少量氢气可防止减压病是利用氢气难溶于水的性质。2.化学性质可燃性展示氢气燃烧的实验视频，让学生观察实验现象：氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠生成。引导学生分析该反应的反应物、生成物，写出化学反应方程式：2H₂+O₂点燃2H₂O。强调氢气与空气混合遇明火可能发生爆炸，所以在点燃氢气前一定要检验氢气的纯度，并演示氢气验纯的操作方法。还原性讲解氢气还原氧化铜的实验原理：氢气能夺取氧化铜中的氧，将氧化铜还原为铜，同时生成水。化学反应方程式为：H₂+CuO△Cu+H₂O。展示氢气还原氧化铜的实验装置图，介绍实验步骤和注意事项：实验开始时，先通氢气，排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。加热氧化铜，观察现象。实验结束后，先停止加热，继续通氢气至试管冷却，防止生成的铜被氧化。播放氢气还原氧化铜的实验视频，让学生观察实验现象：黑色的氧化铜逐渐变成红色，试管口有水珠生成。请学生根据实验现象分析得出结论，进一步理解氢气的还原性。

（五）实验探究氢气的还原性（20分钟）1.分组实验学生分组进行氢气还原氧化铜的实验。按照以下步骤操作：连接好实验装置，检查气密性。向盛有氧化铜的试管中通入氢气，排尽空气。点燃酒精灯加热氧化铜，观察现象。实验结束后，先停止加热，继续通氢气至试管冷却。2.教师指导教师加强巡视指导，重点关注学生对实验步骤的掌握情况，特别是氢气的通入和停止通入的时机，以及酒精灯的使用等。提醒学生注意安全，防止氢气泄漏引发危险。3.实验现象分析与讨论各小组汇报实验现象，教师引导学生分析：为什么黑色氧化铜会变成红色？试管口为什么会有水珠生成？组织学生讨论：在实验过程中，如果先停止通氢气，再停止加热，会出现什么现象？为什么？通过讨论，加深学生对氢气还原性实验的理解，强化对实验操作要点和注意事项的记忆。

（六）课堂小结（5分钟）1.请学生回顾本节课所学内容，包括氢气的制备原理、实验装置、收集方法、物理性质和化学性质等。2.教师进行总结归纳，强调重点知识和易错点，如实验室制取氢气的化学反应方程式、氢气还原氧化铜的实验操作等。

（七）课堂练习（10分钟）1.实验室制取氢气选用的药品是（）A.镁和稀硫酸B.锌和稀硫酸C.铁和稀盐酸D.锌和浓硫酸2.氢气在空气中燃烧的现象是（）A.发出耀眼白光B.产生大量白烟C.发出淡蓝色火焰D.火星四射3.氢气还原氧化铜的实验中，下列操作顺序正确的是（）A.加热→通氢气B.通氢气→加热→停止加热→继续通氢气至冷却C.加热→通氢气→停止加热→继续通氢气至冷却D.通氢气→加热→继续通氢气至冷却→停止加热4.写出下列反应的化学方程式：锌与稀硫酸反应制取氢气氢气在空气中燃烧氢气还原氧化铜

（八）布置作业（课后完成）1.书面作业：完成课本上相关的练习题，巩固本节课所学知识。2.拓展作业：查阅资料，了解氢气在能源领域的其他应用及发展前景，写一篇简短的科普文章。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对氢气的制备与性质有了较为系统的认识，通过实验探究活动，学生的科学探究能力和实验操作技能得到了锻炼。