氢气的性质和用途

氢气的性质和用途

教学目的

使学生了解氢气的物理性质，掌握氢气的可燃性、还原性，并了解有关的实验过程和现象以及注意事项；

根据氢气的性质了解其主要用途；

从得氧和失氧的角度对照了解氧化反应和还原反应，氧化剂和还原剂。

通过对实验现象的观察，培养学生的观察能力和思维能力。

通过氢气燃烧与爆炸和还原性与还原反应的教学，进行量变引起质变和对立统一规律的辩证唯物主义教育。

教学设计方案

重点：氢气的化学性质

一 复习提问：

1.写出实验室制氢气的化学方程式。

2.画出实验室制氢气的简易装置图。

二 导入 新课：氢气的性质。

1.氢气的物理性质：

按照描述氧气物理性质的顺序，回忆上节课的实验现象描述氢气的色、态、味和溶解性等。

装置如图所示。球形干燥管里装有碱石灰干燥剂。导管口蘸些肥皂水，控制氢气流速，吹出肥皂泡。当肥皂泡吹到足够大时，轻轻摆动导管，让肥皂泡脱离管口，这时可以观察到肥皂泡上升。

肥皂泡上升说明氢气密度小。在标准状况（1大气压，0℃）下，氧气、空气、氢气的密度分别为1.429克／升，1.293克／升，0.0899克／升，它们的比值为16∶14.5∶1。（为什么用排空气法收集？）

氢气在通常状况下，是一种没有颜色、没有气味的气体，难溶于水，比空气轻。

2.氢气的化学性质：

【实验3－5】在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，过一会儿，观察烧杯壁上有什么现象发生。

引导观察燃烧的焰色和烧杯内壁有什么现象出现。把烧杯传递给学生，让学生用手触摸烧杯，感觉热量。证明氢气具有可燃性，燃烧时放出大量的热。

（1）氢气的可燃性：

在这个实验中为什么强调“纯净”呢？如果氢气不纯净燃烧时会怎么样呢？

【实验3－6】取一个一端开口，另一端钻有小孔的纸筒（或塑料筒等），用纸团堵住小孔，用向下排空气法收集氢气，使纸团内充满氢气。把氢气发生装置移开，拿掉堵小孔的纸团，用燃着的木条在小孔处点火，注意有什么现象发生。（人要离开，注意安全。）

引导学生观察：

①注意小孔处点火时的开始情况；

②仔细倾听音响的变化；

③观察随音响变化而发生的现象。

板书 氢气不纯混有空气或氧气，点燃时发生爆炸。

为什么点燃纯净的氢气能安静地燃烧，而混合气体却会发生爆炸呢？

点燃纯净的氢气时，在导管口流出的氢气量少，与氧气接触少，反应时产生的热量也少，且散失较快，所以点燃时安静地燃烧。

点燃纸筒中氢气时，随着氢气的消耗，空气不断从纸筒底部进入筒内。氢气和空气接触并混和，与氧气接触面多，点燃时快速反应，产生的热量在极短时间内、有限空间里急剧膨胀，就发生了爆炸。

实验测定，当空气中混入氢气的体积达到总体积的4%～74.2%时，点燃即发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。所以，点燃需要纯净的氢气，点燃氢气前必须检验氢气的纯度。

【实验3－7】用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到响声很小，才表明氢气已经纯净，如果用向下排空气法收集氢气，经检验不纯而需要再检验时，应该用拇指堵住试管口一会儿，然后再收集氢气检验纯度，以免暗焰引发氢气发生器爆炸。

【实验3－8】在干燥的硬质试管底部铺一层黑色的氧化铜，管口微向下倾斜。通入氢气，过一会儿再给氧化铜加热。注意观察黑色的氧化铜有什么变化，管口有什么生成。反应完成后停止加热，还要继续通入氢气，直到试管冷却后，再停止通氢。

引导学生思考：

（1）放氧化铜的试管口为什么要略向下倾斜？

（2）导气管为什么要伸入到试管底部，管口不能用塞子塞住？

（3）为什么先通一会儿氢气，再加热氧化铜？氢气的纯度是否需要检验？

（4）实验在停止加热时，为什么还要继续通入氢气到试管全部冷却为止？

联系已学过的有关知识逐一讨论。归纳出实验步骤韵语记忆口诀：

板书“一通、二点、三灭、四撤”。

引导学生用化学式表述反应过程

氢气和氧化铜反应：

练习：实验室制备氢气并使氢气跟灼热的氧化铜反应有以下主要步骤，请按正确的操作顺序排列序号___________________。

A 检验氢气发生装置的气密性； B 给试管中的氧化铜加热；

C 向氢气发生装置里添加药品； D 停止加热；

E 向装有氧化铜试管中通入氢气； F 停止通入氢气；

G 检验氢气的纯度。

复习提问：什么是氧化反应？氢气与氧化铜反应是否是氧化反应？

分析：在氢气与氧化铜反应中，氢气夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应。而氧化铜失去了氧变成了单质铜，则氧化铜发生了还原反应。

在反应中，氢气夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应。使铜被还原出来，说明氢气有还原能力，我们称之为还原性，而把氢气称之为还原剂。

氧化铜失去了氧，发生了还原反应。使氢气发生了氧化反应，说明它具有氧化能力，我们称之为氧化性，而把氧化铜称之为氧化剂。

氢气：得氧～有还原性～是还原剂～发生了氧化反应。

氧化铜：失氧～有氧化性～是氧化剂～发生了还原反应。 练习：在高温下，三氧化二铁与一氧化碳反应生成单质铁和二氧化碳。此反应中氧化剂是_______，还原剂是_______，_______，发生了氧化反应，________发生了还原反应。

氢气的用途：阅读课本57页图3－14。

物质的用途是由其性能决定的。

密度小——氢气球；

可燃性——氢氧焰、高能燃料等；

还原性——冶炼金属、制备硅等；

另外还可用于合成氨气、制备盐酸。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vfdm.html