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初中化學(xué)教案:九年級化學(xué)《氫氣實驗室制法》教案模板

時間:2013-1-24 16:43:27 點擊:

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)
  使學(xué)生掌握實驗室用金屬和酸反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)原理,初步了解實驗室制備實驗的一般思路和方法;
  了解置換反應(yīng)的概念,對給定反應(yīng)物、生成物的化學(xué)反應(yīng),能初步判斷反應(yīng)類型;
  根據(jù)氣體的性質(zhì),學(xué)會判斷氣體收集的方法。

能力目標(biāo)
  培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,通過觀察了解啟普發(fā)生器的工作原理,并根據(jù)其原理,用易得廉價的簡單實驗儀器,自行設(shè)計制備氫氣的簡易裝置。

情感目標(biāo)
  通過對氫氣純度的檢驗,使學(xué)生了解點燃可燃性氣體之前,需要進(jìn)行驗純的必要性,加強對學(xué)生進(jìn)行安全教育。

 

教學(xué)建議

  本節(jié)課是元素化合物的基礎(chǔ)知識課,難度雖不大,但知識面廣,這些知識是后續(xù)教學(xué)的基礎(chǔ)。

  1.準(zhǔn)確 恰當(dāng)?shù)刈プ〗虒W(xué)目標(biāo),本節(jié)課要抓住置換反應(yīng)的概念和氫氣的實驗室制取裝置等主要內(nèi)容,緊緊圍繞這些知識的形成過程進(jìn)行教學(xué)活動。因此教學(xué)目標(biāo)應(yīng)具體、明確,教材處理詳略得當(dāng),緊緊圍繞教學(xué)大綱的規(guī)定和教材內(nèi)容的要求,重視能力培養(yǎng)和養(yǎng)成教育。

  2.教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有序、合理
  教學(xué)過程從水的電解產(chǎn)物和氧氣的有關(guān)知識開始,可以用計算機等媒體放映"氫氣的用途"資料片,導(dǎo)出新課。再通過實驗,師生共同討論,建立置換反應(yīng)的概念,同時簡介原子團的知識。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合實物展示,巧設(shè)問題,由簡到繁,從易到難,根據(jù)儀器藥品,讓學(xué)生在課堂上設(shè)計出一套制氫氣的合適裝置,通過設(shè)計實驗,一可培養(yǎng)學(xué)生的動手、動腦的能力,二可增強他們學(xué)習(xí)興趣,三可鞏固已學(xué)知識。


  3.優(yōu)選教學(xué)方法,教學(xué)手段多樣化
  本節(jié)教學(xué)方法是實驗探究法,以實驗為前提,通過實驗觀察,實物展示和錄像、計算機、投影等電化教學(xué)手段,集實驗、討論、講述、講解、歸納、練習(xí)為一體,這種方法既充分體現(xiàn)了以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科特點,又體現(xiàn)了教為主導(dǎo),學(xué)為主體二者統(tǒng)一的教學(xué)原則。

  4.重視能力培養(yǎng),注意養(yǎng)成教育
  本節(jié)教學(xué)應(yīng)靈活運用多媒體教學(xué)手段,通過實驗或啟發(fā)性、探究性的問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加學(xué)生動眼、動手、動口、動腦的機會,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生觀察、操作、思維與自學(xué)等多種技能和多種能力。同時,教學(xué)中每一個知識點都是以已有知識或化學(xué)事實、探究性問題開始,通過實驗觀察、引導(dǎo)思考、討論、自學(xué)等多種方式,突出對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo),教給學(xué)生學(xué)習(xí)方法和思維方式,這樣有利于逐步建立有效的學(xué)習(xí)方法,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。此外,教學(xué)中還可結(jié)合"氫氣的發(fā)現(xiàn)史"和"制氫發(fā)生裝置"的分析討論,以及知識的遷移過程,同時向?qū)W生進(jìn)行辯證唯物主義認(rèn)識論和科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法的教育,這些都有利于對學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)教育。

 

教學(xué)設(shè)計方案

  早在十六、七世紀(jì)的時候,有好幾位科學(xué)家都發(fā)現(xiàn)了金屬跟酸反應(yīng)能產(chǎn)生一種可燃性的氣體——氫氣。直到現(xiàn)在,氫氣的實驗室制法仍然選用金屬跟酸反應(yīng)。那么用哪種金屬,用哪種酸為最好呢?

一、 驗室制取氫氣的原理:

 。▽嶒灒┤∷闹г嚬,分別向其中加入鎂條、鋅粒、鐵釘、銅片,然后向試管中加入等量的同種稀硫酸,觀察產(chǎn)生氣體的速率。

 。ìF(xiàn)象)稀硫酸同時與Mg、Zn、Fe、Cu接觸,實驗現(xiàn)象是:Mg與稀硫酸反應(yīng)劇烈,鋅與酸反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的速率較快,F(xiàn)e與稀硫酸反應(yīng)很慢,銅與稀硫酸接觸,沒有明顯現(xiàn)象。

  實驗室制取氣體,要求便于操作和收集,而Mg反應(yīng)速率過快,不方便收集;Fe反應(yīng)速率過慢,因此常選用鋅為最合適。

二、實驗室制取氫氣的裝置和收集方法

1.  制備裝置:
  完整的氣體制取裝置包括發(fā)生裝置(即發(fā)生反應(yīng)生成該氣體的裝置)和收集裝置兩部分。

  氣體發(fā)生裝置的確定,要依據(jù)反應(yīng)原理,特別是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。實驗室制取氫氣所用的鋅是顆粒狀固體,所用的稀硫酸呈液體,常溫下兩種藥品接觸即可發(fā)生反應(yīng)。由此可見,只需用容器將鋅和稀硫酸盛放在一起,并將產(chǎn)生的氫氣通過導(dǎo)管導(dǎo)出即可。因此組裝發(fā)生裝置應(yīng)包括盛裝藥品的反應(yīng)容器(大試管、廣口瓶、錐形瓶、燒瓶等均可),用于封閉反應(yīng)容器口的膠塞,穿過膠塞用于導(dǎo)出氫氣的玻璃導(dǎo)管(用試管或燒瓶作反應(yīng)容器時還需用鐵架臺固定)。這種裝置是最簡單的氫氣發(fā)生裝置,如下圖(A)、(B)所示。

(A)

                           

     (B)

 。ㄓ懻摚┑@種發(fā)生裝置的缺點是必須當(dāng)鋅和稀硫酸中至少有一種完全反應(yīng)后該反應(yīng)才能停止,如何使制取氣體的過程連續(xù)呢?

實驗中常加一長頸漏斗,通過長頸漏斗分次加酸來控制反應(yīng),如下圖所示。

 長頸漏斗下部必須浸泡在酸液中,為什么呢?               

此時將導(dǎo)氣管一端堵死,觀察實驗現(xiàn)象。如學(xué)生看不清楚,可重復(fù)幾次,并提示學(xué)生應(yīng)注意的問題。

(請同學(xué)簡述現(xiàn)象,分析原因)

展示啟普發(fā)生器,介紹部件名稱,作用,介紹使用方法。

 

  2.  氣體的收集:

  氣體的收集裝置要依據(jù)該氣體的收集方法而定。氫氣的收集方法有兩種:向下排空氣法(因為氫氣密度最。┖团潘ǎㄒ驗闅錃怆y溶于水且不和水反應(yīng)),如圖(E)、(F)所示。

   

  如果用向下排空氣法收集氫氣,難于驗滿,因此收集氫氣的最佳方法是排水法。

  注意事項:儀器連接好以后應(yīng)先檢查裝置的氣密性,然后再裝入藥品制取氫氣;將鋅粒裝入試管時,應(yīng)將試管傾斜,使鋅;朐嚬艿撞,以免直接投入時砸破試管底;對產(chǎn)生的氫氣經(jīng)驗純后再收集或直接應(yīng)用;收集滿氫氣的集氣瓶應(yīng)倒置在桌上,防止氫氣很快逸散。

三、氫氣純度的檢驗方法

  實驗操作:用排水法或向下排氣法收集一試管氫氣,用拇指堵住,移近火焰,如果聽到尖銳的爆鳴聲,表明氫氣不純。然后按上述方法再收集、再檢驗,至點燃時發(fā)出的響聲很小時,表明氫氣已經(jīng)純凈。實驗操作過程如下圖:

    

                

  注意事項:當(dāng)開始收集的氫氣經(jīng)檢驗不純,這時需要再收集、再檢驗。若下一步要采用向下排空氣法收集氫氣,應(yīng)先用拇指把試管口堵住一會兒,再去收集、檢驗氫氣。否則剛用于檢驗氫氣的試管內(nèi)的火焰可能沒有熄滅,立即用這個試管去再收集氫氣時,可能會點燃導(dǎo)管口不純的氫氣,引起裝置爆炸,發(fā)生危險。

四、置換反應(yīng):

  置換反應(yīng):由一種單質(zhì)跟一種化合物起反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。

  置換反應(yīng)中“置換”的涵義是:反應(yīng)物之一的單質(zhì)中所含元素,代換了參加反應(yīng)的化合物中的某種元素。

  置換反應(yīng)是化學(xué)基本反應(yīng)類型之一。

  表達(dá)式:單質(zhì) + 化合物=新單質(zhì) + 新化合物

           A   +   BC     AC    +    B

       鋅  +  稀硫酸 ==硫酸鋅 +  氫氣

         Zn  +  H2SO4  == ZnSO4  +  H2

      單質(zhì)     化合物      化合物     單質(zhì)

  置換反應(yīng)的特點是:參加反應(yīng)的物質(zhì)只有兩種,且一定是一種單質(zhì)和一種化合物。生成物也只有兩種,一種一定是單質(zhì),另一種一定是化合物。掌握了這些特點,就能夠正確地判斷置換反應(yīng)。

(討論)置換反應(yīng)與化合反應(yīng),分解反應(yīng)有哪些區(qū)別?

五、原子團的概念:

    鋅  +  稀硫酸 == 硫酸鋅 +  氫氣

       Zn  +  H2SO4  == ZnSO4  +   H2

      在鋅與硫酸進(jìn)行反應(yīng)時,反應(yīng)物硫酸,生成物硫酸鋅均有相同的集團,即:

  H2SO4和ZnSO4中的畫線部分。在許多化學(xué)反應(yīng)中,作為一個整體參加反應(yīng),就好像一個原子一樣,這樣的原子集團叫做原子團。

  常見的原子團有:

  KClO3  氯酸根

  KMnO4  高錳酸根

  NaOH   氫氧根

  H2SO4     硫酸根

  KNO3   硝酸根

 

探究活動

  1 用廢舊的可樂瓶(塑料)、吸管、粘合劑,根據(jù)啟普發(fā)生器原理,制作一個簡易裝置。

  2 根據(jù)啟普發(fā)生器的原理,設(shè)計三套類似的實驗裝置,畫出裝置圖。

  3 設(shè)計一個儲存氫氣的裝置,便于利用該裝置收集氫氣,便于實驗中使用氫氣。

  4 實驗室制取氫氣時,以鋅粒與較濃的鹽酸反應(yīng),用氣球收集氣體,一段時間后,氣球癟了,重復(fù)上述實驗多次,均得到相同的現(xiàn)象,試分析造成這種狀況的原因,你從中得到什么啟示?

作者:不詳 來源:網(wǎng)絡(luò)
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