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氢气实验室制法

2005年9月2日 来源:网友提供 作者: 字体:[ ]

教学目标

知识目标
  使学生掌握实验室用金属和酸反应制取氢气的化学反应原理,初步了解实验室制备实验的一般思路和方法;
  了解置换反应的概念,对给定反应物、生成物的化学反应,能初步判断反应类型;
  根据气体的性质,学会判断气体收集的方法。

能力目标
  培养学生的观察能力,通过观察了解启普发生器的工作原理,并根据其原理,用易得廉价的简单实验仪器,自行设计制备氢气的简易装置。

情感目标
  通过对氢气纯度的检验,使学生了解点燃可燃性气体之前,需要进行验纯的必要性,加强对学生进行安全教育。

 

教学建议

  本节课是元素化合物的基础知识课,难度虽不大,但知识面广,这些知识是后续教学的基础。

  1.准确 恰当地抓住教学目标,本节课要抓住置换反应的概念和氢气的实验室制取装置等主要内容,紧紧围绕这些知识的形成过程进行教学活动。因此教学目标应具体、明确,教材处理详略得当,紧紧围绕教学大纲的规定和教材内容的要求,重视能力培养和养成教育。

  2.教学内容应有序、合理
  教学过程从水的电解产物和氧气的有关知识开始,可以用计算机等媒体放映"氢气的用途"资料片,导出新课。再通过实验,师生共同讨论,建立置换反应的概念,同时简介原子团的知识。在此基础上,结合实物展示,巧设问题,由简到繁,从易到难,根据仪器药品,让学生在课堂上设计出一套制氢气的合适装置,通过设计实验,一可培养学生的动手、动脑的能力,二可增强他们学习兴趣,三可巩固已学知识。

  3.优选教学方法,教学手段多样化
  本节教学方法是实验探究法,以实验为前提,通过实验观察,实物展示和录像、计算机、投影等电化教学手段,集实验、讨论、讲述、讲解、归纳、练习为一体,这种方法既充分体现了以实验为基础的学科特点,又体现了教为主导,学为主体二者统一的教学原则。

  4.重视能力培养,注意养成教育
  本节教学应灵活运用多媒体教学手段,通过实验或启发性、探究性的问题,激发学生的学习兴趣,增加学生动眼、动手、动口、动脑的机会,培养和发展学生观察、操作、思维与自学等多种技能和多种能力。同时,教学中每一个知识点都是以已有知识或化学事实、探究性问题开始,通过实验观察、引导思考、讨论、自学等多种方式,突出对学生学习过程的指导,教给学生学习方法和思维方式,这样有利于逐步建立有效的学习方法,养成良好的学习习惯。此外,教学中还可结合"氢气的发现史"和"制氢发生装置"的分析讨论,以及知识的迁移过程,同时向学生进行辩证唯物主义认识论和科学态度、科学方法的教育,这些都有利于对学生进行素质教育。

 

教学设计方案

  早在十六、七世纪的时候,有好几位科学家都发现了金属跟酸反应能产生一种可燃性的气体——氢气。直到现在,氢气的实验室制法仍然选用金属跟酸反应。那么用哪种金属,用哪种酸为最好呢?

一、 验室制取氢气的原理:

  (实验)取四支试管,分别向其中加入镁条、锌粒、铁钉、铜片,然后向试管中加入等量的同种稀硫酸,观察产生气体的速率。

  (现象)稀硫酸同时与Mg、Zn、Fe、Cu接触,实验现象是:Mg与稀硫酸反应剧烈,锌与酸反应,产生氢气的速率较快,Fe与稀硫酸反应很慢,铜与稀硫酸接触,没有明显现象。

  实验室制取气体,要求便于操作和收集,而Mg反应速率过快,不方便收集;Fe反应速率过慢,因此常选用锌为最合适。

  

二、实验室制取氢气的装置和收集方法

1.  制备装置:
  完整的气体制取装置包括发生装置(即发生反应生成该气体的装置)和收集装置两部分。

  气体发生装置的确定,要依据反应原理,特别是反应物的状态和反应条件。实验室制取氢气所用的锌是颗粒状固体,所用的稀硫酸呈液体,常温下两种药品接触即可发生反应。由此可见,只需用容器将锌和稀硫酸盛放在一起,并将产生的氢气通过导管导出即可。因此组装发生装置应包括盛装药品的反应容器(大试管、广口瓶、锥形瓶、烧瓶等均可),用于封闭反应容器口的胶塞,穿过胶塞用于导出氢气的玻璃导管(用试管或烧瓶作反应容器时还需用铁架台固定)。这种装置是最简单的氢气发生装置,如下图(A)、(B)所示。

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