周燕萍　衷明華

【摘 要】 本文利用氫氣反應(yīng)原理，結(jié)合氫氣的性質(zhì)檢驗原理，設(shè)計了一套對氫氣反應(yīng)及其性質(zhì)檢驗的微型化學(xué)實驗裝置，該設(shè)置能很好的解決常規(guī)實驗的過程難以控制等不足，具有安全性高、節(jié)約時間和藥品，適合于課堂教學(xué)，給學(xué)生直觀、準(zhǔn)確、科學(xué)的認(rèn)識，加深學(xué)生的理解。

【關(guān)鍵詞】 微型化學(xué)實驗；氫氣制備；裝置改進(jìn)

【中圖分類號】G642.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-0-01

一、教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)思想

氫氣的制備與性質(zhì)實驗的原實驗難以控制實驗的進(jìn)行與結(jié)束，同時，用排水法收集的氫氣難以干燥，在進(jìn)行氫氣還原氧化銅實驗時可能導(dǎo)致試管破裂，氫氣的驗純實驗，危險性也比較高。另外，氫氣的制備與性質(zhì)是分別進(jìn)行的，實驗過程繁瑣，也比較浪費時間，不切合當(dāng)前中學(xué)課堂的實際情況。因此，改進(jìn)的微型實驗裝置具有簡單便攜、試劑用量少、安全性高、成本低、適用于大多數(shù)中學(xué)化學(xué)實驗的特點。本實驗將常規(guī)的氫氣的制備及性質(zhì)實驗改進(jìn)為微型實驗，使該實驗更加符合中學(xué)化學(xué)實驗的要求，提供實驗器具有限制的引導(dǎo)學(xué)生實驗設(shè)計，目的是在課堂的有效的時間內(nèi)對學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練。

二、教材分析

本節(jié)內(nèi)容節(jié)選自九年級上冊第七單元燃料及其利用，能源的利用和開發(fā)。本節(jié)是學(xué)習(xí)制取氣體方法、步驟的延續(xù)和深化，從研究方法看，通過探究方式，總結(jié)出不同于制取氧氣的反應(yīng)原理、裝置、收集方法，同時為學(xué)習(xí)二氧化碳的實驗室制法奠定了基礎(chǔ)，它是初中化學(xué)制取氣體的重點之一，起到承上啟下的作用。介紹潔凈的燃料氫氣，從能源清潔高效的角度出發(fā)，介紹氫氣的熱值高、產(chǎn)物潔凈的特點，結(jié)合微型化實驗儀器裝置進(jìn)行實驗，其藥品用量較少，但是效果更明顯、安全和方便，適合一般的中學(xué)化學(xué)教學(xué)實驗演示，并且一體化實驗節(jié)約時間，更切合中學(xué)課堂的實際情況。

三、教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能：

學(xué)習(xí)如何檢驗氫氣的純度，知道點燃?xì)錃庵膀灱兊闹匾?/p>

認(rèn)識氫氣的物理性質(zhì)，了解氫氣的燃燒過程及產(chǎn)物

2、過程與方法：

利用自主學(xué)習(xí)和實驗探究的方法，培養(yǎng)實驗操作動手能力

對氫氣的性質(zhì)進(jìn)行探究，學(xué)生意識到安全操作的重要性

3、情感態(tài)度與價值觀：

認(rèn)識氫氣是理想的高能潔凈燃料的原因，學(xué)生培養(yǎng)節(jié)能環(huán)保意識

通過微型的實驗裝置的使用，增強(qiáng)環(huán)保意識通過小組實驗探究，增強(qiáng)小組團(tuán)隊精神和合作能力

四、教學(xué)重難點

【教學(xué)重點】

制取氫氣的方法、收集方法和檢查氣密性的方法

【教學(xué)難點】

微型化學(xué)實驗儀器的安裝與實驗操作、氫氣的性質(zhì)實驗

五、學(xué)情分析

《氫氣的制備與性質(zhì)檢驗》是九年級上冊第七單元燃料及其利用，能源的利用和開發(fā)。在本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了水的電解，初步了解了氫氣的物理性質(zhì)，對本節(jié)課的知識更容易理解。并且根據(jù)學(xué)生對實驗比較感興趣的特點，這節(jié)課設(shè)計了有趣的實驗，通過實驗觀察得出相應(yīng)的性質(zhì)，學(xué)生會印象深刻，容易記憶相應(yīng)的知識點，在愉悅的氛圍中進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此，本節(jié)課通過氫氣的制備與性質(zhì)檢驗的實驗設(shè)計，讓學(xué)生在開放與和諧的氛圍中開拓思維，體驗實踐與創(chuàng)新的樂趣，也通過對演示實驗的觀察提高對化學(xué)學(xué)科的興趣。

六、教學(xué)過程設(shè)計

師【導(dǎo)入新課】：早在16世紀(jì)，瑞士醫(yī)藥學(xué)家帕拉塞斯就發(fā)現(xiàn)鐵屑放在硫酸中有氣體生成并可以燃燒，叫做“可燃性空氣”。這種可燃性氣體就是我們本節(jié)課要制備的氫氣。

師【講解】：我們已經(jīng)知道氫氣的物理、化學(xué)性質(zhì)，并且上節(jié)課老師粗略跟大家講的實驗室制法，那我們今天還是用微型實驗裝置來制備，同學(xué)們要怎么設(shè)計呢？

生：小組思考討論，根據(jù)氫氣的性質(zhì)大膽提出猜想。

教師根據(jù)學(xué)生猜想，指導(dǎo)改善設(shè)計探究性實驗，并且展示實驗臺上的實驗裝置。

師【講解】：我們今天的實驗儀器和藥品有，有操作臺，U型管、套上乳膠管的尖嘴管一支，橡膠塞兩個，針筒兩個，鋅粒，稀硫酸、蒸餾水等

師：現(xiàn)在同學(xué)們可以根據(jù)剛才的猜想，自行組裝儀器。

教師巡查指導(dǎo)，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行實驗操作，學(xué)生觀察記錄實驗現(xiàn)象。

實驗過后，學(xué)生講述自己的實驗設(shè)計過程。

生：展示實驗裝置，剛開始先用止水夾夾住橡皮管，之后往上抽動左側(cè)的針筒的按手，右側(cè)的針筒的按手自動往下壓，則說明該裝置氣密性良好。

上一步氣密性檢查完成的同時打開止水夾，此時反應(yīng)已開始，在玻璃尖嘴導(dǎo)管口抹上肥皂水，4～6秒后有氣泡產(chǎn)生，點燃火柴靠近氣泡，待聽到噗的一聲，則說明氫氣已純。

師：很好，該實驗裝置氣密性的檢查方便且可靠。手輕輕一按，根據(jù)右側(cè)的針筒的按手自動往下壓即可判斷裝置的氣密性，那如何檢驗氫氣的性質(zhì)呢？

生：將玻璃尖嘴導(dǎo)管口點燃，套上小試管，可觀察到火焰并且在壁上有小水珠，說明氫氣可燃，并且生成了水，可驗證氫氣的可燃性。

驗證氫氣的還原性可用酒精燈加熱玻璃管末尾裝有氧化銅的位置，氧化銅絲由黑色變成紅色，且有小水珠，說明氫氣具有還原性，將黑色的氧化銅還原為紅色的銅并且生成了水。

師：肯定學(xué)生的實驗設(shè)計的正確性，指出不足，指導(dǎo)學(xué)生如何去消除氧化銅還原后的小水珠，即可以將玻璃管末端斜向下傾斜，將生成的水珠排出。

生：學(xué)生領(lǐng)悟，做筆記。

最后師生共同小結(jié)這節(jié)課所學(xué)知識，學(xué)生鞏固知識基礎(chǔ)上又加深理解知識。

七、板書設(shè)計

氫氣的制備與性質(zhì)

一、氫氣的物理性質(zhì)：無色，無味、難溶于水，密度比空氣小。

二、氫氣的化學(xué)性質(zhì)：可燃性、還原性

三、1、反應(yīng)原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

2、收集方法：①排水法收集因為氫氣難溶于水

②向下排空氣法收集因為氫氣的密度比空氣的小

八、實驗方案設(shè)計優(yōu)點

1、反應(yīng)裝置簡單、安全，且可操作性較強(qiáng)，實驗現(xiàn)象明顯，適用于一般的中學(xué)教學(xué)課堂演示實驗以及學(xué)生分組實驗。

2、實驗裝置氣密性的檢查方便且可靠。手輕輕一按，根據(jù)右側(cè)的針筒的按手自動往下壓即可判斷裝置的氣密性。

3、微型氣體發(fā)生器和注射器結(jié)合使用的實驗裝置易控制，通過加入稀硫酸的量的多少可控制反應(yīng)的速度的快慢。

4、學(xué)生自行思考設(shè)計探究性實驗，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。