氢气的性质

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初三化学教案：氢气的性质和用途

初三化学教案：氢气的性质和用途

教学目标

知识目标

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。

能力目标

通过对实验现象的观察，培养学生的观察能力和思维能力。

情感目标

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。

教学建议

教法建议

在讲氢气的性质之前，学生已学过氧气的性质、制法和氢气的实

验室制法。教师根据学生已有的知识水平、化学教学大纲的要求和教

材的特点，确定恰当的知识范围和实验内容，使学生了解氢气的物理

性质，掌握氢气的可燃性、还原性及有关实验现象和化学方程式；了

解点燃氢气之前为什么要检验氢气的纯度以及检验的方法，结合实验

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内容明确提出培养学生观察能力，结合氢气的可燃性对学生进行环境

保护教育等。

在教学过程中，教师应始终围绕教学目标，层层深入地展开教学

内容。教师讲新课之前先复习旧知识，以实验室用什么药品制取氢气，

收集氢气有几种方法等问题导入新课，而后展示一瓶瓶口倒置的氢气，

请学生通过观察氢气在通常状态下的色、态、水溶性、密度等，让学

生通过观察思考自己总结出氢气的物理性质。这种从感性到理性认识

问题的方法，层次清楚，符合学生认识规律和能力形成与发展的规律。

在讲授氢气的可燃性和还原性时，也应先演示氢气在空气中安静燃烧、

氢气中混有空气点燃发生爆鸣、氢气在氯气中燃烧在瓶口出现白雾、

氢气还原氧化铜的实验等，而后运用投影，进行反应实质的总结，写

出化学方程式。这种运用探索性实验的教法，能使学生从感性认识上

升到理性认识，揭示了知识的本质和内在联系。

最后教师通过让学生看书进行小结，再通过让学生做练习题进行

巩固，使大多学生都能掌握基本的、重点的知识，从而圆满地完成教

学任务。

其它一些建议：

（1）为使操作方便，节省时间和药品，氢气发生装置宜选用启

普发生器。

（2）为增加实验兴趣，可在实验3-4的肥皂水中加入颜色。

（3）氢气燃烧实验必须绝对安全，氢气燃烧除焰色、发热和爆

炸外，还可引导学生注意产物，即可在烧杯内壁涂上遇水显色的物质。

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（4）认真做好氢气还原氧化铜实验，使学生掌握操作步骤。

（5）引导学生分析反应物和产物，为下章学习打下基础。

（6）复习氧化反应，引入还原反应。先以氢气和氧化铜为例理

清概念，不要急于将前面各种氧化反应均分析一下哪个是氧化剂、还

原剂。

（7）使学生了解用途对性质的依赖关系。

关于“燃烧”概念的扩展

从对比氢气在空气中燃烧和氢气在氯气中燃烧时火焰的颜色不

同和生成物不同，不仅能总结出两个反应的特殊性，同时也能找出它

们的共性——剧烈的、发光放热的化学反应。从而扩大了“燃烧”概

念的内涵。

同时，还可以观察到它们的火焰构造与酒精灯和蜡烛的火焰结构

不同。氢气在空气中和氯气中燃烧的火焰都是内外两层，这是因为气

体燃烧时不必经气化阶段，所以没有气化层的“焰芯”。

氢氧混合气体的爆鸣

在导管口点燃氢气之前，必须先检验氢气的纯度，完全是由氢气

易燃且放出大量热的性质所决定的。

课本选用了纸筒的实验。但书中只描述了"刚点燃时，氢气安静

地燃烧，过一会儿，突然听到"砰"的一声响，爆炸的气浪把纸筒高高

掀起。事实上，这个实验如果做得好，所能观察到的现象要比以上课

本的那段描述复杂些。所能说明解释的问题也更深入些。实验的具体

情况是：

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用一个没有盖的纸筒（或罐头筒）底上穿一个小孔，小孔用一尖

细小木条塞紧（或用火柴杆也行）。把筒倒立，用排空气法迅速充满

氢气，将纸筒向下平置于桌面上，在拔掉小木条的同时，就小孔处点

燃逸出的氢气。最初氢气在小孔处安静地燃烧，一会儿听“嗡嗡”的

声响，而且声音逐渐增强，最后才是砰然巨响，爆炸的气浪使纸筒腾

空而起。

几种可燃性气体与空气混合的爆炸界限

气体?最低成分%最高成分%

氢气4.174.2

一氧化碳12.5?74.2

甲烷5.015.0

乙炔?2.580.0

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。

【实验3－4】装置如图所示。球形干燥管里装有碱石灰干燥剂。

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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

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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

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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

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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。

探究活动

1．家庭小实验在如教材第53页所示的实验3－4中，可以用蜡

烛不断点燃产生、上升的氢气泡。想办法使氢气泡中含有少量空气，

一来可减慢氢气上升的速度，二来又可产生强烈的爆鸣声。

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2．家庭小实验取一支大试管，平置固定在铁架台上，用一团棉

絮浸透酒精溶液，置入管底。在管中部用纸槽送入黑色氧化铜，铺平。

用单孔带短玻管的橡皮塞塞紧，加热棉絮球部位，可以看到氧化铜慢

慢由黑色变红。

3．设计一个实验，证明蜡烛中含有碳氢两种元素。