人教版初中化學(xué)導(dǎo)學(xué)案：3.5最輕的氣體——氫氣

1、3.5最輕的氣體氫氣一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道氫氣的物理性質(zhì)，正確描述氫氣的化學(xué)性質(zhì)，簡述氫氣的主要用途。2.記住實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置，熟悉氫氣的制取、收集和純度檢驗(yàn)的基本操作?！菊n前預(yù)習(xí)】【情境導(dǎo)入】奇瑞汽車副總經(jīng)理稱力爭3年內(nèi)推出氫能源車。氫燃料轎車是一種真正實(shí)現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是純凈水，不產(chǎn)生任何廢氣，成本比傳統(tǒng)轎車提高了10%。（摘自2009.06.25京華時(shí)報(bào) ）二、自主探究：知識(shí)點(diǎn)1：氫氣的性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)】p65實(shí)驗(yàn)3-5，仔細(xì)觀察現(xiàn)象，并思考原因。【閱讀】p66完成以下內(nèi)容。1、物理性質(zhì)： 色、 味的氣體，密度比空氣 ，是相同條件下密度最 的氣體， 溶于水?！緦?shí)驗(yàn)

2、】p66實(shí)驗(yàn)3-6和3-7，觀察并思考。點(diǎn)燃2、化學(xué)性質(zhì)：常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在高溫或點(diǎn)燃條件下與許多物質(zhì)反應(yīng)。 可燃性: h2 + o2 a.純凈的氫氣在氧氣或空氣中能 燃燒，發(fā)出 色或 色火焰，放大量熱，有水生成。b.氫氣與空氣或氧氣混合氣體點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象。還原性：（參見p94）跟氧化銅的反應(yīng)：h2 + cuo 現(xiàn)象：黑色氯化銅逐漸變成 色，且管壁有 生成。 在高溫條件下，氫氣也能與fe2o3、fe3o4、wo3等金屬氧化物發(fā)生置換反應(yīng)，請寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式： h2 + fe2o3 h2 + fe3o4 h2 + wo3知識(shí)點(diǎn)2：氫氣的用途【閱讀】p67概括氫氣的用途： 知識(shí)點(diǎn)3：氫氣

3、的制法1、實(shí)驗(yàn)室制法（參見p143）反應(yīng)原理：采用 金屬(如zn、fe、mg、al等)與稀 酸或稀 酸發(fā)生置換反應(yīng)制得，其中最適宜的藥品是zn或fe跟稀鹽酸或稀硫酸。 zn + hcl zn + h2so4 fe + hcl fe + h2so4 發(fā)生裝置：（如下圖）固體與液體反應(yīng)生成氣體的裝置，且不需要加熱。啟普發(fā)生器操作步驟： 收集方法：（如下圖） 驗(yàn)純方法：（參見教材p47圖3-3） 。注意事項(xiàng)： 2、工業(yè)制法:工業(yè)上常采用電解水法、天然氣催化分解法和水煤氣轉(zhuǎn)換法獲得h2。電解水制得的h2純度可達(dá)99.5%99.8%。電解水的化學(xué)方程式為 ?！窘涣饔懻摗?.點(diǎn)燃可燃性氣體（如：h2、co

4、、ch4等）與空氣或氧氣混合氣體為什么可能會(huì)發(fā)生爆炸現(xiàn)象？混有空氣或氧氣雜質(zhì)的氫氣點(diǎn)燃時(shí)，一定能發(fā)生爆炸嗎? 為什么?2.有人認(rèn)為用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)時(shí)，未直接點(diǎn)燃?xì)錃?，因此不需要檢驗(yàn)氫氣純度。這種說法正確嗎?3.檢驗(yàn)用向下排空氣法收集的氫氣的純度時(shí)，聽到爆鳴聲，為什么要用拇指堵住該試管口一會(huì)兒再收集檢驗(yàn)，或另換一支試管再收集檢驗(yàn)？ 4.實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)，能否使用稀硝酸和濃硫酸? 能否使用濃鹽酸？能否使用na、k、ca等活潑金屬？說明理由。5.如何用實(shí)驗(yàn)證明蠟燭的成分中含有氫元素?【歸納小結(jié)】（參見教材p47）不純的h2點(diǎn)燃時(shí)易發(fā)生爆炸，h2的爆炸極限：474.2。點(diǎn)燃h2前一定要驗(yàn)純：輕微聲

5、較純；尖銳爆鳴聲不純。【課堂小結(jié)】通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你收獲了什么？【我的收獲】 三、自我測評(píng)【課堂練習(xí)】1.氫氣的下列用途中運(yùn)用了它的物理性質(zhì)的是( ) a、焊接或切割金屬 b、驅(qū)動(dòng)火箭 c、冶煉金屬 d、充探空氣球2.下列混合氣體點(diǎn)燃可能發(fā)生爆炸的是( ) a、氫氣與氦氣 b、氫氣與空氣 c、氫氣與二氧化碳 d、氫氣與氮?dú)?.氫氣是一種很有前途的能源，以水為原料大量制取氫氣的最理想的途徑是( ) a、由熱電站提供電力電解水 b、利用太陽能分解水 c、加熱到1000以上使水分解 d、用焦炭和水反應(yīng)制水煤氣4.氫氣作為未來燃料的突出優(yōu)點(diǎn)是（ ）a、燃燒時(shí)放出大量的熱，且沒有污染 b、安全、價(jià)廉、

6、質(zhì)輕 c、資源豐富、易燃 d、很容易制取，5.氫氣和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中敘述錯(cuò)誤的是（ ） a、試管口有水珠生成 b、黑色的氧化銅逐漸變?yōu)楣饬良t色的銅 c、實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先加熱 d、實(shí)驗(yàn)結(jié)束應(yīng)先停止加熱6.下列各組物質(zhì)中，用于實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的是（ ） a、稀鹽酸與鋅粒 b、硝酸與鐵片 c、鈉和稀鹽酸 d、水 7.要得到純凈干燥的氫氣，最好選用（ ）a、向上排空氣法 b、向下排空氣法 c、排水集氣法d、排水集氣后再通過干燥管8.下列實(shí)驗(yàn)室制h2的操作中，正確順序是( )連接試管 檢查氣密性 加入稀h2so4 加入鋅粒 用排水法收集h2 把裝置固定在鐵架臺(tái)上a、 b、 c、 d、 9.氫氣還原氧化銅實(shí)

7、驗(yàn)室中，cuo先變成亮紅色，又變成黑色，造成這種后果的原因可能是( ) a、通過氫氣的量不足 b、加熱溫度不夠 c、實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先加熱后通氫氣 d、沒有繼續(xù)通氫氣到冷卻10.用實(shí)驗(yàn)裝置制取氫氣下列敘述錯(cuò)誤的是( ) a、盛放藥品前要檢驗(yàn)氣密性 b、鋅和稀硫酸的反應(yīng)屬置換反應(yīng) c、實(shí)驗(yàn)前不能讓收集氫氣所用試管內(nèi)部水面上留有氣泡 d、從水槽中取出集氣瓶應(yīng)蓋上玻璃片正放在桌上【中考直通車】11.做氫氣和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若使80gcuo中的銅全部被氫氣置換出來，實(shí)際需要?dú)錃獾馁|(zhì)量為 ( ) a、2g b、大于2g c、小于2g d、不能確定12.某學(xué)生取一瓶稀硫酸，等體積分裝在兩個(gè)燒杯中，再取質(zhì)量相

8、等的鎂帶和鋅粒，把鎂帶放入a燒杯中，鋅粒放入b燒杯中。待反應(yīng)結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)a燒杯中鎂帶有剩余，b燒杯中鋅粒已全部反應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷，下列結(jié)論正確的是（ ）a燒杯中產(chǎn)生h2多 b、b燒杯中產(chǎn)生h2多 c、a和b兩燒杯中產(chǎn)生h2一樣多 d、a燒杯中產(chǎn)生h2多或a和b兩燒杯中產(chǎn)生h2一樣多13.報(bào)載深圳某商場開業(yè)慶典、店外掛滿了氫氣球，周圍擠滿了欲入店的 人，在擁擠中氫氣球被擠爆，遇上點(diǎn)燃的香煙，引起爆炸，并引發(fā)鄰近一串氣球爆炸，迅掠而過的火苗燒了一些顧客頭發(fā)并淺度燒傷約二十余人皮膚，簡答：該事實(shí)說明氫氣具有什么化學(xué)性質(zhì)?解釋爆炸的原因。14.某興趣小組圍繞著“氫氣在空氣中的爆炸極限”進(jìn)行探究，記

9、錄的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)如下表所示：h2體積分?jǐn)?shù)()5102030405060708090空氣體積分?jǐn)?shù)()95908070605040302010點(diǎn)燃時(shí)現(xiàn)象不燃不爆弱爆炸強(qiáng)爆炸強(qiáng)爆炸強(qiáng)爆炸強(qiáng)爆炸強(qiáng)爆炸弱爆炸安靜燃燒安靜燃燒 (1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，你可以得出的結(jié)論是： (2)教材“單元探究活動(dòng)”中提到：用排水法收集一小試管氫氣，點(diǎn)燃，如果發(fā)出“噗”的聲音，表明收集的氫氣已純凈。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，分析“氫氣已純凈”的真實(shí)含義是什么? 。 (3)近年來煤礦瓦斯爆炸事故頻發(fā)(主要是甲烷氣體燃燒爆炸)。你認(rèn)為采取哪些措施可以預(yù)防瓦斯爆炸事故? 。(答出兩條即可)15.利用氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)測定水的組成(如右下

10、圖)。已知氧化銅和玻璃管在通入氫氣前的總質(zhì)量為56，在通入氫氣完全反應(yīng)后的總質(zhì)量為51.2，氯化鈣（干燥劑）和干燥管在實(shí)驗(yàn)前總質(zhì)量為104.6，在實(shí)驗(yàn)后總質(zhì)量為110。計(jì)算：完全反應(yīng)后生成水的質(zhì)量生成的水中氧的質(zhì)量生成的水中氫的質(zhì)量 水中氫氧兩種元素質(zhì)量比【拓展延伸】16.某同學(xué)為了認(rèn)識(shí)h2的可燃性，做了以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)。請解釋這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（1）在集氣瓶內(nèi)收集了一瓶純凈的氫氣，瓶口向下，用一點(diǎn)燃的蠟燭去點(diǎn)燃?xì)錃猓l(fā)現(xiàn)瓶口有火焰。（2）將燃著的蠟燭繼續(xù)快速地伸入瓶內(nèi)，蠟燭熄滅。（3）把熄滅的蠟燭迅速從瓶內(nèi)拿出來時(shí)，在瓶口蠟燭又重新燃燒起來。思考：可燃性與支持燃燒的性質(zhì)相同嗎？o2能支持燃燒，h2能支持燃燒嗎？17.右圖所