人教版初中化学导学案：3.5最轻的气体——氢气.doc

3.5最轻的气体氢气一、学习目标：1.知道氢气的物理性质，正确描述氢气的化学性质，简述氢气的主要用途。2.记住实验室制取氢气的反应原理、实验装置，熟悉氢气的制取、收集和纯度检验的基本操作。【课前预习】【情境导入】奇瑞汽车副总经理称力争3年内推出氢能源车。氢燃料轿车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，不产生任何废气，成本比传统轿车提高了10%。（摘自2009.06.25京华时报 ）二、自主探究：知识点1：氢气的性质【实验】P65实验3-5，仔细观察现象，并思考原因。【阅读】P66完成以下内容。1、物理性质： 色、 味的气体，密度比空气 ，是相同条件下密度最 的气体， 溶于水。【实验】P66实验3-6和3-7，观察并思考。点燃2、化学性质：常温下化学性质稳定，在高温或点燃条件下与许多物质反应。 可燃性: H2 + O2 a.纯净的氢气在氧气或空气中能 燃烧，发出 色或 色火焰，放大量热，有水生成。b.氢气与空气或氧气混合气体点燃会发生 现象。还原性：（参见P94）跟氧化铜的反应：H2 + CuO 现象：黑色氯化铜逐渐变成 色，且管壁有 生成。 在高温条件下，氢气也能与Fe2O3、Fe3O4、WO3等金属氧化物发生置换反应，请写出相应的化学方程式： H2 + Fe2O3 H2 + Fe3O4 H2 + WO3知识点2：氢气的用途【阅读】P67概括氢气的用途： 知识点3：氢气的制法1、实验室制法（参见P143）反应原理：采用 金属(如Zn、Fe、Mg、Al等)与稀 酸或稀 酸发生置换反应制得，其中最适宜的药品是Zn或Fe跟稀盐酸或稀硫酸。 Zn + HCl Zn + H2SO4 Fe + HCl Fe + H2SO4 发生装置：（如下图）固体与液体反应生成气体的装置，且不需要加热。启普发生器操作步骤： 收集方法：（如下图） 验纯方法：（参见教材P47图3-3） 。注意事项： 2、工业制法:工业上常采用电解水法、天然气催化分解法和水煤气转换法获得H2。电解水制得的H2纯度可达99.5%99.8%。电解水的化学方程式为 。【交流讨论】1.点燃可燃性气体（如：H2、CO、CH4等）与空气或氧气混合气体为什么可能会发生爆炸现象？混有空气或氧气杂质的氢气点燃时，一定能发生爆炸吗? 为什么?2.有人认为用氢气还原氧化铜实验时，未直接点燃氢气，因此不需要检验氢气纯度。这种说法正确吗?3.检验用向下排空气法收集的氢气的纯度时，听到爆鸣声，为什么要用拇指堵住该试管口一会儿再收集检验，或另换一支试管再收集检验？ 4.实验室制取氢气时，能否使用稀硝酸和浓硫酸? 能否使用浓盐酸？能否使用Na、K、Ca等活泼金属？说明理由。5.如何用实验证明蜡烛的成分中含有氢元素?【归纳小结】（参见教材P47）不纯的H2点燃时易发生爆炸，H2的爆炸极限：474.2。点燃H2前一定要验纯：轻微声较纯；尖锐爆鸣声不纯。【课堂小结】通过本节课的学习，你收获了什么？【我的收获】 三、自我测评【课堂练习】1.氢气的下列用途中运用了它的物理性质的是( ) A、焊接或切割金属 B、驱动火箭 C、冶炼金属 D、充探空气球2.下列混合气体点燃可能发生爆炸的是( ) A、氢气与氦气 B、氢气与空气 C、氢气与二氧化碳 D、氢气与氮气3.氢气是一种很有前途的能源，以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是( ) A、由热电站提供电力电解水 B、利用太阳能分解水 C、加热到1000以上使水分解 D、用焦炭和水反应制水煤气4.氢气作为未来燃料的突出优点是（ ）A、燃烧时放出大量的热，且没有污染 B、安全、价廉、质轻 C、资源丰富、易燃 D、很容易制取，5.氢气和氧化铜反应的实验中叙述错误的是（ ） A、试管口有水珠生成 B、黑色的氧化铜逐渐变为光亮红色的铜 C、实验开始前应先加热 D、实验结束应先停止加热6.下列各组物质中，用于实验室制取氢气的是（ ） A、稀盐酸与锌粒 B、硝酸与铁片 C、钠和稀盐酸 D、水 7.要得到纯净干燥的氢气，最好选用（ ）A、向上排空气法 B、向下排空气法 C、排水集气法D、排水集气后再通过干燥管8.下列实验室制H2的操作中，正确顺序是( )连接试管 检查气密性 加入稀H2SO4 加入锌粒 用排水法收集H2 把装置固定在铁架台上A、 B、 C、 D、 9.氢气还原氧化铜实验室中，CuO先变成亮红色，又变成黑色，造成这种后果的原因可能是( ) A、通过氢气的量不足 B、加热温度不够 C、实验开始时先加热后通氢气 D、没有继续通氢气到冷却10.用实验装置制取氢气下列叙述错误的是( ) A、盛放药品前要检验气密性 B、锌和稀硫酸的反应属置换反应 C、实验前不能让收集氢气所用试管内部水面上留有气泡 D、从水槽中取出集气瓶应盖上玻璃片正放在桌上【中考直通车】11.做氢气和氧化铜反应的实验时，若使80gCuO中的铜全部被氢气置换出来，实际需要氢气的质量为 ( ) A、2g B、大于2g C、小于2g D、不能确定12.某学生取一瓶稀硫酸，等体积分装在两个烧杯中，再取质量相等的镁带和锌粒，把镁带放入A烧杯中，锌粒放入B烧杯中。待反应结束后，发现A烧杯中镁带有剩余，B烧杯中锌粒已全部反应，根据实验现象推断，下列结论正确的是（ ）A烧杯中产生H2多 B、B烧杯中产生H2多 C、A和B两烧杯中产生H2一样多 D、A烧杯中产生H2多或A和B两烧杯中产生H2一样多13.报载深圳某商场开业庆典、店外挂满了氢气球，周围挤满了欲入店的 人，在拥挤中氢气球被挤爆，遇上点燃的香烟，引起爆炸，并引发邻近一串气球爆炸，迅掠而过的火苗烧了一些顾客头发并浅度烧伤约二十余人皮肤，简答：该事实说明氢气具有什么化学性质?解释爆炸的原因。14.某兴趣小组围绕着“氢气在空气中的爆炸极限”进行探究，记录的现象和数据如下表所示：H2体积分数()5102030405060708090空气体积分数()95908070605040302010点燃时现象不燃不爆弱爆炸强爆炸强爆炸强爆炸强爆炸强爆炸弱爆炸安静燃烧安静燃烧 (1)根据上述实验事实，你可以得出的结论是： (2)教材“单元探究活动”中提到：用排水法收集一小试管氢气，点燃，如果发出“噗”的声音，表明收集的氢气已纯净。根据上述实验事实，分析“氢气已纯净”的真实含义是什么? 。 (3)近年来煤矿瓦斯爆炸事故频发(主要是甲烷气体燃烧爆炸)。你认为采取哪些措施可以预防瓦斯爆炸事故? 。(答出两条即可)15.利用氢气还原氧化铜的实验测定水的组成(如右下图)。已知氧化铜和玻璃管在通入氢气前的总质量为56，在通入氢气完全反应后的总质量为51.2，氯化钙（干燥剂）和干燥管在实验前总质量为104.6，在实验后总质量为110。计算：完全反应后生成水的质量生成的水中氧的质量生成的水中氢的质量 水中氢氧两种元素质量比【拓展延伸】16.某同学为了认识H2的可燃性，做了以下三个实验。请解释这些实验现象。（1）在集气瓶内收集了一瓶纯净的氢气，瓶口向下，用一点燃的蜡烛去点燃氢气，发现瓶口有火焰。（2）将燃着的蜡烛继续快速地伸入瓶内，蜡烛熄灭。（3）把熄灭的蜡烛迅速从瓶内拿出来时，在瓶口蜡烛又重新燃烧起来。思考：可燃性与支持燃烧的性质相同吗？O2能支持燃烧，H2能支持燃烧吗？17.右图所示是实验室制取氢气并用氢气还原氧化铜的装置，根据图示回答：(1)写出序号所标的仪器名称:A、 ,B、 。(2)图中仪器、药品、装置中有几处错误？并改正。（用文字叙述）(3)实验室怎样向大试管中装锌粒?(4)用氢气还原氧化铜时为什么要先通氢气再加热?(5)当实验完毕后，应先 ，继续 ，直到 ，其原因 。 【作业布置】