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《氢气的性质和用途》

2008-08-04


【目的要求】: 1. 认识氢气的物理性质,重点掌握氢气的化学性质,

                 并结合性质了解氢气的用途。

              2.理解点燃氢气前为何要先验纯的原理,掌握验纯的方法。

              3.从得失氧的角度了解氧化反应和还原反应,氧化剂和还原剂。

              4.培养学生观察现象,分析、推导问题解决问题,综合

                 及归纳等思维能力。

              5.使学生初步树立量变引起质变以及对立统一辨证唯物主义思想。

 

【重、难点】: 氢气的化学性质

 

【教学方法】: 实验引导,观察分析,结合多媒体直观形象化,学生为主体。

 

【教具准备】: 多媒体电脑一台;实验室制取氢气仪器一套;试管;铁架台;

             尖嘴和长玻璃管各一个;酒精灯;塑料罐;烧杯;火柴;氧化铜。

        

【教学过程】:(第一课时)

l         提问:一般来说,空气中不含有的气体有:

         A.氧气    B.氢气    C.稀有气体    D.水蒸气

         (学生回答)

 

l         引言:为什么空气中一般不含有氢气呢?因为它在自然界中以单质形式存   

          在很少,主要存在于化合物中。为了获得氢气,上节课我们用什么 

          方法制取了氢气?(展示一瓶氢气)它是什么颜色什么气味的气体?

          这属于氢气的什么性质?(学生回答)氢气还有其它什么性质呢?

          氢气又有何用途?下面让我们一起来研究。

 

l         演示实验:完成氢气吹肥皂泡的实验。

 

l         提问:我们看到肥皂泡迅速上升,这说明了氢气具有什么性质?

          (学生回答)

 

l         学生活动:阅读课本53页第一自然段

            (阅读后由学生回答总结氢气的物理性质)

l         引言:在化学上更重要的是认识物质的化学性质,那么,氢气有什么化学

         性质呢?氢气在常温下性质稳定,但在点燃或加热条件下,能与许多

         物质发生化学反应。

l         演示实验:完成氢气在空气中安静燃烧的实验。

 

l         投影:[观察思考]

1.  氢气在空气中燃烧有什么现象?产生什么物质?

2.  如何用文字表示氢气在空气中燃烧的反应?

3.  从实验中得出氢气具有什么化学性质?

 

l         播放CAI录相:氢气在空气中安静燃烧

 

l         师生活动:结合观察思考题及放大的实验现象,学生回答及写文字表达式,

              教师引导学生总结出氢气的可燃性。

 

l         引言:是否点燃氢气都能安静地燃烧呢?让我们观察一个实验。

 

l         演示实验:完成氢气和空气混合引燃爆炸实验。

 

l         学生讨论:1.对比爆炸实验和燃烧实验,在反应原理上有何特点?

              2.同样是氢气和氧气的反应,为何产生不同的现象呢?

    请回顾第一章学习的爆炸的知识思考讨论。

                 (先分组讨论,然后选代表回答,教师评价)

 

l         播放CAI动画:演示并解释为什么纯净的氢气与不纯的氢气点燃产生

                 不同现象的原因。

 

l         引言:是否只要氢气中一旦混有空气,点燃就一定会爆炸呢?

 

l         讲解:爆炸极限知识及使用可燃性气体的安全知识。

 

l         引言:在实验室,我们在点燃氢气前必须进行验纯工作,否则易引起爆炸。

         我们怎样才知道氢气是否纯净呢?请看演示实验。

 

l         演示实验:边演边讲实验室检验氢气纯度的操作方法及判断方法,

              并向学生说明此操作是很安全的。

 

l         学生活动:学生用笔代替试管模拟操作,让一位学生上台演示验纯操作

              并判断是否纯净。

l         引发思考:若用向下排空气法收集氢气,经检验不纯而需要再检验时,应

             用拇指堵住试管口一会儿,然后才能再收集检验,否则易发生

             危险,这是为什么呢?

 

l         演示实验:用排空气法收集一试管氢气,点燃听到尖锐爆鸣声后,将试管

             横放浸入水中,让水从试管口缓缓流入,将管内未熄灭的火焰

             赶出,并用纸条置于管口点燃,纸条可燃烧。

l         提问:为什么纸条会燃烧?说明了什么问题?用排水法收集时,需要这样

          做吗?(指导学生阅读课本55页注解①)

 

l         小结:请学生归纳本节课学习的知识要点,教师予以补充。

 

l         作业布置:课本58页第2题1、2、3

 

(第二课时)

l         引言:上节课我们学习了氢气的哪些性质?点燃氢气前为何要先验纯?

l        氢气还有什么化学性质呢?

 

l         演示实验:氢气还原氧化铜实验

l

l         投影:[思考讨论]

l      1.实验观察到什么现象?

          2.为什么氧化铜会变成铜,而氢气却变成水?

          3.在反应中氢气发生了什么反应,表现了什么性质?氧化铜又发生

             了什么反应,表现了什么性质?

          4.氢气和氧化铜两者存在什么反应关系?

          5.试管口为何向下倾斜?通过氢气的导管为何要插到试管底部?

          6.为什么要先通人氢气后加热,实验结束后要继续通入氢气直至试

            管冷却为止?

 

l         播放CAI录相:氢气还原氧化铜实验

                (结合录相播放,学生思考讨论上述问题)

 

                              加 热

l         板书: 氢气 十 氧化铜        铜 十 水     (置换反应)

l      (H2)   (Cu0)      (Cu)(H20)

l

l         电脑CAI动画:分析氧化还原反应(教师边播放边组织讨论并讲解)

l

l         板书:(2)还原性(写在文字表达式上方)----------用于冶炼金属

                   得氧,被氧化

                          加 热

          氢气 十 氧化铜         铜 十 水 

             

                      失氧,被还原

          还原剂 氧化剂        

          (有还原性)(有氧化性) 

 

还原反应:含氧化含物里的氧被夺去的反应。

 

l         小结:氢气的化学性质主要有可燃性和还原性

 

l         作业布置:课本58页第4、5题

l

运用“单元目标引导探索”进行教学的设计

顺德一中  陈静莉

 

   “氢气的化学性质”是初中化学第三章的重点知识,在全章乃至全书都占有重要的地位。全节书按“大纲”和“教师用书”的安排,共讲授两节时,第一节时,学习氢气的物理性质和氢气的第一项重要化学性质---可燃性。第二节时,学习氢气的另一项重要的化学性质---还原性,以及氢气的用途。

 

【教学目标设计】:全节的教学目标,按我们的理解,应包括了如下五点:

  一、在物质知识方面是:认识氢气的物理性质,掌握氢气的可燃性和还原性

      两项化学性质的初步原理;了解氢气的用途。

  二、在理论知识方面是:使学生能从得失氧的角度了解氧化反应和还原反应,

      氧化剂和还原剂。

  三、在实验知识方面是:明确氢气验纯的方法和原理,为今后学生在动手实

      验时学会此项操作打下基础。

  四、在能力训练方面是:培养学生观察现象,分析推导问题,解决问题、综

      合及归纳问题等思维能力。

  五、在教育目标方面是:使学生初步知道量变引起质变以及对立统一辩证思

      想的粗浅的原理。

     应当说明的是,教材对于氢气的还原性,仅仅提出“氢气与氧化铜反应”,但也涉及了还原剂与还原性,而对于“氧化一还原反应的初步概念,则仅作为选学教材安排,考虑到我们学校是重点学校,学生基础相对较好,所以将这部分选学教材列入正式的学习内容。

 

【教学重、难点分析】:本节教材的知识重点是氢气的化学性质,在重点知识的教学过程                       中,应着重突破的难点有两处:一是理解点燃氢气前为什么要先验纯的原理,进而引出“爆炸极限”的概念;二是通过氢气与氧化铜反应的变化导出氧化、还原、还原性、还原剂的初步概念。

 

【教学设计分析】:在单元目标引导探索这一教学指导思想的规范下,我们的

                 教学设计突出了如下几个方面。

    一、 化学实验观察是“实验引导探索”的前提和基础,我们特别注意了学观察实验的效果,为了更好地实施教学目标,我们安排:(1)氢气吹泡的实验,以导出氢气密度很小这项物理性质的结论;(2)点燃氢气安静燃烧和不纯氢气引燃爆炸的.实验,以导出氢气的可燃性;(2)氢气还原氧化铜的实验,以导出氢气的还原性。除了准确、规范地做好演示实验,提醒学生注意观察的重点之外,我们充分地利用CAI软件将氢气燃烧的验和氢气还原氧化铜的实验录相向学生们展示,使局部反应现象变小为大,变快为慢,变动为停,扩大学生观察的空间,延长学生观察的时间。

 

    二、 引导探索是学生认识化学物质、从感性阶段上升到理性阶段的关键,我们特别重视对学生思维的启发和训练,为了更好地实施教学目标,我们从两方面着手:一方面是注意结合实验过程引导学主从“反应原理”、“装置原理” 和“操作原理”的不同角度进行思维训练,如结合实验过程提出“同样是氢气和氧气化合成水,为什么一个是安静地燃烧另一个却猛烈爆炸?” “为什么检验氢气纯度,用向下排空气法收集一小试管氢气,管口要向下并要用拇指堵住?当移近火焰听到尖锐爆鸣声后,又要用拇指堵住试管口一会儿再重新集气?”“为什么氢气还原氧化铜实验时,试管口要略向下倾斜?”这与制氧气时,试管口向下倾斜有何异同?”“加热前,先往试管里通氢气有什么作用?” “实验完毕撤灯后继续通人氢气直至试管冷却,这样做的目的是什么?”。另一方面是注意从实验观察出发,通过系列思考题引导学生通过思考、讨论,将感性的认识提炼成理性的认识,透过现象初步认识氢气性质的特点和本质。例如,围绕氢气的燃烧实验,激发学生观察录相思考、讨论:“(1)氢气燃烧观察到什么现象?(2)反应生成了什么物质?(3)怎么用表达式将变化表示出来?”又如,结合氢气还原性的实验,激发学生结合观察录相思考、讨论:“(1)实验观察到什么现象?(2)为什么氧化铜会变成铜,而氢气却变成水?(3)在反应中氢气发生了什么反应,表现了什么性质?氧化铜又发生了什么反应,表现了什么性质?(4)氢气和氧化铜两者存在什么反应关系?”这些阶梯式的思考讨论题逐步引导学生认识了氢气化学性质的基本特征和本质。

 

    三.现代电教媒体引人化学课堂教学,更加丰富了实验引导探索的手段,大大提高了引探的效果,我们十分重视采用CAI软件来辅助化学教学,帮助学生突破难点,运用CA1软件,前面所述的放大实验录相镜头仅仅是一个方面,更主要的是我们采用了电脑动画模拟,形象生动地将教材中学生难以理解的问题———一个是同样为氢气和氧气的反应,为什么点燃纯净的氢气会安静燃烧,而点燃混有空气的氢气会发生爆炸?另一个是对氢气与氧化铜发生氧化还原反应原理的理解,变得比较容易地解决了,而且这样做还调动了学生的兴趣。

 

四.把握教材知识结构,领会化学思想,是“引导探索教学”所追求的更高层次的目标,我们注意了本节知识结构的处理。这节教材分述了氢气性质和用途的两方面的知识,然而,化学学科的一个重要基本思想是“结构决定性质,性质决定用途”,本节材料所介绍的氢气密度小,具有可燃性和还原性三方面的性质,都直接决定了它的三大用途。究竟如何处理好贯彻上述化学思想和教材分裂成两块的矛盾,以找到一个最佳的处理方案呢?我们的做法是:在学习氢气的上述三项性质时,每学一项 即顺理成章地引出它对应的用途,但在板书时,却分列在黑板的两旁对应的位置,然后围绕性质与用途,自成“知识小块”。

 

五.随着教学活动的展开,结合具体的教学内容,给学生以学法的指导,是“实验引导探索法”实施的重要方面。我们在本节教学设计中,重视贯彻“教师为主导。学生为主体”的原则,在教学活动中,结合演示实验,指导学生如何观察现象,如何掌握氢气验纯的方法;结合思考讨论,指导学生如何理清氢气性质原理的思路,如何归纳出结论;结合阅读课文和CAI动画,突破不纯氢气点燃爆炸和“爆炸极限”的难点;结合巩固开拓题的分析和解答,如何用已知的氢气实验和性质原理,动手改正装置的错误。总之,在整个教学过程中,学生自始至终都在教师的指导下,充分发挥主体作用,寻求优化的学习方法,掌握知识,突破难点,以期实现教学目标。



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