第二节氧气的实验室制法教案。

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第二节氧气的实验室制法教案
1.氧气的实验室制法：
（1）药品：氯酸钾（另加二氧化锰）或高锰酸钾。
（2）反应原理：
（3）发生装置：给固体加热装置。
（4）收集方法：
排水法：因为氧气不易溶于水。
瓶口向上排气法：因为氧气的密度比空气大。[来源
收集氧气时应注意：
1用排水法收集氧气：收集完毕时，应先将导管移出水面，再撤去酒精灯，目的是防止试管内温度骤然降低，压强减小，水槽中的水回流到热的试管内使试管炸裂。
2用瓶口向上排气取气法收集氧气：导管在集气瓶内应接近瓶底。
（5）验满：
用排气取气法收集氧气，要检验氧气是否收集满，其方法是：用带火星的木条放到集气瓶口，若复燃，证明氧气已收集满。
（6）实验室制氧气的操作步骤及注意事项：
1检：检查装置的气密性（导管末端先入水，手握容器看气泡）。
2装：把药品装入试管内（如以KMnO4制氧气时，试管口应塞一团棉花，防止加热时KMnO4粉末进入导管）
3固：把试管固定在铁架台上（试管口应略向下倾斜，铁夹要夹在试管中上部）
4点：点燃酒精灯加热（先给试管均匀预热，然后集中在试管有药品的部分加热）
5收：收集气体（满水无泡倒立水中，排水充气，取出水中）
6移：把导气管移出水面（防止先熄灭酒精灯，引起试管内温度降低，压强减小，水槽中的水倒吸入热的试管，使试管炸裂）
7熄：熄灭酒精灯。
（7）分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。特点：“一”变“多”。可表示为A＝B＋C，与化合反应一样都是化学反应的基本类型之一。
（8）催化剂、催化作用
1在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质叫催化剂，又叫触媒，催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
2要理解“改变”的含义，它包括加快和减慢两层含义。
3催化剂具有选择性，既不是“万能”的，又不是“惟一”的。如二氧化锰在氯酸钾的分解中是催化剂，但不是任何反应的催化剂。氯酸钾的分解中也可以用氧化铁代替二氧化锰。
2.氧气的工业制法：

扩展阅读

氢气实验室制法

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教学目标

知识目标

使学生掌握实验室用金属和酸反应制取氢气的化学反应原理，初步了解实验室制备实验的一般思路和方法；

了解置换反应的概念，对给定反应物、生成物的化学反应，能初步判断反应类型；

根据气体的性质，学会判断气体收集的方法。

能力目标

培养学生的观察能力，通过观察了解启普发生器的工作原理，并根据其原理，用易得廉价的简单实验仪器，自行设计制备氢气的简易装置。

情感目标

通过对氢气纯度的检验，使学生了解点燃可燃性气体之前，需要进行验纯的必要性，加强对学生进行安全教育。

教学建议

本节课是元素化合物的基础知识课，难度虽不大，但知识面广，这些知识是后续教学的基础。

1.准确恰当地抓住教学目标，本节课要抓住置换反应的概念和氢气的实验室制取装置等主要内容，紧紧围绕这些知识的形成过程进行教学活动。因此教学目标应具体、明确，教材处理详略得当，紧紧围绕教学大纲的规定和教材内容的要求，重视能力培养和养成教育。

2.教学内容应有序、合理

教学过程从水的电解产物和氧气的有关知识开始，可以用计算机等媒体放映氢气的用途资料片，导出新课。再通过实验，师生共同讨论，建立置换反应的概念，同时简介原子团的知识。在此基础上，结合实物展示，巧设问题，由简到繁，从易到难，根据仪器药品，让学生在课堂上设计出一套制氢气的合适装置，通过设计实验，一可培养学生的动手、动脑的能力，二可增强他们学习兴趣，三可巩固已学知识。

3.优选教学方法，教学手段多样化

本节教学方法是实验探究法，以实验为前提，通过实验观察，实物展示和录像、计算机、投影等电化教学手段，集实验、讨论、讲述、讲解、归纳、练习为一体，这种方法既充分体现了以实验为基础的学科特点，又体现了教为主导，学为主体二者统一的教学原则。

4.重视能力培养，注意养成教育

本节教学应灵活运用多媒体教学手段，通过实验或启发性、探究性的问题，激发学生的学习兴趣，增加学生动眼、动手、动口、动脑的机会，培养和发展学生观察、操作、思维与自学等多种技能和多种能力。同时，教学中每一个知识点都是以已有知识或化学事实、探究性问题开始，通过实验观察、引导思考、讨论、自学等多种方式，突出对学生学习过程的指导，教给学生学习方法和思维方式，这样有利于逐步建立有效的学习方法，养成良好的学习习惯。此外，教学中还可结合氢气的发现史和制氢发生装置的分析讨论，以及知识的迁移过程，同时向学生进行辩证唯物主义认识论和科学态度、科学方法的教育，这些都有利于对学生进行素质教育。

--方案

早在十六、七世纪的时候，有好几位科学家都发现了金属跟酸反应能产生一种可燃性的气体——氢气。直到现在，氢气的实验室制法仍然选用金属跟酸反应。那么用哪种金属，用哪种酸为最好呢？

一、验室制取氢气的原理：

（实验）取四支试管，分别向其中加入镁条、锌粒、铁钉、铜片，然后向试管中加入等量的同种稀硫酸，观察产生气体的速率。

（现象）稀硫酸同时与Mg、Zn、Fe、Cu接触，实验现象是：Mg与稀硫酸反应剧烈，锌与酸反应，产生氢气的速率较快，Fe与稀硫酸反应很慢，铜与稀硫酸接触，没有明显现象。

实验室制取气体，要求便于操作和收集，而Mg反应速率过快，不方便收集；Fe反应速率过慢，因此常选用锌为最合适。

二、实验室制取氢气的装置和收集方法

1．制备装置：

完整的气体制取装置包括发生装置（即发生反应生成该气体的装置）和收集装置两部分。

气体发生装置的确定，要依据反应原理，特别是反应物的状态和反应条件。实验室制取氢气所用的锌是颗粒状固体，所用的稀硫酸呈液体，常温下两种药品接触即可发生反应。由此可见，只需用容器将锌和稀硫酸盛放在一起，并将产生的氢气通过导管导出即可。因此组装发生装置应包括盛装药品的反应容器（大试管、广口瓶、锥形瓶、烧瓶等均可），用于封闭反应容器口的胶塞，穿过胶塞用于导出氢气的玻璃导管（用试管或烧瓶作反应容器时还需用铁架台固定）。这种装置是最简单的氢气发生装置，如下图（A）、（B）所示。

（A）（B）

（讨论）但这种发生装置的缺点是必须当锌和稀硫酸中至少有一种完全反应后该反应才能停止，如何使制取气体的过程连续呢？

实验中常加一长颈漏斗，通过长颈漏斗分次加酸来控制反应，如下图所示。

长颈漏斗下部必须浸泡在酸液中，为什么呢？

此时将导气管一端堵死，观察实验现象。如学生看不清楚，可重复几次，并提示学生应注意的问题。

（请同学简述现象，分析原因）

展示启普发生器，介绍部件名称，作用，介绍使用方法。

2．气体的收集：

气体的收集装置要依据该气体的收集方法而定。氢气的收集方法有两种：向下排空气法（因为氢气密度最小）和排水法（因为氢气难溶于水且不和水反应），如图（E）、（F）所示。

（E）（F）

如果用向下排空气法收集氢气，难于验满，因此收集氢气的最佳方法是排水法。

注意事项：仪器连接好以后应先检查装置的气密性，然后再装入药品制取氢气；将锌粒装入试管时，应将试管倾斜，使锌粒滑入试管底部，以免直接投入时砸破试管底；对产生的氢气经验纯后再收集或直接应用；收集满氢气的集气瓶应倒置在桌上，防止氢气很快逸散。

三、氢气纯度的检验方法

实验操作：用排水法或向下排气法收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯。然后按上述方法再收集、再检验，至点燃时发出的响声很小时，表明氢气已经纯净。实验操作过程如下图：

注意事项：当开始收集的氢气经检验不纯，这时需要再收集、再检验。若下一步要采用向下排空气法收集氢气，应先用拇指把试管口堵住一会儿，再去收集、检验氢气。否则刚用于检验氢气的试管内的火焰可能没有熄灭，立即用这个试管去再收集氢气时，可能会点燃导管口不纯的氢气，引起装置爆炸，发生危险。

四、置换反应：

置换反应：由一种单质跟一种化合物起反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。

置换反应中“置换”的涵义是：反应物之一的单质中所含元素，代换了参加反应的化合物中的某种元素。

置换反应是化学基本反应类型之一。

表达式：单质+化合物＝新单质+新化合物

A+BCAC+B

锌＋稀硫酸＝＝硫酸锌＋氢气

Zn＋H2SO4＝＝ZnSO4+H2

单质化合物化合物单质

置换反应的特点是：参加反应的物质只有两种，且一定是一种单质和一种化合物。生成物也只有两种，一种一定是单质，另一种一定是化合物。掌握了这些特点，就能够正确地判断置换反应。

（讨论）置换反应与化合反应，分解反应有哪些区别？

五、原子团的概念：

锌＋稀硫酸＝＝硫酸锌＋氢气

Zn＋H2SO4＝＝ZnSO4+H2

在锌与硫酸进行反应时，反应物硫酸，生成物硫酸锌均有相同的集团，即：

H2SO4和ZnSO4中的画线部分。在许多化学反应中，作为一个整体参加反应，就好像一个原子一样，这样的原子集团叫做原子团。

常见的原子团有：

KClO3氯酸根

KMnO4高锰酸根

NaOH氢氧根

H2SO4硫酸根

KNO3硝酸根

探究活动

1用废旧的可乐瓶（塑料）、吸管、粘合剂，根据启普发生器原理，制作一个简易装置。

2根据启普发生器的原理，设计三套类似的实验装置，画出装置图。

3设计一个储存氢气的装置，便于利用该装置收集氢气，便于实验中使用氢气。

4实验室制取氢气时，以锌粒与较浓的盐酸反应，用气球收集气体，一段时间后，气球瘪了，重复上述实验多次，均得到相同的现象，试分析造成这种状况的原因，你从中得到什么启示？

氢气的实验室制法教案

教案课件是老师需要精心准备的，是认真规划好自己教案课件的时候了。认真做好教案课件的工作计划，才能促进我们的工作进一步发展！有没有出色的范文是关于教案课件的？下面是小编精心为您整理的“氢气的实验室制法教案”，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

教学目标
1.知识目标:掌握实验室制取氢气的药品、反应原理和方法、仪器装置、收集方法理解转换反应概念及应用;通过实验的操作培养学生的基本技能、技巧。
2.能力培养:通过实验室制取氢气的学习,对学生进行分析、扒理、抽象思维能力和假冒新能力的培养。
3.科学品质:通过不同的衩通俗内容的操作,培养学生对待途学要有来严谨求实的太度。
教学重点、难点
1.重点:掌握实验室制取氢气的反应原理和基本操作。
2.难点:原子团的概念、。
实验准备
演示实验:见课本50面[实验3-3][实验3-7]
补充实验:镁、铁分别与稀HSO反应,并检验H的生成。
教学用品试管、水槽、导秘、铁架台、玻片、锌粒、铁钉、镁条、稀H2SO4、投影仪等。
教学过程
一、复习提问
(提问)写出电解水的文字表达式?如何用化学方法证明电解水生成了氢气和氧气?
二、引入新课
(讲解)我们已经知道了水氢气氧气,其中有氢气生成,它是由氢元素组成的音质同。由于氢气的密度在所有气体中最轻,所以需用到氢气。但由于电解水得到氢气需消耗的电能较大,故不采用这种方法,那么实验室用了什么方法呢?
三、新课讲授
(讲解)在实验中常用稀H2SO4反应来制取氢气
1.实验药品
(实验)课本50页[实验3-3]
(观察)锌跟稀硫酸反应放出的气体可以燃烧,这是氢气。
(实验)见补充实验
(观察)镁跟稀硫酸反应剧烈,速度快,放出氢气;铁跟稀硫酸反应速度慢,也放出氢气。
(小结)镁、锌、铁跟稀硫酸反应均有气体生成,经检验是氢气。但这三种金属与酸反应的剧烈程度不同,镁反应速度快,铁反应速度慢,只有锌粒反庆速度适中。所以实验室常用锌粒和稀HSO反庆来制取氢气。
(板演)ZnH2SO4--ZnSO4H2↑………………………①
MgH2SO4--MgSO4H2↑……………………②
FeH2SO4--FeSO4H2↑………………………③
(讲解)由一述实验得知,实验室常用锌粒和稀H2SO4反应制取氢气。锌粒也可以与盐酸反应制取氢气。
(板书)ZnHCl→ZnCl2H2↑………………………④
(提问)以上出现在黑板上的①-④四个化学反应,属于哪种基本反应类型?是化合反应还是分解反应?为什么?
(分析)分析、讨论化合与分解反应的特点及①-④四个化学反应式的共同点,从而引出置换反应、原子团的概念。
(1)置换反应:由一种单质跟一种化合物起反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。①-④四个反应有一个共同点,都是一种金属(Zn或Mg或Fe)跟一种化合物(H2SO4或HCl)起反应,生成另一种单质(H2)和另一种化合物(ZnSO4或MgSO4或ZnCl2)。所以①-④均属于置换反应
(2)原子团:在Zn与H2SO4反应前后H2SO4和生成的ZnSO4中均有SO4,读作硫酸根,它在许多化学反应中,作为一个整体参加反应,就好像一个原子一样,这样的原子集团叫做原子团。
(讨论)常见的原子团有哪些?分别读作什么?
(小结)常见的原子团有(画横线部分):KClO3、KmnO4、Cu2(OH)2CO3、NH4NO3和H2SO4,它们分别读作氯酸根、高锰酸根、氢氧根、碳酸根、铵根、硝酸根和硫酸根等。一般说来,一种原团不能单独构成物质。
2.实验装置
(介绍)简易发生装置(带有导气管的试管),并向学生出示该套简易装置。说明该装置的使用范围。
(小结)凡是固体反应且反庆不需加热的都可以用套简易装置。(见课本50页图3-6)
简介启普发生器。
3.收集方法
(提问氢气的收集方法与氧气的收集方法一样吗?为什么?)
(小结)用排水法或向下排空气法收集。(教师作演示实验)
(注意)为了防止氢气向空气中逸散,充满氢气的容器应盖好并把口朝下放置。
四、巩固练习
1.典例分析
例1.实验室制取氢气最好选用()
A.镁和稀H2SO4B.锌和稀硫酸C.铁和稀盐酸
D.锌和稀HClE.锌和稀硝酸F.铁和浓硫酸
(分析)实验室制备氢气,一般要求产生气体的速度要适中,镁反应速度太快,不易控制,且镁价格也高;铁反应速度太慢;锌反应速度适中,所以金属选用锌最好。盐酸有挥发性会使生成的气体中混有氯化氢气体,浓硫酸有氧化性和金属反应不生成氢气,反以酸应选稀H2SO4最好。(答案:B)
例2在下列各组物质中含有相同原子团的一组是()
A.KClO3和KClB.KMnO4和K2MnO4
C.MnO2和CO2D.ZnSO4和K2SO4
(分析)A项KClO3中原子团是ClO3,而KCl中没有原子团;B项KMnO4和K2MnO4中表面看都含有相同的原子团(MnO4),但实质上KMnO4中原子团(MnO4)叫高锰酸根,K2MnO4中的原子团(MnO4)叫作锰酸根;C项中两种物质均没有原子团;只有D项中两种物质中都有相同的原子团SO4(硫酸根),所以选择D。
2.课堂练习
(练习)指出下列化学反应中,哪些属于化合反应?哪些属于分解反应?哪些属于置换反应?
(1)CO2CO2(2)H2CuOCuH2O
(3)KClO3KClO2(4)FeCuSO4=CuFeSO4
(5)CH4O2CO2H2O
(6)KMnO4K2MnO4MnO2O2
(提示:属于化合反应:(1)分解反应:(3)(6)置换反应:(2)(4))
五、归纳小结
1.掌握氢气的实验室制法(实验药品、原理、装置、收集)。
2.掌握制取氢气的简易装置。
3.掌握置换反应及应用,了解原子团概念。
六、作业布置
1.课本习题:2、3。
2.课时作业设计:第二大题。
七、板书设计
第三节氢气实验室制法。
一、实验药品:锌粒与稀H2SO4或盐酸。
二、反应原理:ZnH2SO4→ZnSO4H2↑
ZnHCl→ZnCl2H2↑
1.置换反应:见课本第51页。
2.原子团:掌握以下学见的原子团名称(画线为原子团)
H2SO4NaOHN

H4NO3

(硫酸根)(氢氧根)(铵根)(硝酸根)

Na2CO3KClO3

(碳酸根)(氯酸根)

三、实验装置:见课本第50页[图3-6]

四、收集方法:用向下排空气法或排水法收集

3.3氢气的实验室制法

第三节氢气的实验室制法

（1课时）

一.知识教学点

1.实验室利用金属和酸反应制取氢气的反应原理。

2.置换反应。

3.用排水法和向下空气法收集氢气的方法。

4.原子团的含义。

二.重、难点

1.重点：实验室制取氢气的反应原理和基本操作。

2.难点：置换反应的理解。

三.教学步骤

(一)明确目标

1.使学生掌握实验室利用金属和酸反应制取氢气的反应原理。

2.使学生理解置换反应。

3.学习用排水法和向下空气法收集氢气的方法。

4.使学生了解原子团的含义。

(二)整体感知

本节从实验室制取氢气的反应原理入手，通过讨论，确定了实验室制取氢气的实验装置和收集氢气的方法。完整的阐述了实验室制取氢气的全过程，对学生来讲是一个完整的实验体系，对学生进行分析推理等思维的发展来说是很好的教材。此外，课本又从几个实验入手归纳总结出了置换反应。这样可以使学生对置换反应、分解反应、化合反应进行对比加深理解。

另外，本节选学部分还介绍了启普发生器。此部分可以由学生在课下阅读，也可以在课上展示，使学生对它的结构、原理、适用范围有较深刻的了解。

(三)教学过程

[新课引入]：前面我们学习了水的组成，知道了水在直流电的作用下会分解出氢气，那么，它为什么叫做氢气呢？这是因为氢气是在相同条件时，在所有气体中密度最小的气体，也就是说，它是最轻的气体，因此，它的中文名称为氢，其含义为成水元素。早在16世纪，人们就已经发现了这种气体，但是人们并没有把它作为一种新的元素，而把它叫做可燃空气。直到18世纪，拉瓦锡才通过许许多多的实验证明了它是一种新的元素，它形成的单质是氢气。

[讲解]：那么，氢气是如何制取的呢？今天我们就学习氢气的制法。

[板书]：一.氢气的制法

[讲解]：在上节课我们看到了电解水可以产生氢气，但是应当注意这种方法需要消耗大量的电能，所以成本较高，不适合在工业上大量生产氢气。在工业上，通常利用一些非常廉价的原料来制取氢气，常常是利用天然气或水煤气为原料来制取氢气的。

[板书]：1.工业制法

原料：天然气(主要成分为甲烷CH4)。

水煤气(主要成分为一氧化碳CO和氢气H2)。

[讲解]：在实验室中是如何制取氢气的呢？这是我们今天要解决的主要内容。

[板书]：2.实验室制法

[讲解]：实验室制取氢气不可能使用电解水的方法，因为这样反应速度慢，产气量少，在实验室中我们一般情况下是利用金属与酸的反应来制取氢气的。

[板书]：（1）反应原理：金属与酸的反应

[实验]：演示实验3－3：锌与硫酸的反应。

[教师活动]：组织学生观察实验现象，讲解实验步骤及操作要求。

[观察现象]：产生可燃性气体，反应后的液体蒸干后得到白色固体。

[讨论]：气体和白色固体分别是什么？

[小结]：可燃性气体为氢气，反应后的白色固体为硫酸锌。

[板书]：实验3－3：锌与硫酸的反应

现象：①产生可燃性气体。

②反应后的液体蒸干后得到白色固体。

反应表达式：锌+硫酸→硫酸锌+氢气

Zn+H2SO4→ZnSO4+H2

[讲解]：根据刚才实验3－3我们可以知道制取氢气简单的实验装置可以由试管、单孔橡皮塞和导管三部分组成。

[板书]：（2）实验装置：试管、单孔橡皮塞和导管

[提问]：根据生成氢气的状态，密度等，你认为用什么方法收集氢气比较合适？(提示：氢气难溶于水)

[总结板书]：（3）收集方法

①向下排空气法（氢气密度小于空气）

②排水法（氢气难溶于水）

[演示实验]：氢气的制法，并且用两种方法收集。

[注意]：充满氢气的容器应盖好并把口向下放置。

[教师活动]：组织学生找出制氢气的简易装置的缺点。

[讲解]：有时为了能够不断地得到氢气，并且使用的量较大时，我们利用了另一种实验室常用的仪器叫做启普发生器来制取氢气。

[板书]：（4）启普发生器

[教师活动]：指导学生阅读课本第50－51页有关内容。

[展示]：启普发生器。

[讲解]：我们在制取氢气时除了可以利用锌和硫酸反应外，还可以利用其他金属和酸的反应来制取氢气。

[实验]：镁与硫酸的反应，铁与盐酸的反应。

[观察现象]：都产生了氧气。

[总结板书]：化学反应表达式：

镁+硫酸→硫酸镁+氢气

Mg+H2SO4→MgSO4+H2

铁+盐酸→氯化亚铁+氢气

Fe+HCl→FeCl2+H2

[提问]：观察制取氢气的三个反应，判断它们属于哪一种反应类型？有什么特点？

[结论]：这三个反应既不属于分解反应，又不属于化合反应，这些反应是一类新的反应类型。

[板书]：二.置换反应

1.反应的特点：

（1）反应物有两种：一种单质，一种化合物。

（2）产物也有两种：一种单质，一种化合物。

[师生活动]：根据置换反应的特点，给置换反应下一个定义。

[板书]：2.置换反应的定义：由一种单质和一种化合物起反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。

[讲解]：在硫酸分子中，一个硫原子和四个氧原子结合成的SO4，在反应前后没有变化，我们把硫酸中没有变化的SO4叫做原子团，称为硫酸根。

[板书]：3.原子团：MnO4(高锰酸根)、SO4(硫酸根)、PO4(磷酸根)

NO3(硝酸根)、ClO3(氯酸根)、CO3(碳酸棍)，

OH(氢氧根)、NH4(铵根)等都叫做原子团。

[讲解]：应牢记常用原子团的符号，记忆的方法可以采用韵语记忆：

[板书]：原子团，不难记，铵根NH4

酸根先记锰、硫、磷，符号后面添“O4”

酸根再记硝、氯、碳，符号后面添“O3”

[练习]：完成教材第52页第1题。

(四)总结、扩展

本节内容我们主要学习了氢气的实验室制法和置换反应，氢气的实验室制法我们应该学会利用反应原理确定反应装置，利用产物特点确定收集方法。并且应掌握实验室制取氢气的反应表达式和实验操作。对于置换反应我们应当学会根据反应物的特点和产物的特点判断反应类型。到现在为止我们已经学习了三个基本反应类型，下面我们对这三个反应类型进行一下总结：

化合反应：A+B→AB(多变一)

分解反应：AB→A+B(一变多)

置换反应：A+BC→B+AC(单质+化合物→单质+化合物)

四.布置作业：教材第52页第2、3题。