实验室制取氢气的计算研究
实验室常用较活泼的金属跟稀盐酸（或稀硫酸）反应来制取氢气。若用字母A、M、+n分别表示金属的无素符号、原子量以及在化合物中的化合价，并设酸根B为-a价，则m克该金属与足量的酸反应后，生成的H2质量有如下的计算规律（或计算通式）：
2aA+2nHaB=2AaBn+an H2↑
2am2an
m X
则得通式：X=nm/M
即生成H2的质量跟金属的化合价n和质量m成正比，跟金属的原子量成反比。
四个量中若知其中任意三个量，就可算出另一个量。在没严格规定使用化学方程式计算时，用此通式可省去许多繁琐的计算过程，达到事半功倍的超速效果。
现将此规律的应用作如下几方面的研究：
一、相同质量的异种金属与足量的酸反应后，求生成H2的质量（或质量比），或生成相同质量的H2，求需各种金属的质量（或质量比）
例：实验室用铁和镁分别与稀盐酸反应制取H2，若生成等质量的H2，求消耗的铁与镁的质量比。
解：设需铁为m1克，镁为m2克，生成H2质量均为X克。则有：Fe：X=2m1/56= m1/28
Mg：X=2 m2/24=2 /12
∵m1/ 28=m2 /12
∴m1：m2 =7：3
答：消耗的铁与镁的质量比为7：3。
注：凡单质铁参加的置换反应，生成亚铁化合物。
二、一定质量的某金属样品与足量酸反应后，在生成的氢气质量已知时，判
初中化学氢气的实验室制法教案 教学目的知识；了解并认识原子团;理解置换反应概念；掌握实验室制取氢气的原理和方法，学会用排水法和向下排空气法收集氢气。 能力；通过实验室制取氢气的反应原理、仪器装置和氢气的收集方法，对学生进行分析、推理和思维能力的培养。 思想教育；对学生进行化学史教育。 重点难点氢气和实验室制法、置换反应。 教学方法谈话法、实验启发法。 教学用品仪器：试管、铁架台、漏斗、长颈漏斗、带单孔塞的导管。 药品：锌粒、铜片、镁片、铁片、稀硫酸、稀盐酸。 其它：火柴。 实验室就是用金属和酸反应来制氢气的。
指导学生做练习一 观察并填写实验记录： A：稀硫酸色体。铜片色体。放在稀硫酸中。 B：铁片_________色__________体。放在稀硫酸中_______，把燃着的木条放在试管口__________。 C：锌粒_______色_______体。放在稀硫酸中_________，把燃着的木条放在试管口________。 D：镁条_______色________体。放在稀硫酸中____________，把燃着木条放在试管口___________ 简介氢气的发现。对学生进行化学史教育。 引入新课 许多金属能与酸反应，通过实验现象，让同学比较在实验室用什么金属比较好。
实验记录： 硫酸锌溶液___________色__________体。硫酸锌晶体______色________体。 使同学认识硫酸锌晶体。 回顾实验室制氧气用何药品？用何装置？应注意什么？ （提问后打出投影片） 回忆并回答 思考后回答 复习实验室制氧气，引出实验室制氢气装置，达到以对比法加强记忆。 训练想象力 【展示】制氢气的一种装置
氢气的实验室制法 段芳东 教学目的 1.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 2.学习用排水法和向下排空气法收集氢气的方法 3.培养学生观察问题分析问题的能力 重点和难点 实验室制取氢气的反应原理和基本操作 教学方法 边讲边实验，引导、启发、探索式教法 教学过程 [引言] 上节课我们讲了水的组成，水电解可产生氢气和氧气，氢气和氧气都是初中化学的重点知识，这节课我们将学习氢气。 [设问] 研究一种具体物质是从哪些方面研究的？ 要求回答：从性质，制法，用途，存在等四个方面 [引言] 这节课我们将重点讨论在实验室是如何制取氢气的。 [板书] 氢气的实验室制法 [设问] 回想一下氧气的实验室制法是从哪些方面讨论的？ 学生回答：五个方面，即实验药品，反应原理，实验装置，收集方法，验满 [板书] 一、实验药品 学生实验（要求观察药品的色态，是否能发生反应，如果能反应比较一下反应的速率） （请学生描述实验现象） [讨论] 实验室选用哪种金属制取氢气更合适？ [小结] 根据实验现象可以看出镁反应速率太快，不便操作，铁虽能与酸反应产生氢气，但反应速率太慢，所以选用锌跟酸反应制取氢气比较合适。 [讲解] 实验室制取氢气，其中的酸除了可用稀硫酸外，还可用稀盐酸。
[板书] 二、反应原理金属酸 锌稀硫酸（稀盐酸） [设问] 锌与稀硫酸反应除生成氢气外，还有什么物质生成？ [讲解] 将反应后的残液蒸发，冷却后得到一种无色晶体。下面我们用文字表达式把反应表示出来： [分析] 像SO 这样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， 4 化学上把这样的原子集团称为原子团。 [小结] 实验室制取氢气是利用了金属和酸的反应。 [讨论] 1.锌与稀硫酸的反应需要什么条件？制备氢气时需要哪些仪器？ 学生回答：试管，导气管，集气瓶。 2.如果需要制的氢气很多，中途想加酸，又不能停下反应，用什么方法？（漏斗） 3.漏斗在液面上行不行？（需用长颈漏斗） 4.如让反应随时停下，随时进行怎么办？（加有孔的塑料板止水夹） [板书] 三、仪器装置 1.简易装置：试管长颈漏斗导气管 [讲解] 实验室要制取大量氢气可用实验室制取二氧化碳的装置 [展示] 固液不加热型装置 [设问] 如何将制得的氢气收集起来？ [板书] 四、氢气的收集方法 [设问] 氧气可用什么方法收集？为什么？
实验室制取氢气及其性质实验报告 实验者：实验日期： 一、实验目的： 1、掌握实验室制取氢气的方法 2、掌握氢气的性质 二、实验器材：导气管，试管，酒精灯，水槽，启普发生器 三、实验药品：锌粒，稀硫酸，氧化铜 四、实验原理：Zn+H2SO4 H2+ZnSO4 五、实验步骤： 安装如图组装仪器。 查：检查装置气密性，方法是,开启旋塞,向球形漏斗中加水,当水充满容器下部的半球体时关闭旋塞,继续加水,使水上升到球形漏斗中。静置片刻,观察水面是否下降,如下降说明漏气。漏气处可能是容器上气体出口处的橡皮塞、导气管上的旋塞或球形漏斗与容器接触的磨口处。如漏气应塞紧橡皮塞或在磨口处涂一薄层凡士林。 装：锌粒由容器上的气体出口加入,加固体前应在容器的球体中加入一定量的玻璃棉,以防固体掉入半球体中。液体试剂从球形漏斗口注入,注液方法与上述注水方法相同。液体的量以反应时刚刚浸没固体为宜。打开气体出口的活塞，开始反应，收集氢气。 收：采用排水法收集氢气，理由是氢气不溶于水。 离：收集满氢气后，先将导管移开水槽。 六、氢气性质实验操作： 1、氢气的纯度检验：收集一试管氢气，集满氢气的试管用拇指堵住管口，管口朝下，立即移近酒精灯火焰，点燃试管里的氢气。点火后，根据声音判断氢气是否纯净，如果听到的是尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯，必须重新收集进行检验，直至听到“噗”的声音，才表明收集的氢气已经纯净，可以使用。重新收集氢气检验时，应另换一支试管进行操作，若仍使用原试管，要先用拇指堵住试管口一会儿，然后再去收集氢气进行点火验纯。 2、吹泡泡实验：将出气导管上沾上肥皂水，可以观察到不断有泡泡冒出并升空，这说明氢气的密度比空气轻。 3 的烧杯壁上有小水珠出现，并放出热量。反应方程式：2H2 +O 2H2O 4、氢气还原氧化铜：先往试管内加入氧化铜，把氢气导气管伸入试管底部，先通入氢气一段时间（是为了把氧气清除，否则加热后氧化铜会与氧气反应，影响试验）再加热试管，使氢气还原氧化铜，看到黑色氧化铜全部变成红色时，停止加热，继续通入氢气（若先停止通氢气，则收集氢气处的水会倒吸入试管内，使热试管炸裂 化），待试管冷却后，停止通氢气。反应方程式：CuO+H2Cu+H2O 装置如图：
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CH 4 水煤气(主要成分为一氧化碳CO和氢气H )。 2 [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
实验室制氢气 苏州市虎丘实验学校蒋韵[教学目标] （知识与能力） 知识目标： 1．知道实验室制氢气的原理 2．掌握实验室制氢气的发生和收集装置以及验纯操作 3．了解启普发生器的使用和注意事项 4．会根据条件选择常见气体的发生和收集装置 能力目标： 培养观察能力、交流表达能力、实验能力。 （过程与方法） 通过实验室制氢气的演示实验，掌握实验室制氢气的装置和注意事项。 （情感、态度与价值观） 通过实验室制氢气的演示实验，培养学生的观察能力，交流表达能力，分析归纳能力，注意氢气在使用过程中的安全问题，学会可燃性气体的验纯，加强对学生进行安全教育。 [教学重点] 1、实验室制氢气的发生和收集装置 2、启普发生器的使用 [教学模式] 交流讨论式，演示实验探究 [实验准备] 1、启普发生器装置 2、排水集气法和向下排空气法装置 3、氢气肥皂泡点燃实验 4、氢气验纯实验
板书设计 实验室制氢气 一．药品：锌粒与稀硫酸/稀盐酸 二．原理： Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 三．发生和收集装置： 1．发生：启普发生器： ①组成：球形漏斗、容器、带活塞的导管。 ②适用于块状或颗粒状固体与液体在常温下反应制取难溶的气体。 ③原理：固体液体随时分离。 ④气密性检查：关闭活塞，向球形漏斗中加水,直到球形漏斗中的液面与容器中的液面形成一段高度差，静置一段时间，如果液面高度差不改变，则气密性良好。 ⑤简易装置：长颈漏斗的下端要伸到液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。2．收集： ①向下排空气法（氢气的密度比空气小） ②排水法（氢气难溶于水） 3．验纯：可燃性气体在点燃之前都要验纯。
《氢气的实验室制法》教学设计 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) Zn H2SO4--ZnSO4 H2↑………………………① Mg H2SO4--MgSO4 H2↑……………………② Fe H2SO4--FeSO4 H2↑………………………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)Zn HCl→ZnCl2 H2↑………………………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
实验室制取氢气 教学目标： 1、懂得实验室制备氢气的原理，并初步学会实验室制取氢气的方法，能尝试改进实验的发 生装置； 2、通过观察不同金属与酸的反应，能选择实验室制取氢气的药品； 3、通过已有知识的迁移，能选择正确的发生装置和气体收集方法； 4、通过阅读“制取氢气的几种方法”，能选择实验室制取氢气的方法； 5、通过对氢气纯度的检验，了解点燃可燃性气体之前，需要进行验纯的必要性，强化安全 意识，感知生命的可贵。 重点和难点： 重点：实验室制取氢气的原理和方法 难点：制取氢气的发生装置的改进 教学过程： <引入> 氢能是一种新能源，它放热效率高；它清洁无污染，原料资源丰富。空气中氢气的量及其低，这就需要我们去制取。 这节课我们一起来探究一下实验室如何制取氢气。 <提问> 之前我们学过了氧气的实验室制法，回顾一下：氧气的实验室制法是从哪几个方面进行研究的？ <学生> 1、药品的选择；2、反应原理；3、发生装置；4、收集方法；5、实验步骤 <讲述> 氢气的实验室制法也是从这几个方面来进行研究的 制取氢气的方法有很多种，常见的：电解水，生产水煤气法，利用金属和酸反应等。哪种方法更适合实验室制取氢气呢？ <学生> 讨论，利用金属和酸反应更适合实验室制取氢气 <讲述> 我们开始探究第一个方面：药品的选择。实验室常用的酸有：稀硫酸和稀盐酸。常见的金属呢？镁铁铜锌，是否这些金属都可以和酸反应得到氢气，哪种最适合用于实验室制取氢气呢？ <学生实验>四支试管分别盛有镁条、锌粒、铁钉、铜片，然后加入稀硫酸，观察并记录现象。并回答：1、是否4种金属都能和酸反应 2、金属与稀硫酸反应的速率：____ > ____ > ____ <学生> Mg与稀硫酸反应剧烈不易控制，Fe与稀硫酸反应很慢，铜与稀硫酸接触，没有明显现象。因此常选用锌为最合适。 <讲述> 实验室制取氢气，药品选择：酸：稀硫酸或者稀盐酸，金属：锌。 锌与稀硫酸反应生成氢气，如果蒸发反应剩下的液体后，会得到白色的硫酸锌晶体。 <学生> 书写的方程式
《实验室制取氧气》教学设计 教材分析： “实验室制取氧气”课题是广教版《义务教育课程标准实验教科书·化学》（九年级）第三单元课题2的内容。本课题是学生第一次接触实验室制备气体的课题，是学生学化学以来遇到的第一种气体的制取，是学生具体地从化学的角度出发，学习和研究制备物质的开始，有利于进一步熟悉常见仪器的使用，教学中通过对气体制取一般方法予以介绍，让学生对制取气体的方法有一定的认识，为学习“二氧化碳的制取的研究”打下基础。 本教学设计为此课题的第一课时的教学内容，内容主要研究实验室中如何制取氧气，在实验室里常用分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾的方法制取氧气，分解过氧化氢溶液用到催化剂，这里介绍了催化剂和催化作用。另外通过对比化合反应提出了分解反应的概念。 学生分析： 1、本班学生基础较差，学习积极性不够，因此在教学中教师要特别注意引导和鼓励； 2、学生已经学习了“我们周围的空气”、“氧气的性质”等，对氧气有了一定的了解，但对如何得到氧气，特别是在实验室的条件下如何制取氧气还没有系统，深入的认识。 3、通过前面的探究学习活动，学生对科学探究已有一些体验。在本课题的探究学习活动中，在教师的引导下，学生对观察到的现象进行分析，后加以表达和交流，得出相关的结论。教学目标： 知识与技能： 1.了解实验室制取氧气的主要方法和原理。初步了解通过化学实验制取新物质的方法。 2. 了解分解反应。 3. 初步了解催化剂和催化作用。 过程与方法： 1、练习连接仪器的基本操作，动手制取氧气。 2、初步学习自主设计装置制取氧气。 3、采用分析对比的方法认识分解反应。 情感态度与价值观： 了解人们认识物质的过程和方法。 教学重点、难点： 重点：实验室制取氧气的原理。 难点：催化剂的概念和催化作用。 教学方法： 本课题是学生系统、深入地学习氧气的相关知识。根据本课题的内容特点，在教学中，采用复习提问→演示实验→讨论归纳→实验探究→对比总结→得出结论→拓展视野→提高兴趣。在此过程中，要注意引导，要充分发挥学生的主体作用。 药品、仪器装备： 过氧化氢、二氧化锰、高锰酸钾、木条、火柴；药匙、试管、铁架台（附铁夹） 教学过程： 一、复习旧知识，引入新课 1、如何检验一瓶无色气体是氧气？ 2、根据氧气的性质说明氧气有什么用途？ （学生回答，教师引导） 师：既然氧气有如此重要的用途，那么同学们一定很想知道氧气是如何制得的，这一节课我们就来进行学习和探究这个问题。 板书：课题3 制取氧气
氢气的制法和性质 一、实验原理 许多活泼金属，如铝、铁、锌等，都很容易与盐酸或稀硫酸起反应放出氢气。在反应中，金属原子替换了酸中的氢原子，生成另一种化合物，每两个氢原子相结合成一个氢分子，聚集成氢气。实验室就是利用了这个原理来制取氢气的。实验室不用铝或铁与酸反应制取氢气，是因为铝和冷的稀硫酸反应太慢，普通铁与稀酸反应生成的氢气含有硫化氢等杂质。同样，不能用盐酸代替硫酸，由于盐酸挥发，使制得的氢气中含有氯化氢气体。所以，综合考虑，本实验选用锌和稀硫酸反应制取氢气，反应式如下： Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2 ↑ 二、启普发生器的构造和工作原理简介 基本构造：启普发生器常被用于固体颗粒和液体反应的实验中以制取气体，它由球形漏斗、容器和导气管三部分组成。如右图所示： 基本原理：将仪器横放，把锌粒由容器上插导气管的口中加入，然后放正仪器，再将装导气管的塞子塞好。接着由球形漏斗口加入稀盐酸。使用时，扭开导气管活塞，酸液由球形漏斗流到容器的底部，再上升到中部跟锌粒接触而发生反应，产生的氢气从导气管放出。不用时关闭导气管的活塞，容器内继续反应产生的氢气使容器内压强加大，把酸压回球形漏斗，使酸液与锌粒脱离接触，反应即自行停止。使用启普发生器制取氢气十分方便，可以及时控制反应的发生或停止。 启普发生器的优点：反应随开随用，随关随停。 启普发生器的特点：
1.实验前，必须检验装置的气密性 2.只适用于不溶于水的块状或颗粒状固体与液体发生的反应 3.可以通过调节压强，控制反应速率与进程 4.反应不能太剧烈，也不能放出大量的热，更不能进行加热 5.生成的气体要求微溶于反应溶液，或不溶于反应溶液 6.在移动启普发生器时，手应该握住蜂腰部位 三、实验操作过程与实验现象 （一）操作过程 1.装置漏水性的检验：旋紧启普发生器玻璃半球上的出液口处的旋塞，打开导气管上的活塞，从球型漏斗口处加入一定量的水，使水的高度刚好没过出液口的顶部，观察出液口是否漏水。 2.装置气密性的检验：如果装置不漏水，关闭导气管上的活塞，从球形漏斗口继续加水，使球形漏斗内的液面高于其1/2，并做一记号，等待2--3分钟后观察液面是否发生变化，如果发生变化，则表示气密性不良，则应该检查导气管活塞处（若漏气，可涂抹适量的凡士林）、导气管橡胶塞处（若漏气，可用力旋紧）、球形漏斗与容器的磨口部位（若漏气，可涂抹适量的凡士林）。 3.实验药品的装入：在装药品之前，应该用玻璃纤维缠绕球形漏斗与蜂腰部位的接触处，以防止锌粒落入玻璃半球内（切勿使玻璃纤维粘在球形漏斗磨口部位）。将仪器倾斜一定的角度或平放，用钥匙取60粒锌粒，均匀的铺在玻璃纤维周围。平放仪器，将导气管插上并旋紧，关闭活塞，从球形漏斗中加入一定量的稀硫酸(没过锌粒表面即可）。 4.氢气的收集及验纯：打开活塞，使反应液缓慢流下，等气泡均匀产生后，用排水法收集一小试管氢气，靠近酒精灯火焰，放开拇指，如有尖锐的爆鸣声，证明氢气不纯，则应继续收集，直至只发出轻微的“噗”声为止。 5.氢气与空气混合爆鸣：取一小塑料瓶，在底部凿一火柴梗粗细的小孔，食指堵住小孔，排水法收集满氢气后，口部垫上石棉网以保证空气畅通。点燃火柴，放开手指，捅破水膜，点燃氢气，发生爆鸣，并将塑料瓶冲起一定的高度。当氢气与空气体积比为2：5时，爆鸣声最大。 6.氢气吹肥皂泡：取少量洗涤液用蒸馏水配成溶液，用橡胶管在洗涤液中蘸一下，管口仍朝下，慢慢开通氢气流，待气泡产生后，将导管口朝上，轻轻摆动或用嘴吹气，是泡泡脱离，用火在上方点燃，随着“噗”的一声，伴有黄色火焰产生。 7.氢气还原氧化铜：取一硬质大试管，在底部平铺一层薄薄的氧化铜并倾斜安装于铁架台上（管口略朝下倾斜），先通一会儿氢气，稍后加热，当管口有液滴出现时，氧化铜加热部位逐渐变为红热，再慢慢变为紫红色。撤掉酒精灯，继续通氢气，至试管冷却。检查金属铜中是否含有氧化亚铜，可将制成的紫红色金属铜取少量加入盛有稀硫酸的试管中，观察是否变蓝。
《氢气的制取和性质》小教案 氢气的实验室制法 【教学目的】 1.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 2.理解置换反应的概念 3.学习用排水法和向下排空气法收集氢气的方法 4.培养学生观察问题分析问题的能力 【教学方法】 讲授法、演示法 【实验准备】 实验仪器：具支试管、滴液漏斗、烧杯、小试管、导管、水槽、酒精灯、铁架台、止水夹、塑料挡板、火柴、肥皂水 实验药品：10%硫酸溶液、锌粒 【教学过程】 [引言] 早在16世纪，瑞士医药学家帕拉塞斯就发现铁屑放在硫酸中有气体生成并可以燃烧，叫做“可燃性空气”。这种可燃性气体就是我们本节课要制备的氢气。 [板书] 实验一氢气的制取和性质 [老师] 氢气是无色无味并且密度比空气小的气体。在实验室，氢气就是用金属和酸反应来制备的。今天我们实验采用锌和硫酸反应制取氢气。 [板书] 氢气的实验室制法 反应原理：Zn+H 2SO 4 =ZnSO 4 +H 2 ↑ [提问] 大家想一下，实验室制备氢气的装置有哪些呢？ [学生] 试管、启普发生器。 [提问] 既然制备装置有两种，为什么不选用试管呢？ [学生] 使用启普发生器制取氢气十分方便，可以及时控制反应的发生或停止。而使用试管则不容易做到。 [老师] 启普发生器适用于块状固体与液体在常温下反应制取难溶的气体,如氢气,二氧化碳等。块状固体在反应中很快溶解或变成粉末时,不能用启普发生器。 [提问] 知道了启普发生器的特点，我们来自己设计一个简易的启普发生器。有谁有可以说
说。 [学生] 学生思考，回答。 [老师] 今天我们就用这套老师自己设计的简易启普发生器来制取氢气，我们可以使用一个具支试管来作为气体的发生装置，Zn和稀硫酸在反应之前是不能接触的，要在具支试管里面加入一块塑料挡板，挡板上面就可以放Zn粒，我们将酸放在滴液漏斗当中，想要制取H 2 的时候我们就要打开滴液漏斗，要实现随用随停，我们可以加一个止水夹。 [提问] 这个止水夹的作用是什么？ [学生] 实现随用随停。 [老师] 当我们不想收集H 2了，我们就把止水夹关闭，这样H 2 在具支试管里面有一定的压强， 就会把酸液压回滴液漏斗。Zn就会和酸液分开了，对吧？注意滴液漏斗的开关不能关闭，否则气体的压强过大，胶塞就被冲开。 [提问] 那我来考一下同学们，拿到滴液漏斗怎么使用呢？ [学生] 先检漏。 [老师] 对，需要检漏，但是在检漏之前我们还要在滴液漏斗的旋塞涂抹上凡士林防止漏水。（教师讲解涂抹凡士林及检漏步骤） [提问] 我们在实验之前还需要做什么呢？ [学生] 检查装置气密性。 [提问] 如何检查呢？ [学生] 用手捂着具支试管，或者稍加热具支试管，看气体的出口是否有均匀的气泡产生。[老师] 嗯，很好，那我们用稍微加热一下举止试管来检查一下装置的气密性。我们的装置气密性很好。那我们开始进行实验。 [提问] 在实验之前，我先问一下同学们，根据氢气的性质，我们如何收集氢气呢？ [学生] 向下排空气法、向下排水法。 [演示] 氢气的制备和排水法收集氢气 [讨论] 实验现象 [讲解并演示] 由于氢气易燃易爆，因此我们在使用前必须先检验氢气的纯度。 [提问] 我们怎样对氢气验纯呢？ [学生] 学生思考回答。 [老师] 我们把收集好氢气的试管的管口对着酒精灯的火焰上方，松开试管口，如发生轻微的爆炸声，则氢气不纯；再收集氢气，使氢气在酒精灯上没有声音发出或者有“噗”的声响，则氢气已经纯了。
氢气的实验室制法之一 (1)反应原理 实验室通常用锌和稀硫酸（或盐酸）反应来制取氢气。 实验：在试管里放几粒锌，倒入5mL稀硫酸，用燃着的木条检验生成的气体。取少量反应后的溶液倒入蒸发皿里，加热，使水蒸发至有固体析出，冷却后观察。 将观察到的现象及结果填入表2： 这个反应可表示如下： 如用盐酸与锌反应，可用下式表示： 释疑： ①在实验室中为什么不用镁，铁等金属跟硫酸反应制取氢气？ 因为镁与稀硫酸反应速率太快，不易控制，且价格较贵；铁与稀硫酸的反应速度较慢。而锌跟稀硫酸的反应速率适中，且锌的价格也较便宜。 ②为什么不用浓硫酸或硝酸跟锌反应制氢气？ 不用浓硫酸或硝酸，原因在于它们具有强氧化性，与锌等金属反应不产生氢气。 (2)氢气制取装置的设计 思考：制取氢气能否用制取氧气的装置？ ①对比（从反应物的状态和反应条件两个方面对比）见表3 表3 从表3的对比中得出，制取氢气不能用制取氧气的实验装置。 ②下面是几种实验室制取氢气的简易装置，见（图1，2，3），是比较它们各自的优缺点。 思考： ①图2所示的装置中的长颈漏斗的下端管口，必须伸入液面下，为什么？
回答： ①为了防止氢气从长颈漏斗逸出。 ②制取氢气时，打开橡皮导管上的弹簧夹，酸液从长颈漏斗流下，浸没锌粒，锌粒与稀硫酸发生反应，产生的氢气由试管上部的导管放出。不用时，用弹簧夹夹紧橡皮导管，试管内氢气的压强增大，把稀硫酸压回长颈漏斗中，这时液面下降，锌粒与稀硫酸脱离接触，反应也就自行停止了。 选学： 实验室里制取较多的氢气时，常用启普发生器。 凡是利用块状固体（不溶于水的）跟液体反应，反应时不需加热，且生成的气体难溶于水，都可使用启普发生器进行。启普发生器由球形漏斗(1)，容器(2)和导气管(3)三大部分组成。 使用时扭开导气管活塞，酸液由球形漏斗流到容器的底部，再上升到中部跟锌粒接触而发生反应，产生的氢气从导气管放出。不用时关闭导气管上的活塞，容器内氢气压强加大，把酸液压回球形漏斗，使酸液与锌粒脱离接触，反应即自行停止。 (3)氢气的收集方法 思考： ①收集氢气可以用向下排空气取气法，为什么？如欲收集一瓶氢气，通氢气的导管要伸入集气瓶的底部，为什么？如图4所示。 ②收集氢气可以用排水取气法收集，为什么？如图5所示。 ③充满氢气的集气瓶应盖好并把口向下放置，为什么？如图6所示。 回答： ①由于氢气比空气轻，所以可用向下排空气法收集。 将导气管伸入集气瓶底部的原因：可以将集气瓶中的空气尽可能排净。 ②由于氢气难溶于水，所以可用排水法收集。 ③由于氢气比空气轻，装满氢气的集气瓶口向下放置，可以使氢气不易逸出。 (4)置换反应 观察分析以下几个制取氢气的反应表达式，请找出这几个反应的共同点。
氢气的实验室制法——初中化学第一册教案_九年级化学教 案 初三化学教案： 第三节：氢气的实验室制法 教学目的 1、掌握实验室制取氢气的药品，反应原理，仪器装置，收集方法，验纯，检验及操作注意事项 2、理解置换反应概念及应用。 3、了解原子团的概念，知道SO42-、CO32-、NO3-、OH- 教学重点 1、掌握实验室制取氢气反应原理和操作 2、学会氢气检验和验纯 教学难点 复习提问：1、电解水的化学反应方程式：2、氧气和氢气的检验方法。3、实验室制取氧气的程序。 我们已经掌握了实验室制取氧气的顺序，本节学习氢气的实验室制法也按着这个顺序进行。阅读课本回答下列问题： 一、制取氢气的药品： （实验）镁铁锌都跟稀硫酸反应生成是氢气，但反应的速度不同、镁最快、铁最慢、只有锌反就应适中： 化学反应方程式： Mg+H2SO4 ===MgSO4 +H2 ↑ Fe+H2SO4 ===FeSO4 +H2 ↑ Zn+H2SO4 ===ZnSO4 +H2 ↑ 强调反应的速度和制取氢气的药品： 以上三个化学反应方程式是属于哪种化合反应类型。这也是我们今天又要学习的另一种化学反应类型。 原子团：SO42-、CO32-、NO3-、OH- 原子团在许多化学反应里当作一个整体。 置换反应：定义： 注意：反应的特征：反应前后都有单质存在。 二、反应原理 Zn+H2SO4 ===ZnSO4 +H2 ↑ 三、仪器装置 见课本：适用于反应物为固体与液体，且不需要加热（与氧气相比） 四、收集方法：根据氢气的物理性质 排水法和向下排空气法收集 五、检验及操作： 点燃：发出淡蓝色火焰 六、验纯：
[1] [2] [3] [4] [5] 下一页 教案示例：碳酸钙 教学目标 1．使学生了解碳酸钙在自然界的存在及用途，碳酸盐的鉴别法。 2．掌握酸式碳酸盐与正盐间的转化关系。 教学重点 碳酸盐（碳酸根）的鉴定法。 教学难点 不溶的碳酸钙与可溶的碳酸氢钙的相互转变。 课的类型：综合课 教学过程 1．复习提问 写出下列物质之间相互转化的各步反应的化学方程式，并注明必要的反应条件。 注：*不要求。 ①C+O2（充足） CO2 *②2Mg+CO2 2MgO+C（老师写） ③2CO+O2 2CO2 ④CO2+C 2CO ⑤CO2+H2O H2CO3 ⑥H2CO3 CO2↑+H2O ⑦CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O ⑧CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O或CaCO3 CaO+CO2↑ 2．引入新课（教师说明小测验正确答案后）教师总结出CO2与CaCO3之间的互变关系： (1)和盐酸反应生成二氧化碳的，不仅限于大理石、石灰石，也不限于CaCO3。凡是碳酸盐（金属原子与碳酸根的化合物），像碳酸钠(Na2CO3)碳酸钾(K2CO3)碳酸镁(MgCO3)等。都能与盐酸反应生成二氧化碳。 跟盐酸反应产生二氧化碳气是鉴定碳酸根的最简便的方法。地质工作者背包中经常装着一小瓶盐酸，就是用来作石灰岩的初步鉴定的。 (2)酸式碳酸盐 〔提问〕云水洞的石笋、石柱是怎样形成的？教师总结：这些大自然的奇迹和水壶里水垢的形成过程（反应）相似，都是溶解在水里的碳酸氢钙〔Ca(HCO3)2〕经过酷暑或煮沸（加热）生成不溶性碳酸钙的缘故。 结合这一组反应让学生解释以下现象，教师及时评定。纠正错误。 ①在澄清石灰水中通入二氧化碳后变浑浊。 ②继续通二氧化碳，又变澄清。 ③将已经变澄清的溶液加热，溶液又变浑浊。 传看标本： 出示几种常见的碳酸盐的标本盒，让学生传阅，然后教师总结并写出板书：
实验室制取氢气实验报告
氢气的制法和性质 一、实验原理 许多活泼金属，如铝、铁、锌等，都很容易与盐酸或稀硫酸起反应放出氢气。在反应中，金属原子替换了酸中的氢原子，生成另一种化合物，每两个氢原子相结合成一个氢分子，聚集成氢气。实验室就是利用了这个原理来制取氢气的。实验室不用铝或铁与酸反应制取氢气，是因为铝和冷的稀硫酸反应太慢，普通铁与稀酸反应生成的氢气含有硫化氢等杂质。同样，不能用盐酸代替硫酸，由于盐酸挥发，使制得的氢气中含有氯化氢气体。所以，综合考虑，本实验选用锌和稀硫酸反应制取氢气，反应式如下： Zn + H 2SO 4 === ZnSO 4 + H 2 ↑ 二、启普发生器的构造和工作原理简介 基本构造：启普发生器常被用于固体颗粒和液体反应的实验中以制取气体，它由球形漏斗、容器和导气管三部分组成。如右图所示： 基本原理：将仪器横放，把锌粒由容器上插导气管的口中加入，然后放正仪器，再将装导气管的塞子塞好。接着由球形漏斗口加入稀盐酸。使用时，扭开导气管活塞，酸液由球形漏斗流到容器的底部，再上升到中部跟锌粒接触而发生反应，产生的氢气从导气管放出。不用时关闭导气管的活塞，容器内继续反应产生的氢气使容器内压强加大，把酸压回球形漏斗，使酸液与锌粒脱离接触，反应即自行停止。使用启普发生器制取氢气十分方便，
可以及时控制反应的发生或停止。 启普发生器的优点：反应随开随用，随关随停。 启普发生器的特点： 1.实验前，必须检验装置的气密性 2.只适用于不溶于水的块状或颗粒状固体与液体发生的反应 3.可以通过调节压强，控制反应速率与进程 4.反应不能太剧烈，也不能放出大量的热，更不能进行加热 5.生成的气体要求微溶于反应溶液，或不溶于反应溶液 6.在移动启普发生器时，手应该握住蜂腰部位 三、实验操作过程与实验现象 （一）操作过程 1.装置漏水性的检验：旋紧启普发生器玻璃半球上的出液口处的旋塞，打开导气管上的活塞，从球型漏斗口处加入一定量的水，使水的高度刚好没过出液口的顶部，观察出液口是否漏水。 2.装置气密性的检验：如果装置不漏水，关闭导气管上的活塞，从球形漏斗口继续加水，使球形漏斗内的液面高于其1/2，并做一记号，等待2--3分钟后观察液面是否发生变化，如果发生变化，则表示气密性不良，则应该检查导气管活塞处（若漏气，可涂抹适量的凡士林）、导气管橡胶塞处（若漏气，可用力旋紧）、球形漏斗与容器的磨口部位（若漏气，可涂抹适量的凡士林）。 3.实验药品的装入：在装药品之前，应该用玻璃纤维缠绕球形漏斗与蜂腰部位的接触处，以防止锌粒落入玻璃半球内（切勿使玻璃纤维粘在球形漏斗磨口部位）。将仪器倾斜一定的角度或平放，用钥匙取60粒锌粒，均匀的铺在玻璃纤维周围。平放仪器，将导气管插上并旋紧，关闭活塞，从球形漏斗中加入一定量的稀硫酸(没过锌粒表面即可）。 4.氢气的收集及验纯：打开活塞，使反应液缓慢流下，等气泡均匀产生后，用排水法收集一小试管氢气，靠近酒精灯火焰，放开拇指，如有尖锐的爆鸣声，证明氢气不纯，则应继续收集，直至只发出轻微的“噗”声为止。 5.氢气与空气混合爆鸣：取一小塑料瓶，在底部凿一火柴梗粗细的小孔，食指堵住小孔，排水法收集满氢气后，口部垫上石棉网以保证空气畅通。点燃火柴，放开手指，捅破水膜，点燃氢气，发生爆鸣，并将塑料瓶冲起一定的高度。当氢气与空气体积比为2：5时，爆鸣声最大。 6.氢气吹肥皂泡：取少量洗涤液用蒸馏水配成溶液，用橡胶管在洗涤液中蘸一下，管口仍朝下，慢慢开通氢气流，待气泡产生后，将导管口朝上，轻轻摆动或用嘴吹气，是泡泡脱离，用火在上方点燃，随着“噗”的一声，伴有黄色火焰产生。 7.氢气还原氧化铜：取一硬质大试管，在底部平铺一层薄薄的氧化铜并倾斜安装于铁架台上（管口略朝下倾斜），先通一会儿氢气，稍后加热，当管口有液滴出现时，氧化铜加热部位逐渐变为红热，再慢慢变为紫红色。撤掉酒精灯，继续通氢气，至试管冷却。检
氢气的实验室制教案 教学目的知识：了解并认识原子团;理解置换反应概念;掌握实验室制取氢气的原理和方法，学会用排水法和向下排空气法收集氢气。 能力：通过实验室制取氢气的反应原理、仪器装置和氢气的收集方法,对学生进行分析、推理和思维能力的培养。 思想教育：对学生进行化学史教育。 重点难点氢气的实验室制法、置换反应。 教学方法谈话法、实验启发法。 教学用品仪器：试管、铁架台、漏斗、长颈漏斗、带单孔塞的导管。 药品：锌粒、铜片、镁片、铁片、稀硫酸、稀盐酸。 其它：火柴。 教学过程
A B 【提问】上图中两套装置哪个好？为什么？你制氢气时选用哪套装置？在制氢气时应注意什么？ 分析这套装置适合块状固体
附1：课堂练习一 1.写出下列反应的文字表达式，在反应物、生成物名称下写出相应的化学式。 (1)铁+硫酸── (2)锌+硫酸── (3)镁+硫酸── 2.实验室制氢气你选用______和_______，原因是 。 附2：课堂练习二 3.写出下列反应的文字表达式，注明基本类型。 ● 铁在氧气中燃烧。 ● 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气。 ● 锌和稀硫酸反应制氢气。 4.下列反应中不属于置换反应的是 （ ） A.H 2 + CuO → H 2O + Cu B. CO +CuO → Cu + CO 2 C. Zn + H 2SO 4 → ZnSO 4 + H 2 D.Mg + CO 2 → MgO + C 5.根据右边装置图回答：（填序号）写出图中标有序号的仪器名称：① ，② ，③ ,④ . 实验室制备并收集氢气的装置是 。 实验室制备并收集氧气的 装置是 。 6.右图是某同学设计制取氢气的装置，有三处错误，请指出错误会造成的后果，并加以改正。 (1)___________________ ___ (2)______________________ (3)______________________ 附3课堂练习三 ④ A B
实验室制取氢气教学设计 溧阳市社渚初级中学史飞豹 一．设计说明： 对于目前常州市使用的沪教版教材而言，氢气的性质在第二章第三节已经出现，有些老师在点燃氢气时已经分析了氢气在实验室的获取，而系统讲氢气制取内容是在第五章，学生已经系统的学习了实验室制取气体装置选择原则、收集方法，也从生活中、老师的教学中对氢气的基本物理性质有一定的了解。所以在教学时要尽可能将主动权教给学生，让学生归纳已有知识，从已有知识中思考、分析。这里用已学过的有关实验室制取氧气和二氧化碳的思路，启发学生思考，从药品、已知性质角度出发去探究实验室制取氢气的方法和思路。使用复习、讨论、实验、讲授、归类等教学手段，激发学生学习兴趣，把课堂时间尽可能地让给学生去思考、去探究，让学生真正成为学习的主人，积极主动参与到学习活动中去，愉快地获取知识，训练能力，老师做好职责内的引领和指导就好了。 二．教学目标： 知识目标： 1．让学生理解实验室制备氢气的原理，学会从原理角度分析实验室制取氢气的方法； 2．通过对氧气、二氧化碳气体制取的知识回顾，让学生进一步理解在实验室内制取气体的方法和设计思路。 3．让学生掌握氢气验纯实验操作的同时，让学生进一步理解“爆炸”、“爆炸极限”。 能力目标： 1．通过已有知识的迁移，培养学生参与观察，动手实验能力及设计实验能力。 2．从尝试已有实验的装置改进的角度出发，提高学生分析和解决实际问题的能力及创造思维能力。 情感目标： 1．向学生进行辩证唯物主义思想教育，培养学生严谨的科学态度及科学方法。 2．通过对氢气纯度的检验，了解点燃可燃性气体之前，需要进行验纯的必要性，强化安全意识，感知生命的可贵。 三．教学重难点： 重点：实验室制取氢气的原理、实验装置和制取方法 难点：从实验室制取气体的设计思路出发，探究氢气制取方法；对改进装置的理解 四．教学方法： 针对学生的情况,本节采用的教学方法是：归纳总结的基础上实验探究，进行开放式教学，在课堂上充分调动学生的主动性和积极性。 本节由教师指导学生通过动手实验、分析概括的方法进行学习，在原有知识的基础上学习新的知识，通过自主学习、探究学习、合作学习，达到发展思维、提高能力的目的，来培养学生实事求是、勇于探索的创新精神。 五．教学多媒体辅助： 1．实物投影：在老师分析演示时，将老师的实验放大，更直观。 2．多媒体展示。对于学习过的大量化学仪器的，都是学生以前学过的，而且在本节课
实验室制取氢气 教学目标: 1、懂得实验室制备氢气的原理，并初步学会实验室制取氢气的方法，能尝试改进实验的发 生装置; 2、通过观察不同金属与酸的反应，能选择实验室制取氢气的药品; 3、通过已有知识的迁移，能选择正确的发生装置和气体收集方法; 4、通过阅读“制取氢气的几种方法”，能选择实验室制取氢气的方法; 5、通过对氢气纯度的检验，了解点燃可燃性气体之前，需要进行验纯的必要性，强化安全 意识，感知生命的可贵。 重点和难点: 重点:实验室制取氢气的原理和方法 难点:制取氢气的发生装置的改进 教学过程: <引入> 氢能是一种新能源，它放热效率高;它清洁无污染，原料资源丰富。空气中氢气的量及其低，这就需要我们去制取。 这节课我们一起来探究一下实验室如何制取氢气。 <提问> 之前我们学过了氧气的实验室制法，回顾一下:氧气的实验室制法是从哪几个方面进行研究的, <学生> 1、药品的选择;2、反应原理;3、发生装置;4、收集方法;5、实验步骤<讲述> 氢气的实验室制法也是从这几个方面来进行研究的 制取氢气的方法有很多种，常见的:电解水，生产水煤气法，利用金属和酸反应等。哪种方法更适合实验室制取氢气呢,
<学生> 讨论，利用金属和酸反应更适合实验室制取氢气 <讲述> 我们开始探究第一个方面:药品的选择。实验室常用的酸有:稀硫酸和稀盐酸。常见的金属呢,镁铁铜锌，是否这些金属都可以和酸反应得到氢气，哪种最适合用于实验室制取氢气呢, <学生实验>四支试管分别盛有镁条、锌粒、铁钉、铜片，然后加入稀硫酸，观察并记录现象。并回答:1、是否4种金属都能和酸反应 2、金属与稀硫酸反应的速率:____ > ____ > ____ <学生> Mg与稀硫酸反应剧烈不易控制， Fe与稀硫酸反应很慢，铜与稀硫酸接触，没有明显现象。因此常选用锌为最合适。 <讲述> 实验室制取氢气，药品选择:酸:稀硫酸或者稀盐酸，金属:锌。 锌与稀硫酸反应生成氢气，如果蒸发反应剩下的液体后，会得到白色的硫酸锌晶体。 <学生> 书写的方程式 <提问>反应原理解决后，我们来学习:发生装置。根据什么来选择正确的发生装置, <学生>根据反应物的状态和反应的条件。因为反应物为固态和液态，并且不用加热，选择第二套装置。 <提问>那么如何设计装置，让反应随时开始随时停下，使反应可控,即:做到使锌粒与稀硫酸能接触，又能巧妙的分开, <学生>讨论，方法:用线系住锌粒，上下拉动