5.1 氢气-2024-2025学年九年级化学科粤版（2024）上册

配套中学科粤版 第五单元 5.1 氢气 一、教材分析 地位与作用：本章节位于第五单元 “燃料与二氧化碳” 的开篇，起到了承上启下的作用。既承接了之前学习的气体相关知识和化学实验基本操作，又为后续学习二氧化碳及其他燃料的性质、用途等内容奠定了基础，同时也让学生对能源的多样性有了更深入的认识。 内容结构：教材首先介绍了氢气的物理性质，如无色无味、密度比空气小、难溶于水等，让学生对氢气有一个直观的认识。接着重点讲解了氢气的化学性质，包括可燃性和还原性，通过实验和现象描述，帮助学生理解氢气在化学反应中的表现。在此基础上，进一步介绍了氢气的实验室制法和工业制法，以及氢气作为能源的应用前景和优势，使学生了解氢气在实际生活和工业生产中的重要性。 二、教学目标 化学观念： 通过对氢气性质和用途的学习，让学生理解 “性质决定用途，用途体现性质” 的化学观念，认识到物质的性质是其应用的基础，而用途又反映了物质的性质。 了解氢气作为一种清洁能源在能源结构中的重要地位，树立绿色化学观念和可持续发展的意识，认识到化学在解决能源问题和环境保护方面的重要作用。 科学思维： 通过实验探究氢气的性质和制备方法，培养学生的观察、分析、归纳和推理能力，让学生学会从实验现象中获取信息，得出结论，并能够运用所学知识解释和解决实际问题。 在学习氢气的燃烧和爆炸等内容时，引导学生运用对比、类比等思维方法，理解纯净氢气和不纯氢气燃烧现象的差异，以及爆炸的原理，培养学生的逻辑思维能力和批判性思维。 科学探究： 让学生亲身体验氢气的实验室制取过程，掌握实验操作技能，培养学生的动手实践能力和实验设计能力，提高学生的科学探究素养。 通过对氢气燃烧产物的探究和氢气还原性的实验，让学生学会提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、收集证据、得出结论等科学探究的一般方法，培养学生的创新意识和探究精神。 科学态度与责任： 在实验过程中，培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度，让学生认识到科学实验需要严格遵守操作规程，确保实验安全和数据准确。 引导学生关注氢能源的开发和利用，了解氢能源在解决能源危机和环境污染方面的重要意义，培养学生的社会责任感和使命感，激发学生对化学学科的兴趣和热爱。 三、教学重难点 教学重点： 氢气的性质：包括氢气的物理性质，如无色无味、密度最小、难溶于水等；化学性质中的可燃性和还原性，如氢气在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，生成水，以及氢气能还原氧化铜等金属氧化物，这些性质是理解氢气用途和后续学习的基础。 氢气的实验室制法：掌握实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气的原理、实验装置、收集方法和操作步骤，让学生学会根据反应物的状态和反应条件选择合适的气体发生装置，根据气体的性质选择收集方法。 氢气的应用：了解氢气在能源、化工、电子等领域的广泛应用，特别是作为清洁能源的优势和前景，使学生认识到氢气在现代社会中的重要性。 教学难点： 氢气的验纯：学生需要理解为什么点燃氢气前必须验纯，以及验纯的方法和原理，同时要掌握验纯时听到不同声音所代表的氢气纯度情况，这对于学生来说比较抽象和难以理解。 氢气的燃烧现象和爆炸原理：学生可能对氢气燃烧时产生的淡蓝色火焰观察不准确，对不纯氢气燃烧可能发生爆炸的原因和条件理解困难，需要通过实验演示和详细讲解帮助学生掌握。 氢能的开发利用：学生对氢能作为未来能源的认识可能较为模糊，需要结合实际案例和科技发展动态，帮助学生了解氢能开发利用的现状、优势、面临的挑战以及发展前景，培养学生对新能源的综合理解和应用能力。 四、教学过程 导入新课 教师活动：同学们，在生活中我们都离不开燃料，比如煤炭、石油、天然气等，但是这些燃料在使用过程中会对环境造成一定的污染。今天呀，老师要给大家介绍一种非常特别的燃料，它燃烧后产物只有水，无污染，而且能量很高，你们知道是什么吗？（展示一些氢能源汽车、氢燃料电池的图片）没错，就是氢气。那么氢气究竟有哪些性质和用途呢？这节课我们就一起来学习。 学生活动：学生们被图片吸引，纷纷猜测并回答问题，表现出对氢气的浓厚兴趣。 氢气的物理性质 教师活动：下面我们先来了解氢气的物理性质。大家看，这是一瓶收集好的氢气（展示氢气的集气瓶），谁能来描述一下氢气的颜色、气味和状态呀？ 学生活动：学生们仔细观察后回答：氢气是无色无味的气体。 教师活动：非常好，那氢气的密度和溶解性又如何呢？我们通过两个小实验来探究一下。（进行实验：用氢气流吹肥皂泡并让肥皂泡向上飘，将装满氢气的试管倒置在水槽中）同学们，你们看到了什么现象呀？ 学生活动：学生们积极回答，有的说肥皂泡向上飘，说明氢气密度比空气小；有的说试管中的氢气没有明显减少，说明氢气难溶于水。 教师活动：总结并板书：氢气是一种无色无味的气体，密度比空气小，是相同条件下密度最小的气体，极难溶于水，在 101.3kPa，-252℃时呈液态，-259℃时变为雪状的固态。 氢气的化学性质 —— 可燃性 教师活动：了解了氢气的物理性质，我们再来看看它的化学性质。氢气具有可燃性，但是在点燃氢气前我们需要先验纯，为什么呢？（演示不纯氢气的爆炸实验）大家看，这就是点燃不纯氢气的后果，会发生爆炸，非常危险。所以我们在点燃氢气前一定要验纯。那如何检验氢气的纯度呢？老师来给大家演示一下。（演示氢气验纯的方法） 学生活动：学生们认真观察实验现象和操作步骤，仔细聆听老师的讲解。 教师活动：好，现在老师已经检验出这瓶氢气是纯净的了，下面我们来点燃纯净的氢气，看看会有什么现象。（点燃纯净的氢气，在火焰上方罩一个干冷的小烧杯）同学们，你们看到了什么呀？ 学生活动：学生们回答：看到氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现。 教师活动：对，这说明氢气燃烧生成了水，同时还放出热量。请大家写出氢气燃烧的化学方程式。（巡视学生写方程式的情况并进行指导） 学生活动：学生们在本子上书写化学方程式： 氢气的化学性质 —— 还原性 教师活动：氢气除了具有可燃性，还具有还原性。下面我们通过一个实验来看看氢气是如何还原氧化铜的。（演示氢气还原氧化铜的实验）大家注意观察实验现象，黑色的氧化铜粉末在加热和通入氢气的条件下会发生什么变化呢？ 学生活动：学生们全神贯注地观察实验，看到黑色的氧化铜逐渐变成红色，试管口有水珠出现。 教师活动：非常好，大家观察得很仔细。黑色的氧化铜变成红色，说明氧化铜被氢气还原成了铜，同时生成了水。这就是氢气的还原性，它能夺取金属氧化物中的氧，使金属氧化物被还原。请大家写出这个反应的化学方程式。 学生活动：学生们在老师的指导下写出化学方程式： 氢气的用途 教师活动：通过刚才的学习，我们知道了氢气具有可燃性和还原性，那么氢气在生活和工业中有哪些用途呢？ 学生活动：学生们积极思考并回答，有的说氢气可以作为燃料，因为它燃烧产物无污染；有的说氢气可以用于冶炼金属等。 教师活动：总结并补充：氢气是理想的高能清洁能源，常用作宇宙火箭、航天飞机、导弹、燃料汽车等的燃料；在化工生产中，氢气还可用于合成氨、盐酸等；在冶金工业中，氢气可用于还原金属氧化物等。 课堂小结 教师活动：好，这节课我们学习了氢气的性质和用途，谁能来总结一下氢气的物理性质和化学性质呀？ 学生活动：有学生举手回答：氢气的物理性质是无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水；化学性质有可燃性和还原性，燃烧生成水，能还原氧化铜等金属氧化物。 教师活动：非常棒，总结得很全面。这节课我们还学习了氢气的验纯方法和氢气的用途，希望大家课后能够认真复习，掌握这些知识。下面我们来做几道练习题，巩固一下本节课所学的内容。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$