教案金属氢气的实验室制法.docx

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教案金属氢气的实验室制法

精锐教育学科教师辅导讲义

学员编号：

年级：

初三课时数：

3

学员姓名：

辅导科目：

化学学科教师：

王本华

授课

类型

T（同步知识主题）

C（专题方法主题）

T（学法与能力主题）

授课日期时段

教学内容

一、同步知识梳理

知识点1：

1、金属的分类

（1）根据密度4.5g/cm3分

大于4.5g/cm3为重金属，小于4.5g/cm3为轻金属

（2）

黑色金属：

铁、锰、铬及它们的合金

有色金属：

除黑色金属以外的所有金属

2、金属的共性（物理性质）

（1）铜可以用来做电线，说明金属具有良好的导电性，用铁锅炒菜，说明金属具备优良的导热性

（2）金属表面都具有金属光泽

（3）金属可以被拉成细丝或槌击成薄片，说明金属具有良好的延、展性

3、合金

知识点2：

金属的冶炼

一氧化碳炼铁的原理

实验室中一氧化碳与氧化铁反应的装置：

a.实验中产生的现象主要有哪三点：

b.实验开始时应先，再；

结束时应先，再。

c.右边酒精灯的作用为。

知识点3：

金属与酸的反应

【复习】写出镁带、铁丝、铜粉分别与氧气反应的化学方程式

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_______________________________________________

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【思考】金属除了与氧气反应外，还能与什么物质反应呢？

一、某些金属与酸的反应【视频】

将镁、锌、铁、铜放入稀盐酸、稀硫酸中，观察现象

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2、点燃反应生成的气体，观察现象

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实验现象小结：

Mg

Zn

Fe

Cu

稀盐酸

反应剧烈

反应适中

反应缓慢

不反应

稀硫酸

反应剧烈

反应适中

反应缓慢

不反应

金属与酸的反应

金属

稀盐酸

稀硫酸

Mg

Mg+2HCl→MgCl2+H2↑

Mg+H2SO4→MgSO4+H2↑

Zn

Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑

Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑

Fe

Fe+2HCl→FeCl2+H2↑

Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑

Al

2Al+6HCl→2AlCl3+3H2↑

2Al+3H2SO4→Al2（SO4）3+3H2↑

Cu

Cu+HCl→×

______________________________

【思考】金属与酸的反应类型是什么？

置换反应：

一种单质跟一种化合物发生反应，生成另一种单质和另一种化合物

单质+化合物→单质+化合物

几种金属的活动性比较

通过上述实验，能否判断出Fe、Zn、Mg、Cu的活动性顺序？

活动性：

Mg>Zn>Fe>（H）>Cu

注：

比较金属活动性的方法之一：

将金属放入同浓度同体积的稀盐酸或稀硫酸中

知识点4：

三、氢气的实验室制法

【实验】为了探究影响金属和酸反应程度（剧烈程度）的因素，进行了以下实验：

实验序号

实验过程

实验现象

1

镁粉和铁粉分别和5％盐酸反应

镁粉产生气体快

2

铁粉和铁片分别和10％盐酸反应

铁粉产生气体快

3

铁片分别和5％盐酸和10％盐酸反应

10％盐酸产生气体快

由此得出影响金属和酸反应剧烈程度的因素有：

1）对于相同的浓度同一种酸而言，金属种类决定了反应速率；

2）对于相同浓度的同一种酸、同种金属而言，反应物的颗粒大小决定了反应速率；

3）对于相同金属、不同浓度的同一种酸而言，酸的浓度决定了反应速率。

【思考】许多金属都可以和酸反应生成氢气，选择什么金属与酸反应制取氢气比较合适呢？

Mg

Zn

Fe

Cu

稀盐酸

反应剧烈

反应适中

反应缓慢

不反应

稀硫酸

反应剧烈

反应适中

反应缓慢

不反应

（1）选择反应装置时应考虑哪些因素？

1、反应物状态

2、反应条件

制氢气选取的发生装置有B、C、D，最适合实验室制氢气的发生装置为D

选择收集装置时应考虑哪些因素？

气体密度

水中的溶解性

收集氢气可以选取的装置为B、C

（3）如何证明收集到的气体是氢气？

点燃，产生淡蓝色火焰，用干燥的烧杯罩在集气瓶上，烧杯内壁有水珠，说明是氢气

（4）能否用下面两套装置收集氢气？

A装置：

能，b管进，a管出，B装置：

能，b管进，a管出

（5）H2实验室制法

原理

Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑

装置

固液不加热（启普发生器）

与实验室制CO2装置相似

收集

向下排气法、排水法

检验

点燃

二、同步题型分析

题型1：

置换反应的理解

例1：

下列关于置换反应的说法错误的是（）

A、锌能够把硫酸中的氢气置换出来

B、置换反应生成物中只有两种物质

C、置换反应中生成物中一定有化合物

D、置换反应中反应物中一定有单质

答案：

A解析：

是把硫酸中的氢元素置换出来

例2：

下列反应中，属于置换反应的是（）

A．2Cu+O2

2CuOB．Fe+CuSO4

FeSO4+Cu

C．CuO+CO

Cu+CO2D．NaCl+AgNO3

NaNO3+AgCl↓

【解析】置换反应是由单质和化合物反应生成单质和化合物的反应，C中虽然反应生成单质和化合，但反应物是化合物和化合物。

【正解】B

题型2：

金属与酸的量与产生氢气的量的关系题目

例1：

室温下，等物质的量的镁和锌分别与足量同浓度的稀盐酸反应，产生氢气的质量（m）与反应时间（t）的关系图正确的是（）

答案：

C解析：

等物质的量的镁和锌最终产生的氢气的质量是相同的，镁与稀盐酸的反应速率大于锌，所以相同时间内镁产生氢气的质量大，即斜率大。

例2：

下列金属放在足量同浓度、同质量的稀硫酸中，反应速度最快的是（）

A、铜片B、镁片

C、锌片D、铁片

答案：

B

例3：

足量的铁、锌分别和质量相同、浓度相同的硫酸反应，产生氢气的质量是（）

A、一样多B、铁最多

C、锌最多D、无法判断

答案：

A

例4：

相同物质的量的Fe、Zn跟足量盐酸反应，产生H2最多的是（）

A、一样多B、Zn

C、FeD、无法判断

答案：

A

题型3：

金属与酸的反应计算题

例1：

往5.6克混有少量铜粉的铁粉中加入足量硫酸，产生的H2的物质的量是（）

A、等于0.1molB、小于0.1mol

C、大于0.1molD、无法确定

答案：

B解析：

如果5.6g全部为铁粉，则产生氢气的物质的量为0.1mol，因为铁粉中混有铜粉，且铜粉不与稀硫酸反应，所以氢气的物质的量小于0.1mol。

例2：

现有镁、铝两种金属分别跟稀盐酸充分反应，生成相同质量的氢气。

则可能的情况有（　　）

A．足量的稀盐酸与等质量的镁、铝发生反应

B．足量的稀盐酸与质量比为4：

3的镁、铝发生反应

C．足量的稀盐酸与质量比为8：

9的镁、铝发生反应

D．等质量、等溶质质量分数的稀盐酸与过量的镁、铝发生反应

答案：

BD解析：

质量比为4:

3的镁铝产生氢气的物质的量均为六分之一，故可以。

等质量等溶质质量分数的稀盐酸中氢元素的质量是相等的，镁铝过量，所以氢气的质量相等。

题型4：

氢气的性质

例1：

现在请你在实验中探究氢气的有关性质，并回答下列问题：

（1）要证实“氢气的密度比空气小”，这属于氢气的物理性质。

请设计一个简单的实验方案，简述该方案的操作方法和有关现象分别用氢气和空气填充气球，填充氢气的气球放手后会飞起来，而空气填充的气球会落地。

（2）在点燃氢气以前，必须先检验氢气的纯度，以防发生爆炸。

纯净的氢气在空气中安静的燃烧，产生

淡蓝色火焰，化学方程式为

。

如果要检验氢气的燃烧产物，应采取的操作方法是通入无水硫酸铜粉末

（3）“氢气还原氧化铜”的反应原理H2+CuO

Cu+H2O，现象黑色固题变红色固体，试管内壁有液滴，

该实验的主要步骤有：

A、向装有氧化铜的试管中通入氢气

B、停止通入氢气

C、给试管中的氧化铜加热

D、检查氢气的纯度

E、停止加热

其中正确的操作顺序为D、A、C、E、B

（4）通过以上实验，请总结H2的化学性质和相应的用途可燃性，可做燃料、还原性，可冶炼金属。

例2：

氢气是一种绿色能源，以它为燃料的电池正逐渐被应用到人们生活中，有许多方法可以得到氢气，请写出一种方法（用化学方程式表示）Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑,并指出该反应基本反应类型置换反应。

三、课堂达标检测

检测题1：

1、回答下列有关金属性质的问题。

（1）铁和铝都可以用来制作炊具，这是利用了铁和铝的__________性。

（2）用金属钨做白炽灯的灯丝，这是利用了钨的__________的性质。

（3）铝能制成薄的铝箔，这是利用了铝的_______性。

“真金不怕火炼”，这句广为流传的俗语，能充分体现金具有的性质是（）

硬度较小B、密度较大C、导电性好D、化学性质稳定

某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。

“防盗玻璃”能报警，是利用了金属的（）

A、延性、展性B、导电性C、弹性D、导热性

4、下列金属中属于黑色金属的是（）

A．铁B．金C．银D．铜

5、下列金属中不属于货币金属的是（）

A．铁B．金C．银D．铜

6、铝在人体中积累可使人慢性中毒，世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。

铝在下列使用场合中，必须加以控制的是（）

A．制电缆线B．制防锈油漆C．制造炊具D．炼铝厂制造铝锭

7、在电子工业中，制印刷电路时，常用氯化铁溶液作为铜的“腐蚀液”，该过程发生的反应为：

2FeCl3＋Cu→2FeCl2＋CuCl2。

该反应利用了铜的什么性质（）

A．氧化性B．还原性C．导电性D．导热性

8、下列物质中，不属于合金的是（）

A．硬铝B．黄铜C．钢铁D．水银

9、下列叙述中属于描述铁的化学性质的是（）

A、铁在高温下加热到1535℃时变成铁水B、铁是热和电的良导体

C、铁质软并有良好的延展性D、铁在潮湿的空气中易生锈

答案：

1.导热、熔点高、延展2、D3、B4、A5、A、6、C7、B8、D9、D

检测题2：

1、将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述中正确的是（）

①铁钉表面产生气泡②液体由无色逐渐变为浅绿色③铁钉的质量减轻④液体的质量减轻

②③B.①②④C.①②③D.①②③④

2、风靡美国多年的苹果醋（ACV）浓缩饮料，其主要物质之一是苹果酸（C4H6O5）。

下列说法中正确的是（）

A、苹果酸可用铝制容器盛放

B、苹果酸中碳、氢、氧三种元素质量比为4:

6:

5

C、苹果酸饮料的pH＞7

D、苹果酸属于有机物

3、根据高炉炼铁时高炉内的化学变化过程：

回答下列问题：