第三节 氢气的实验室制法
[知识目标]
1．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氧气。
2．理解置换反应的概念。 3．了解并认识原子团。 [能力目标]
1．对学生进行分析、推理、抽象思维能力和创新能力的培养。培养他们热爱学习、热爱科学的精神。
2．培养学生对待科学要有严谨求实的科学态度。 [教材分析]
教材内容主要分为两部分，第一部分着重于描述实验室制取氢气的原理和方法。第二部分着重描述置换反应的概念。 [教学重点]
1．氢气的实验室制法。 2．置换反应的概念。 [教学难点]
1．原子团的概念。 2．置换反应的概念。 [教学方法]
实验学习法、问题解决法、讨论法、讲述法 [课时安排]
三课时
第一课时
[教学过程]
【引入】今天给大家带来了一样东西（出示氢气球），你们看看是什么？想不想做一个呢？这需要了解氢气是如何制取的。这是我们今天要学习的内容。
【讲述】简单介绍工业上制氢气的方法。 【板书】
第三节 氢气的实验室制法
一．氢气的制法
1．氢气的工业制法
原料：天然气[主要成分是甲烷(CH4)]
水煤气[主要成分是一氧化碳(CO)和氢气（H2）] 【提问】想一想，我们在学习氧气的实验室制法时，是从哪几方面研究的？
【归纳】（在学生回答的基础上归纳）氢气的实验室制法也是从这几个方面（药品、反应原理、仪器装置、收集方法、注意事项、验满）来学习。
【讲述】在学习水的组成时，我们已经知道水通电生成氢气和氧气，但由于操作不方便，实验室一般不采用这种方法来制取氢气。早在16世纪，人们就发现金属与酸反应会生成一种可燃性气体，在相同的条件下，这种气体最轻，这就是氢气。
【演示】锌与稀硫酸的反应并用燃着的木条验证产生的氢气。 【设问】其它金属能不能与金属反应放出氢气呢？除了稀硫酸外，其它酸如盐酸，能不能与金属反应放出氢气呢？
【讲述】我们不能想当然，对待科学要用实验事实说话，要有严谨的态度。
【演示】铜、铁、锌、镁放入稀硫酸中。 【观察】1、金属和酸的颜色、状态。
2、是否发生化学反应，反应速率如何？
【讨论】实验室制取氢气，选择哪种金属更好呢？为什么？ 【归纳】因为镁反应速率太快，不便于收集，铁反应速率又太
慢，所以实验室制取氢气首选的药品是锌和稀硫酸或者稀盐酸。 【讲述】浓硫酸和稀硫酸的性质差异大，它与金属反应并不生成氢气，关于这点性质以后还会学习。
【设问】锌与稀硫酸反应除生成氢气外，还生成什么呢？ 【演示】用胶头滴管吸取剩余的液体，滴到玻璃片上，用坩埚钳夹住玻璃片缓缓加热至产生白色固体。
【讲述】这就是硫酸锌。硫酸锌晶体无色，粉末状为白色。请同学们试着写出锌与稀硫酸反应的文字表达式。 【板书】
2．氢气的实验室制法 ⑴反应原理
在实验室可以用锌等一些金属与稀硫酸或者稀盐酸反应制取氢气。
锌 + 硫酸
硫酸锌 + 氢气 镁 + 硫酸
硫酸镁 + 氢气 铁 + 硫酸
硫酸亚铁 + 氢气 锌 + 盐酸
氯化锌 + 氢气 镁 + 盐酸
氯化镁+ 氢气 铁 + 盐酸
氯化亚铁 + 氢气
【讲述】硫酸、硫酸锌、硫酸镁、硫酸亚铁、盐酸、氯化锌、氯化镁、氯化亚铁的化学式。 【课堂练习】
1．实验室最适宜制取氢气的药品是 （ ） A.镁和稀硫酸 B.铁和稀盐酸 C.锌和稀硫酸 D.锌和浓硫酸
2．水煤气的主要成分是 （ ） A.O2、H2 B.H2O、H2 C.H2O、CH4 D.CO、H2
3．实验室制取氢气时最好选用 和 ，其原因是 。
第二课时
[教学过程]
【提问】实验室制备氧气是用什么仪器组装发生装置？应注意什么？用它制备氢气行不行？为什么？怎么改进？
【阅读】指导学生观看课本第50页实验室制取氢气的简易装置图（图3—6、图3—7）。
【讨论】1．如果需要制取较多的氢气，可用那些仪器代替试管？
2．怎样在不打开橡皮塞的情况下能及时加酸？又如
何控制氢气只从导管口导出？
【归纳】1．需要制取较多的氢气时，可以用锥形瓶、广口瓶等仪器来代替试管。
2．添加长颈漏斗可以在不打开橡皮塞的情况下能及
时加酸。 【板书】 ⑵实验装置
a．试管、单孔橡皮塞、导管、铁架台
b．试管、双孔橡皮塞、导管、长颈漏斗、铁架台 【提问】实验室制取氢气主要有哪些注意事项？
【归纳】1．长颈漏斗应插入液面以下，防止气体逸出。
2．导管不能插入液面以下或者太长，不利于气体的
排出。
3．不能用酒精灯加热，防止爆炸。
【设问】有什么办法能随时控制氢气的发生或停止吗？
【阅读】指导学生阅读课本第50页的选学内容并观看课本第51页启普发生器的示意图（图3—8）。 【演示】用启普发生器制取氢气。 【讲述】启普发生器的工作原理。
【提问】1．收集方法一般有哪两种？应分别考虑气体的什么性质？
2．已知氢气难溶于水和比空气轻，可用什么方法来
收集？
3．哪一种方法更好？为什么？
4．收集的氢气应如何放置？为什么？如何检验？
【归纳】1．排水集气法、排空气法；分别考虑溶解性和密度。
2．用排水集气法和向下排空气法。 3．排水集气法；较纯。
4．应该倒放，密度比空气小；点燃。
【板书】 ⑶收集方法
a．排水集气法（氢气难溶于水）
b．向下排空气法（氢气密度比空气小）
【演示】用简易装置制取氢气，并分别用排水集气法和向下排空气法收集氢气。 【课堂练习】
1．实验室用制取氢气时肯定用不到的仪器是 （ ） A.集气瓶 B.导管 C.长颈漏斗 D.酒精灯 2．设计并制作一个能起到启普发生器作用的制取氢气的简易装置。
3．写出下列物质的化学式
硫酸________ 硫酸锌________ 硫酸镁________ 盐酸________ 氯化锌________ 氯化镁________ 氯化亚铁________ 硫酸亚铁________
4．由于氢气______溶于水，所以可以用__________法收集；又由于它比空气____，所以也可以用_____排空气法收集。为了防止氢气散逸，充满氢气的容器必须口向____放。
第三课时
[教学过程]
【引入】同学们设计制作了一些能起到启普发生器作用的制取氢气的简易装置，现在让我们看一下其中的部分作品。 【展示】展示几个制作较好的装置或设计方案。 【讲评】对展示的装置或设计方案进行讲评。
【演板】请学生在黑板上写出实验室制氢气的几个文字表达式。
【设问】实验室制氢气的这些反应有哪些共同的特点？ 【讨论】引导学生分析讨论，找出这些反应的共同特点。 【归纳】实验室制氢气的这些反应有下列共同特点： 1．反应物有两种：一种单质，一种化合物。 2．生成物有两种：一种单质，一种化合物。 【引入】具有这些特点的反应是置换反应。 【板书】 二．置换反应 1．置换反应 ⑴定义
由一种单质和一种化合物作用，生成一种新的单质和一种新的化合物的反应叫置换反应。
【讲述】置换反应与化合反应、分解反应一样，都是化学反应的基本类型。 【板书】 ⑵反应类型
化合反应：A + B AB 分解反应：AB A + B 置换反应：A + BC B + AC
【设问】实验室用硫酸制氢气的那些反应中还有什么特点？ 【讨论】引导学生分析讨论，找出这些反应中硫酸根在反应前后没有变化的特点。引出原子团的概念。 【板书】
2．原子团
由几个原子构成的，在化学反应中好象一个原子一样的原子集团叫原子团。
【讲述】介绍几种常见的原子团及其符号。 【板书】
硫酸根 SO4 碳酸根 CO3 硝酸根 NO3 氢氧根 OH 铵根 NH4 氯酸根 ClO3 磷酸根 PO4 高锰酸根 MnO4 硅酸根 SiO3 【课堂练习】
1．发生置换反应时，反应物和生成物中都必须有 （ ） A.单质和化合物 B.盐酸和硫酸 C.金属和盐酸 D.金属和硫酸 2．用化学式表示下列反应，并注明反应类型
⑴电解水： （ ）反应 ⑵白磷燃烧： （ ）反应 ⑶锌放到盐酸中： （ ）反应 ⑷铁放到稀硫酸中： （ ）反应 3．写出下列原子团的符号
硫酸根______ 碳酸根______ 硝酸根______ 氢氧根______ 铵根________ 氯酸根______
[板书设计]
第三节 氢气的实验室制法
一．氢气的制法
1．氢气的工业制法
原料：天然气[主要成分是甲烷(CH4)]
水煤气[主要成分是一氧化碳(CO)和氢气（H2）] 2．氢气的实验室制法 ⑴反应原理
在实验室可以用锌等一些金属与稀硫酸或者稀盐酸反应制取氢气。
锌 + 硫酸
硫酸锌 + 氢气 镁 + 硫酸
硫酸镁 + 氢气 铁 + 硫酸
硫酸亚铁 + 氢气 锌 + 盐酸
氯化锌 + 氢气 镁 + 盐酸
氯化镁+ 氢气 铁 + 盐酸
氯化亚铁 + 氢气 ⑵实验装置
a．试管、单孔橡皮塞、导管、铁架台
b．试管、双孔橡皮塞、导管、长颈漏斗、铁架台 ⑶收集方法
a．排水集气法（氢气难溶于水）
b．向下排空气法（氢气密度比空气小） 二．置换反应 1．置换反应 ⑴定义
由一种单质和一种化合物作用，生成一种新的单质和一种新的化合物的反应叫置换反应。
⑵反应类型
化合反应：A + B AB 分解反应：AB A + B 置换反应：A + BC B + AC
2．原子团
由几个原子构成的，在化学反应中好象一个原子一样的原子集团叫原子团。
硫酸根 SO4 碳酸根 CO3 硝酸根 NO3 氢氧根 OH 铵根 NH4 氯酸根 ClO3 磷酸根 PO4 高锰酸根 MnO4 硅酸根 SiO3
第三节 氢气的实验室制法
[知识目标]
1．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氧气。
2．理解置换反应的概念。 3．了解并认识原子团。 [能力目标]
1．对学生进行分析、推理、抽象思维能力和创新能力的培养。培养他们热爱学习、热爱科学的精神。
2．培养学生对待科学要有严谨求实的科学态度。 [教材分析]
教材内容主要分为两部分，第一部分着重于描述实验室制取氢气的原理和方法。第二部分着重描述置换反应的概念。 [教学重点]
1．氢气的实验室制法。 2．置换反应的概念。 [教学难点]
1．原子团的概念。 2．置换反应的概念。 [教学方法]
实验学习法、问题解决法、讨论法、讲述法 [课时安排]
三课时
第一课时
[教学过程]
【引入】今天给大家带来了一样东西（出示氢气球），你们看看是什么？想不想做一个呢？这需要了解氢气是如何制取的。这是我们今天要学习的内容。
【讲述】简单介绍工业上制氢气的方法。 【板书】
第三节 氢气的实验室制法
一．氢气的制法
1．氢气的工业制法
原料：天然气[主要成分是甲烷(CH4)]
水煤气[主要成分是一氧化碳(CO)和氢气（H2）] 【提问】想一想，我们在学习氧气的实验室制法时，是从哪几方面研究的？
【归纳】（在学生回答的基础上归纳）氢气的实验室制法也是从这几个方面（药品、反应原理、仪器装置、收集方法、注意事项、验满）来学习。
【讲述】在学习水的组成时，我们已经知道水通电生成氢气和氧气，但由于操作不方便，实验室一般不采用这种方法来制取氢气。早在16世纪，人们就发现金属与酸反应会生成一种可燃性气体，在相同的条件下，这种气体最轻，这就是氢气。
【演示】锌与稀硫酸的反应并用燃着的木条验证产生的氢气。 【设问】其它金属能不能与金属反应放出氢气呢？除了稀硫酸外，其它酸如盐酸，能不能与金属反应放出氢气呢？
【讲述】我们不能想当然，对待科学要用实验事实说话，要有严谨的态度。
【演示】铜、铁、锌、镁放入稀硫酸中。 【观察】1、金属和酸的颜色、状态。
2、是否发生化学反应，反应速率如何？
【讨论】实验室制取氢气，选择哪种金属更好呢？为什么？ 【归纳】因为镁反应速率太快，不便于收集，铁反应速率又太
慢，所以实验室制取氢气首选的药品是锌和稀硫酸或者稀盐酸。 【讲述】浓硫酸和稀硫酸的性质差异大，它与金属反应并不生成氢气，关于这点性质以后还会学习。
【设问】锌与稀硫酸反应除生成氢气外，还生成什么呢？ 【演示】用胶头滴管吸取剩余的液体，滴到玻璃片上，用坩埚钳夹住玻璃片缓缓加热至产生白色固体。
【讲述】这就是硫酸锌。硫酸锌晶体无色，粉末状为白色。请同学们试着写出锌与稀硫酸反应的文字表达式。 【板书】
2．氢气的实验室制法 ⑴反应原理
在实验室可以用锌等一些金属与稀硫酸或者稀盐酸反应制取氢气。
锌 + 硫酸
硫酸锌 + 氢气 镁 + 硫酸
硫酸镁 + 氢气 铁 + 硫酸
硫酸亚铁 + 氢气 锌 + 盐酸
氯化锌 + 氢气 镁 + 盐酸
氯化镁+ 氢气 铁 + 盐酸
氯化亚铁 + 氢气
【讲述】硫酸、硫酸锌、硫酸镁、硫酸亚铁、盐酸、氯化锌、氯化镁、氯化亚铁的化学式。 【课堂练习】
1．实验室最适宜制取氢气的药品是 （ ） A.镁和稀硫酸 B.铁和稀盐酸 C.锌和稀硫酸 D.锌和浓硫酸
2．水煤气的主要成分是 （ ） A.O2、H2 B.H2O、H2 C.H2O、CH4 D.CO、H2
3．实验室制取氢气时最好选用 和 ，其原因是 。
第二课时
[教学过程]
【提问】实验室制备氧气是用什么仪器组装发生装置？应注意什么？用它制备氢气行不行？为什么？怎么改进？
【阅读】指导学生观看课本第50页实验室制取氢气的简易装置图（图3—6、图3—7）。
【讨论】1．如果需要制取较多的氢气，可用那些仪器代替试管？
2．怎样在不打开橡皮塞的情况下能及时加酸？又如
何控制氢气只从导管口导出？
【归纳】1．需要制取较多的氢气时，可以用锥形瓶、广口瓶等仪器来代替试管。
2．添加长颈漏斗可以在不打开橡皮塞的情况下能及
时加酸。 【板书】 ⑵实验装置
a．试管、单孔橡皮塞、导管、铁架台
b．试管、双孔橡皮塞、导管、长颈漏斗、铁架台 【提问】实验室制取氢气主要有哪些注意事项？
【归纳】1．长颈漏斗应插入液面以下，防止气体逸出。
2．导管不能插入液面以下或者太长，不利于气体的
排出。
3．不能用酒精灯加热，防止爆炸。
【设问】有什么办法能随时控制氢气的发生或停止吗？
【阅读】指导学生阅读课本第50页的选学内容并观看课本第51页启普发生器的示意图（图3—8）。 【演示】用启普发生器制取氢气。 【讲述】启普发生器的工作原理。
【提问】1．收集方法一般有哪两种？应分别考虑气体的什么性质？
2．已知氢气难溶于水和比空气轻，可用什么方法来
收集？
3．哪一种方法更好？为什么？
4．收集的氢气应如何放置？为什么？如何检验？
【归纳】1．排水集气法、排空气法；分别考虑溶解性和密度。
2．用排水集气法和向下排空气法。 3．排水集气法；较纯。
4．应该倒放，密度比空气小；点燃。
【板书】 ⑶收集方法
a．排水集气法（氢气难溶于水）
b．向下排空气法（氢气密度比空气小）
【演示】用简易装置制取氢气，并分别用排水集气法和向下排空气法收集氢气。 【课堂练习】
1．实验室用制取氢气时肯定用不到的仪器是 （ ） A.集气瓶 B.导管 C.长颈漏斗 D.酒精灯 2．设计并制作一个能起到启普发生器作用的制取氢气的简易装置。
3．写出下列物质的化学式
硫酸________ 硫酸锌________ 硫酸镁________ 盐酸________ 氯化锌________ 氯化镁________ 氯化亚铁________ 硫酸亚铁________
4．由于氢气______溶于水，所以可以用__________法收集；又由于它比空气____，所以也可以用_____排空气法收集。为了防止氢气散逸，充满氢气的容器必须口向____放。
第三课时
[教学过程]
【引入】同学们设计制作了一些能起到启普发生器作用的制取氢气的简易装置，现在让我们看一下其中的部分作品。 【展示】展示几个制作较好的装置或设计方案。 【讲评】对展示的装置或设计方案进行讲评。
【演板】请学生在黑板上写出实验室制氢气的几个文字表达式。
【设问】实验室制氢气的这些反应有哪些共同的特点？ 【讨论】引导学生分析讨论，找出这些反应的共同特点。 【归纳】实验室制氢气的这些反应有下列共同特点： 1．反应物有两种：一种单质，一种化合物。 2．生成物有两种：一种单质，一种化合物。 【引入】具有这些特点的反应是置换反应。 【板书】 二．置换反应 1．置换反应 ⑴定义
由一种单质和一种化合物作用，生成一种新的单质和一种新的化合物的反应叫置换反应。
【讲述】置换反应与化合反应、分解反应一样，都是化学反应的基本类型。 【板书】 ⑵反应类型
化合反应：A + B AB 分解反应：AB A + B 置换反应：A + BC B + AC
【设问】实验室用硫酸制氢气的那些反应中还有什么特点？ 【讨论】引导学生分析讨论，找出这些反应中硫酸根在反应前后没有变化的特点。引出原子团的概念。 【板书】
2．原子团
由几个原子构成的，在化学反应中好象一个原子一样的原子集团叫原子团。
【讲述】介绍几种常见的原子团及其符号。 【板书】
硫酸根 SO4 碳酸根 CO3 硝酸根 NO3 氢氧根 OH 铵根 NH4 氯酸根 ClO3 磷酸根 PO4 高锰酸根 MnO4 硅酸根 SiO3 【课堂练习】
1．发生置换反应时，反应物和生成物中都必须有 （ ） A.单质和化合物 B.盐酸和硫酸 C.金属和盐酸 D.金属和硫酸 2．用化学式表示下列反应，并注明反应类型
⑴电解水： （ ）反应 ⑵白磷燃烧： （ ）反应 ⑶锌放到盐酸中： （ ）反应 ⑷铁放到稀硫酸中： （ ）反应 3．写出下列原子团的符号
硫酸根______ 碳酸根______ 硝酸根______ 氢氧根______ 铵根________ 氯酸根______
[板书设计]
第三节 氢气的实验室制法
一．氢气的制法
1．氢气的工业制法
原料：天然气[主要成分是甲烷(CH4)]
水煤气[主要成分是一氧化碳(CO)和氢气（H2）] 2．氢气的实验室制法 ⑴反应原理
在实验室可以用锌等一些金属与稀硫酸或者稀盐酸反应制取氢气。
锌 + 硫酸
硫酸锌 + 氢气 镁 + 硫酸
硫酸镁 + 氢气 铁 + 硫酸
硫酸亚铁 + 氢气 锌 + 盐酸
氯化锌 + 氢气 镁 + 盐酸
氯化镁+ 氢气 铁 + 盐酸
氯化亚铁 + 氢气 ⑵实验装置
a．试管、单孔橡皮塞、导管、铁架台
b．试管、双孔橡皮塞、导管、长颈漏斗、铁架台 ⑶收集方法
a．排水集气法（氢气难溶于水）
b．向下排空气法（氢气密度比空气小） 二．置换反应 1．置换反应 ⑴定义
由一种单质和一种化合物作用，生成一种新的单质和一种新的化合物的反应叫置换反应。
⑵反应类型
化合反应：A + B AB 分解反应：AB A + B 置换反应：A + BC B + AC
2．原子团
由几个原子构成的，在化学反应中好象一个原子一样的原子集团叫原子团。
硫酸根 SO4 碳酸根 CO3 硝酸根 NO3 氢氧根 OH 铵根 NH4 氯酸根 ClO3 磷酸根 PO4 高锰酸根 MnO4 硅酸根 SiO3