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第四节 氢气的性质和用途
一、素质教育目标
1、知识教学点
（1）了解氢气的物理性质、掌握氢气的化学性质。
（2）掌握检验氢气纯度的方法，理解为什么要验纯。
（3）了解氧化剂、还原剂，氧化反应、还原反应等概念。
2、能力训练点
观察能力和实验能力是本节的两项重要的能力训练点，要通过氢气的纯度的检验和氢气还原氧化铜的实验来完成。
3、德育渗透点
通过氢气的燃烧与爆炸和氧化还原反应的教学进行量变引起质变和对立统一规律的辩证唯物主义的教学。
二、学法引导
1、学习氢气物理性质时应与氧气的物理性质相比较。以加深记忆。
2、氢气和氧气的反应有三种表现形式，即：安静燃烧、爆鸣、爆炸。它们的反应原理相同。
3、氢气还原氧化铜是个非常重要的实验，应从实验装置、操作步骤、实验现象及反应的符号表达式四个方面加以掌握。
三、重点、难点
1、重点：氢气的化学性质。
2、难点：氢气的还原性。
四、课时安排
2课时
五、教具学具准备
氢气的发生装置一套，铁架台，干燥的烧杯，硬质试管，酒精灯，或柴，长木条，集气瓶，小试管，带孔的塑料筒，肥皂水，氧化铜。
六、教学过程
[引入新课]
你知道宇宙中含量最多的是什么元素吗？是氢元素；你知道自然界中密度最小的气体是什么？是氢气。本节课我们就讨论氢气的性质和用途等有关知识。
在空气一章中，我们学习了氧气的物理性质和化学性质。那么，氢气的物理性质和化学性质是怎样的？首先，我们学习氢气的物理性质。
[板书]
一、氢气的性质
1、物理性质
[阅读] 课本P53页有关氢气的物理性质。
[小结] 对比回答出氢气和氧气物理性质的共同点和不同点。
[板书]
项目的比较 氢气 H2 氧气 O2
共同点 无色、无味的气体
不同点 难溶于水 不易溶于水
密度最小 比空气密度略大
液态氢无色 液态氧淡蓝色
[讲述] 为了验证氢气的密度，我们来观察下面的实验。
[演示实验3-4] 验证氢气密度的实验。
[观察思考] 由此现象可以得到什么结论？
[解释] 形成的肥皂泡之所以迅速上升，就是因为氢气的密度小的缘故。这也就是氢气可以用向下排空法收集的道理。（点燃肥皂泡会发出爆鸣声，说明氢气和空气混合点燃时会发生爆炸。）
[板书]
2、化学性质
常温下，氢气的性质稳定。
[讲述] 在点燃或加热等条件下能跟许多物质发生化学反应。
[实验] 点燃纯净的氢气
[板书] （1）可燃性
现象：a、纯净的氢气在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰
b、烧杯内壁有水珠，并且发热。
反应表达式：H2 + O2 点燃 H2O
[讲解] 当点燃不纯氢气（混有空气或氧气），会发生什么现象？
[演示观察] 现象：氢气先安静地燃烧，一会儿，“砰”的一声响，爆炸的气浪把纸筒高高掀起。
[讲解] 拿掉小孔上的纸团，似乎能“看见氢气分子十分拥挤地从小孔处逃逸出来，与筒外空气中的氧气相互碰撞的热闹场面”，点燃后“空气中的氧气分子”从筒口下补充，筒内氢气与空气混合并反应，瞬间产生大量的热，气体体积在一个受限制空间内急剧膨胀，顿时发生爆炸声。如果容器为密闭容器或瓶口很小的容器，气体不能排出或来不及排出，就会使容器炸裂造成危险。
[解释] 通过科学实验测定，空气中如果混入的氢气的体积达到总体积的4%-74.2%时，点燃后就会发生爆炸，这个范围就叫氢气的爆炸极限。
事实上，发生爆炸需要同时具备以下条件：
①可燃性的气体、粉尘②与空气或氧气混合③遇明火或高温④在有限空间内。因此，可燃性的气体泄露时一定要杜绝一切火源，防止造成危险。
[强调]我们在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前一定要检验纯度。
[阅读] 课本P55
[演示实验3-7] 氢气验纯的实验
[提问] 为什么有时在第二次检验前首先用手堵一会儿试管才能收集氢气再进行检验纯度？
[参考] 课本第55页小字部分。
[强调] 在用向下排空气法收集氢气时，使试管中可能存在的未熄灭的氢火焰因缺氧而熄灭。
[扩展] 爆炸虽会造成危险，但也可利用爆炸为人类造福，如爆破等。
[总结、扩展]
本节我们主要学习了氢气的物理性质和可燃性。通过学习，同学们应该重点掌握氢气与氧气反应生成水，但是，当条件不同时产生的现象不同。我们还学习了可燃性气体检验纯度的方法。同学们应该掌握并且注意在使用可燃性气体时一定要检验纯度。
第二课时
[复习提问]
1、 氢气的物理性质与氧气比哪些异同？
2、 纯净的氢气在空气中燃烧有哪些现象？反应的表达式是什么？
3、 为什么点燃氢气前一定要检验纯度？如何检验？
[新课讲解]
氢气除了可以与氧气发生反应外，还可以和某些含氧化合物发生反应。这是氢气的另一个重要的化学性质。下面我们就来看一下氢气和氧化铜的反应。
[演示实验3-8] 氢气与氧化铜的反应。
[观察现象]
[提问] 通过实验可以看到什么现象？得到什么产物？
[板书]
一、氢气的性质
2、化学性质
（2）还原性：氢气与氧化铜的反应
现象：a黑色的氧化铜变成红色。
b管口有水滴出现。
反应表达式： H2 + CuO △ Cu +H2O
[提问] ① 为什么在通氢气前检验纯度？
②为什么要向试管中先通一会儿氢气再加热？
③试管口为什么要略向下倾斜？
④实验完毕后，为什么停止加热后还要通一会儿氢气直到试管冷却？
[解释]
因为这个实验的条件是加热，如果产生的氢气不纯，那么，在加热时有可能引起氢气发生器的爆炸，造成危险。同样道理，如果不把试管中的空气排除干净，就有可能使氢气和空气混合在加热条件下发生爆炸。也就是说，先向试管中通一会儿氢气，目的是排除试管中的空气。那么，在加热时，试管中的氢气的浓度大于它的爆炸极限时就不会发生危险。试管口略向下倾斜是为了使反应生成的水不会倒流到试管底部使试管破裂。实验完毕后再通一会儿氢气直至试管冷却，是为了使生成的铜在氢气的环境中冷却，而不与空气中的氧气接触，使灼热的铜与氧气反应再生成氧化铜。
[板书] 实验注意：a、通氢气前检验纯度。
b、先通氢气后加热。
c、试管口略向下倾斜。
d、实验完毕后，先撤灯、后撤氢。
[提问]
这个反应属于哪类反应类型？（置换反应）
[分析] 在氢气还原氧化铜的实验中，我们可看到氧化铜变成了红色的金属铜。这说明：氢气不仅能跟单质氧气起应，还能跟氧化物中的氧起反应。而物质跟氧发生的反应叫氧化反应，因此，我们说氢气发生了氧化反应，被氧化铜中的氧给氧化成了水。氧化铜是氧化剂，具有而氧化铜失去了氧，变成了单质铜，这种含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应。因此，氧化铜发生了还原反应。而氢气是使氧化铜还原成铜的物质，我们说，氢气是还原剂，具有还原性。可理解记忆如下：
[板书] 三、氧化还原反应
H2 + CuO △ Cu + H2O
得氧 失氧
发生 氧化反应 还原反应
结果 被氧化 被还原
体现 还原性 氧化性
属于 还原剂 氧化剂
含氧化合物里的氧被夺去的反应叫还原反应。
规律：得氧的物质被氧化（发生氧化反应）是还原剂，有还原性。
失氧的物质被还原（发生还原反应）是氧化剂，有氧化性。
[讲解]
氧化反应（被氧化） 指化学反应
还原反应（被还原）
氧化性 氧化剂 指反应物（反应物具有的化学性质）
还原性 还原剂
通常情况下，氧化反应和还原反应是同时发生的。
[小结] 化合反应
分解反应
化学反应的基本类型 置换反应
复分解反应（第八章学习）
从得氧失氧的角度划分反应类型 氧化-还原反应
非氧化-还原反应
氢气的两个化学性质（1）可燃性（2）还原性
[讲述] 氢气有哪些用途呢？
[板书]
二、氢气的用途
[阅读课本56页]
[讨论] 针对氢气的用途，并说明它的用途是根据哪些性质？
[总结] 决定
性质 用途
反映
（1）填充氢气球（密度小）
（2）制备金属材料（还原性）
（3）作为高能燃料（可燃性）
（4）工业原料
[总结扩展]
本节学习了氢气的还原性和用途，在这一节的学习中，同学们应重点掌握氢气的还原性，掌握它与氧化铜反应的实质，并且通过观察实验，总结概括结论，体会学习的方法性和实验的规范性应强调深入地研究和探讨。只有这样才能使我们不但学习了知识，同时培养了能力。
[板书设计]
第四节 氢气的性质和用途
一、氢气的性质
1、物理性质
项目的比较 氢气 H2 氧气 O2
共同点 无色、无味的气体
不同点 难溶于水 不易溶于水
密度最小 比空气密度略大
液态氢无色 液态氧淡蓝色
2、化学性质
（1）可燃性
现象：a、纯净的氢气在空气中安静地燃烧，
发出蓝色火焰
b、烧杯内壁有水珠，并且发热。
反应表达式：H2 + O2 点燃 H2O
注意：使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要检验纯度。
第二课时 第四节 氢气的性质和用途
一、氢气的性质
2、化学性质
（2）还原性 氢气与氧化铜的反应
现象：a黑色的氧化铜变成红色。
b管口有水滴出现。
反应表达式：
H2 + CuO △ Cu + H2O
实验注意：a、通氢气前检验纯度。
b、先通氢气后加热。
c、试管口略向下倾斜。
d、实验完毕后，先撤灯、后撤氢。
（3）氧化还原反应
还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。
规律：得氧的物质被氧化（发生氧化反应）是还原剂，有还原性。
失氧的物质被还原（发生还原反应）是氧化剂，有氧化性。
二、氢气的用途
决定
性质 用途
反映
（1）填充氢气球（密度小）
（2）制备金属材料（还原性）
（3）作为高能燃料（可燃性）
（4）工业原料

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