实验三 安全性实验及其教学研究

实验三安全性实验及其教学研究——氢气的制取与性质实验一、氢气的制取1.相关知识：置换反应，氢气的物理性质与化学性质，气体的收集方法。2.实验用品：（请画实验装置图，并标明各药品和仪器名称）3.实验步骤（用简洁明了的方法比如流程图表示）：4.实验改进：⑴在反应前加入少许硫酸铜的晶体或溶液可加快反应速率。请问为什么？与金属锌、稀硫酸溶液构成原电池，金属锌的腐蚀速率加快，即与硫酸反应的速率加快，生成氢气的速率加快。⑵你还有其他的改进方法吗？选取粗锌，即纯度较低且含有杂质的金属锌进行实验。金属锌和其中含有的杂质以及稀硫酸溶液构成原电池，可加快反应速率。或者升高反应温度，如在热水浴中进行试验。5.实验安全提示：⑴稀硫酸如何配制（包括用量、浓度、温度的控制）？取一定量的浓硫酸，按1：3的比例稀释。稀释时，应该将浓硫酸慢慢倒入水中，不能将水导入浓硫酸中，边加边用玻璃杯搅拌，在冷水浴中将其冷却至室温。日期2014年4月2日第六周周三，上午；姓名学号成绩启普发生器检漏装入锌粒、从球形漏斗加入稀硫酸至锌粒被浸没开启导气管的活塞，收集氢气⑵如何防止反应过程中锌粒掉入球形漏斗底部？1、选用较大颗粒的锌粒2、加入锌粒时注意添加的位置⑶该反应是吸热还是放热反应？如何防止反应体系温度过高？该反应是放热反应。为防止体系温度过高，可用湿抹布包裹在容器周围，吸收反应产生的热量，降低体系温度。6.实验教学内容探幽：⑴检查实验装置的气密性有哪些方法？关闭导气管上的活塞，从球形漏斗口处加入水，当水浸没球形漏斗下端后，继续加入水，球形漏斗内外会出现液面差，观察液面，在一段时间内不发生变化，表明气密性良好⑵生活中的哪些用品或废弃物品可以用来制取氢气？废旧电池的外壳，其主要成分是锌，可用于制取氢气。废旧的铁制品，其主要成分是铁，亦可用于只去氢气。⑶请设计一个可以控制反应速率的制备氢气的简易装置，画出装置图：二、氢气的物理性质——氢气流吹肥皂泡（选做）1.操作要求：在导管口蘸洗涤液，控制氢气流速，当气泡足够大时，轻抖手腕，用火柴或松香点燃气泡。2.实验探究：寻找制取又大又轻氢气泡的最佳方法。三、氢气与氧气的反应㈠氢气的验纯和燃烧1.培养技能：启普发生器的使用技能；用试管收集氢气并验纯的方法；学习通过演示实验进行元素化合物知识的教学技能（引导学生观察现象、思考并得出结论）2.相关知识：爆炸及燃烧的概念；氢气与氧气的反应3.实验步骤：⑴验纯操作及实验现象（结合图形）：用排水法收集一试管的氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下或水平靠近酒精灯火焰，移开拇指后若听到一声尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，若听到很小的噗的一声表示收集到的氢气是比较纯净的。⑵点燃：在尖嘴导气管口点燃，观察火焰颜色；再罩上一干净而且冷却的烧杯，观察现象。现象：氢气在空气中安静燃烧，火焰呈淡蓝色，烧杯内壁有水珠生成。4.实验安全提示：当氢气不纯时需重新验纯，但如果用排空气法收集氢气，则在再次收集前必须先用手指堵住试管口一段时间。其原因是验纯时有可能为燃烧尽的氢气在试管中继续燃烧，为防止试管内还有火苗而造成再次收集时发生氢氧混合气体剧烈反应，需要用手指堵住试管一段时间或将试管放入水中浸没一下，已熄灭试管中的火苗。㈡氢氧爆鸣实验1.相关知识：爆炸极限的范围4.1%—74.2%。2.实验装置图（注意对教材中插图的修正）：3.实验安全提示：（实验本身并无危险，操作时要胆大心细、沉着稳定。）实验步骤：在试验台上预先准备一个底部有一小孔的纸杯，将其倒扣在台上，把氢气通入纸杯中，2分钟后停止通氢气，用燃烧的小木条靠近纸杯底部的小孔，将氢气点燃。4.实验改进：例如，用矿泉水瓶做也可做此实验（剪掉瓶的下半部，用铁架台固定，把氢气从下部通入，一段时间后，打开瓶盖，在瓶口处点燃，可以听见爆破声）。四、氢气还原氧化铜1.实验目的：认识氢气的还原性；掌握置换反应的概念教学。2.实验原理：氢气与金属氧化物反应：MmOn+H2=mM+nH2O3.相关知识：氢气的制备与干燥；氧化—还原反应；氢气的验纯；爆炸极限4.实验技能：⑴普发生器的安装、检漏及使用；固体药品的取用及加热；氢气的验纯；实验仪器的安装；⑵此实验的操作程序与演示技能；并学会如何通过此实验进行适时的提问、启发、观察、思考等教与学的双边活动进行启发式教学的技能。5.实验步骤：（略）6.实验安全提示：⑴试管向下倾斜，原因：防止生成的水倒流于热的试管底部而使试管破裂。⑵通入氢气前要先验纯，并且导管口要插入至试管底部，然后先通入氢气后加热，反应后先撤灯再停止通氢气。（口诀：氢气早出晚归）7.实验装置图：8.实验探究：怎样又快又好地完成氢气还原氧化铜演示实验？1、加入的氧化铜的量要控制好，不宜加入太多。氧化铜粉末要尽量薄的平铺在试管中。2、导气管要深入到试管底部，以排尽试管中的空气，同时使氢气与氧化铜充分接触，便于氢气尽快还原氧化铜。3、通入的氢气纯度要高，避免危险发生。所以，通入前要验纯。4、严格按照实验操作进行，通氢—加热—撤灯—停氢（氢气早出晚归）五、学习本次实验的体会本次实验中，熟悉了实验室制取氢气的方法，了解了启普发生器的构造、工作原理，学会了使用方法，并且使用启普发生器进行了氢气的制取实验。对启普发生器的使用方法、原理构造、注意事项等等都有了更加深入的了解和直观的感受。同时，对于制备氢气的一些安全注意事项、实验原理、实验改进等都有了较为深入的理解。在氢气的性质实验中，氢气验纯、氢氧爆鸣两个实验看似有一定的危险，但是只要实验时注意操作规范，小心谨慎，这两个实验并不危险。由此可得，在实验过程中，要严格按照实验步骤、实验要求进行规范的操作，就能有效避免实验时出现危险，同时确保试验成功。在今后的实验教学中，必须教导学生遵守实验的基本守则，按照实验要求进行操作。在氢气还原氧化铜的实验中，要确保看到光亮的铜，首先要确保反应温度在250℃以上，因此酒精灯要对准试管底部集中加热。其次，氧化铜的用量要合适，不宜太多。最后，通入的氢气必须纯正且连续不断。