《实验室制取氢气的发生装置的改进》教学设计

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【教学设计思路】
初中化学教学中实验室制取氢气的发生装置存在许多不足之处:氢气的发生装置虽然操作简单,药品用量少,但是此装置不能使反应随时发生和随时停止,也不能及时添加药品。针对以上的不足:老师实验装置进行了改进,改进后的装置的共同优点:药品能够做到100%的反应,减少了药品的浪费;装置操作简单。改进后的装置给老师的教学带来了很大的便利,同时在一定程度上激发了学生的学习兴趣,使实验教学收到了一定的成效。但是多数老师只是一味的将实验进行改进,而学生只是机械性地操作实验步骤,验证实验现象,没有主动地参与到其中,学生的能力也没有得到相应地提高。新一轮课程改革要求化学实验不仅要能够创设生动活泼的教学情景激发学生学习化学的兴趣,而且还要能够培养学生动手操作能力和增强学生的创新精神。鉴于此,笔者在前人研究的基础上将氢气的性质实验又做了改进即老师与学生共同探究设计出最佳的氢气发生装置。通过师生共同探讨改进实验,不仅让学生主动地参与到教学中来体现其在课堂上的主体地位,而且还使学生各方面的能力得到了相应地提高。
【学情分析】
这节课的内容位于九年级上册第五章燃料。在第三章第二节中,学生已经学习了氧气的实验室制法,初步了解了实验室制取气体的发生装置的选用原则,对本节课的知识就能更容易理解和接受。 本节是学习制取气体方法、步骤的延续和深化,从研究方法看,通过探究方式,总结出不同制取氢气的装置,氢气的实验室制取是初中化学制取气体的重点之一,起到承上启下的作用。通过安排大量图表、观察活动、探究活动等,增强学生对知识的探究和感受,培养学生的实践能力,开拓知识视野的同时也增强了学生的环保意识。
1.知识与技能:
2.过程与方法:结合反应原理,对实验室制取氢气的发生装置进行探究,遵守实验规程,让学生意识到安全操作的重要性,知道化学变化伴随有能量变化。
3.情感、态度与价值观:认识实验中装置的原理,培养学生节能环保意识。通过对演示实验的观察提高对化学的兴趣,初步养成严谨求实的科学态度。
【重点与难点】
重点:通过反应原理确定反应装置。
难点:对不同装置优缺点的分析。
【教学方法】
实验引导,观察分析,结合多媒体教学直观形象化,学生为主体
【教学过程】
1.实验改进的探讨
(1)启发诱导学生,师生共同讨论探究设置如下表所示的四个问题引导学生交流研讨
老师启发诱导 |
师生共同研讨 |
1.传统实验方法能否控制反应的发生与停止?其关键因素是什么?
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不能随时控制反应的发生与停止的;其关键因素是稀硫酸与锌粒不能随时接触随时分离 |
2.传统实验方法能否随时添加药品? |
不能。要添加药品时必须卸载装置即拔下单孔橡皮塞再加。 |
3传统实验方法是否浪费实验药品和实验时间? |
浪费。因为当实验结束时,没有反应完的药品只有倒掉,没有办法留到下一个班上实验课的时候再使用;添加药品必须卸载装置因而浪费时间。 |
4传统实验方法是否安全? |
不安全。不安全的第一个原因是传统实验方法不能随时控制反应的停止,当危险发生的时候不能以最快的方法切断氢气的来源; 另一个原因是添加药品要卸载装置,增加了装置的气密性检查的次数和氢气验纯的次数,同时也增加了实验危险的机率。 |
(2)师生共同设计装置,并展示评价
【老师讲述】:现在我们带着(1)中的四个问题,开始系统地探究这个实验。 【学生分组讨论】:(设计出如图所示的实验方案) 【老师引导学生】:(探讨评价以上实验方案) 【学生发言】: 学生1组:图A方案,锌粒是装在燃烧匙里面的,烧瓶里装的是稀硫酸,通过提升燃烧匙或向下推燃烧匙来使锌粒与稀硫酸分离与接触,从而控制反应的停止与发生。但是此装置操作起来麻烦,不能保证良好的气密性,也不能随时添加药品,有一定的危险性,同时燃烧匙还要与稀硫酸发生反应腐蚀实验用具。 学生2组:图B方案,这两套装置能够保证良好的气密性,添加药品方便,可以通过控制液体的流速来控制反应的速率,但是不能更换酸液不够方便。 学生3组:图C方案,此装置能够保证良好的气密性,添加药品方便,但是不能控制反应的发生与停止。 学生4组:图D方案,可以通过止水夹阻止氢气流出试管,实质没有控制反应的停止,而且该装置用起来危险大,因为当关闭止水夹的时候,由于氢气还在大量的产生,这时候封闭的试管里压强不断的增大,从而会导致试管的炸裂,此装置也不能随时添加药品。 学生5组:图E方案,只适用于较大的,随着反应的进行,锌粒逐渐减小,就会掉入下层的容器中,会与下层的酸液反应产生氢气,造成下层的容器中气压增大,气体会从漏斗中冒出,液滴会溅出,造成危险;组装很繁琐;更换酸液很困难。 |
2.分析总结,设计出最佳实验方案
【老师讲述】:通过以上的探讨,我们可以设计出最佳实验方案如下 【老师讲述】:实验原理见黑板上,下面我们最主要来讨论设计出的实验方案的实验步骤和装置的优点。 【老师讲解】:改进后的实验装置的实验步骤是这样的:
1.按照黑板上如图1所示安装好装置。 2.检查装置的气密性。 3.先装锌粒,再从长颈漏斗装稀硫酸。
4.不用氢气时关闭止水夹,使稀硫酸和锌粒分开,控制反应速率。 【老师引导学生】(总结此装置的优点)此装置可以通过止水夹来控制反应的发生与停止,当不需要氢气时可关闭止水夹,这时候由于产生了大量气体,封闭的试管里压强增大,从而将稀硫酸压到漏斗中装起来,这时候稀硫酸液面与锌粒分离,反应停止,当再次需要氢气的时候又可以将止水夹打开,通过长颈漏斗可以随时添加药品。此装置的气密性良好,整个装置操作简单安全,携带方便,利用此装置可以上好几个班的课,从而节约了药品。 【老师提问】大家可以再思考一下,利用身边物品组装出一套与图1具有一样的特点的氢气的发生装置吗? 【学生反应】(思考,学生分组讨论) 【学生展示并描述】如图2所示,烧杯中的矿泉水瓶子底部打些小孔,此装置可以通过止水夹来控制反应的发生与停止,当不需要氢气时可关闭止水夹,这时候由于产生了大量气体,塑料瓶中压强增大,从而将稀硫酸压出塑料瓶,进入到烧杯,这时候稀硫酸液面与锌粒分离,反应停止,当再次需要氢气的时候又可以将止水夹打开,酸液从瓶底再次进入塑料瓶中。此装置的气密性良好,整个装置操作简单安全,携带方便,利用此装置可以上好几个班的课,从而节约了药品,更换酸液较其它所有装置都是最简便易行的。 |
【教学反思】
对于化学实验的改进,大多数老师都是停留在老师的层面上的,很少有学生的参与,这样就很难调动学生的学习兴趣。通过此次的师生共同改进的教学活动的进行,让学生们亲身感受到了成功的喜悦,感受到了课堂知识在实际动手时的运用,感受到了化学实验中乐趣,同时通过对药量的控制和添加也增强了学生的环保意识,最大限度的激发了学生的学习兴趣和自主学习的动力。