化学与能源教案1_九年级化学教案

    教学目标:
    认知目标:
    1.了解常见的能源,认识节约能源和开发新能源的重要性;
    2.知道电池中的能量转化,了解常见的电池及其性质、使用和回收;
    3.了解氢能源的优缺点,及其发展前景
    4.掌握氢气的实验室制法,并提高探究学习的能力
    能力目标:
    1.能够了解社会的发展与能源利用的关系;
    2.能够熟悉并理解实验室制取氢气的原理;
    情感目标:
    引导注意联系周围事物,培养自己的观察、对比和实验探究能力
    教学重点和难点:
    1.能源的含义;2.化学燃料及对环境的影响;3.化学能转化为电能;4.氢气的制取和氢能源
    探究实验:
    化学能转化为电能的实验
    知识整理:
    一.预备知识:化学燃料及其对环境的影响
    1.化石燃料:主要是指埋藏在地下不能再生的燃料资源,主要包括了煤、石油、天然气等。
    2.化学燃料带来的环境问题:
    (1)煤、石油、天然气的燃烧产物都会有二氧化碳,是温室气体,造成全球气候变暖;
    (2)化石燃料中,特别是煤和石油,含有硫、氮等杂质,燃烧产物中含有so2、nox等酸性物质,造成酸雨等大气污染物;
    (3)燃烧产生的热量,对周围的环境造成热污染
    (4)利用煤的燃烧进行火力发电中,能量的转化:
    化学能→热能→机械能→电能
    由于转化方式复杂、步骤繁多,造成能量有很大的损失。
    二.化学能转化为电能
    1.化学电源:是一种将化学能直接转化为电能的装置,常见的电池是化学电源。
    2.化学电源的优点:既可以减少大气污染,又可以提高能量的转化效率。
    3.实验:化学能转化为电能的实验
    实验仪器:烧杯、铜片、锌片、导线若干、电流表、硫酸铜溶液
    实验步骤:用砂纸擦去铜片、锌片表面的氧化膜,用导线将铜片与正极相连,锌片与负极相连,然后铜片、锌片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。
    实验现象 电流计的指针发生偏转,锌片表面变色,长时间后溶液颜色变浅
    化学方程式 zn + cuso4 == cu + znso4
    电流计偏转原因 烧杯中发生了化学变化,在这种条件下化学变化可以发生电流,将化学能转化为电能。
    能量转化的形式 化学能直接转化为电能
    使用化学电源的优点 提高能量的转化效率,减少大气污染
    注意:燃料电池等。
    3.废旧电池丢弃对环境的影响
    废旧电池的危害主要集中在重金属上,如汞、铅、镉。这些物质泄露出来进入水或土壤,就会通过各种途径进入了人体的食物链,最终带来危害。因此务必要正确使用电池,并妥善回收。
    三.氢能源
    1.氢能源的优点:
    (1)原料不受限制(来源广);(2)燃烧时放出热量多(热值高);(3)生成物不会污染环境。
    故称为"绿色能源"。
    2.氢能源的缺点:
    (1)制备氢气的能耗问题(成本高);(2)氢气的储存和运输等问题(安全问题)
    3.氢能源的发展前景:要利用太阳能来分解水制取氢气,制备高效、廉价的储氢材料。
    4.实验室制取氢气
    (1)实验原理:通过活泼金属与稀硫酸反应制取氢气通常是用金属锌与稀硫酸反应,金属镁反应速度过快,不利于收集,金属铁反应过慢
    若用稀盐酸与锌反应生成氢气,会使制得的氢气中含有氯化氢气体。
    (2)反应方程式:zn+h2so4==znso4+h2↑
    (3)反应装置:
    注意点:
    a. 长颈漏斗的下端需伸入垫片以下,形成液封,以及有利于固液可以分离。
    b. 由于氢气难溶于水,密度比空气小,故能用排水法或向下排空气法收集。
    c. 优点:可以控制反应的开始与结束,节省药品;可以随时向仪器中添加液体试剂
    d. 相似的氢气发生装置图(固液制气,不需加热)
    (4)实验步骤
    a.按照实验要求,安装好实验仪器;
    b.检查仪器装置的气密性:关闭止水夹,向分液漏斗中加入足量的水,若漏斗中的液面能存在一段水柱,并不持续下降,则说明原装置气密性良好;
    c.装药品:先将锌粒放在垫片上,打开止水夹后,向长颈漏斗中注入稀盐酸,发生反应放出氢气;
    d.验纯气体:因为氢气是可燃性气体,进行性质实验之前务必进行验纯
    用排水法收集一试管氢气,用拇指堵住,试管口朝下,移近火焰,再移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声,则表示氢气不纯,需要重新收集并验纯;如果只听到很微弱的噗噗的声音,则说明氢气已经纯净。
    e.收集气体:利用排水法或向下排空气法收集。
    f.结束实验:关闭止水夹,产生的氢气无法从导气管中逸出,试管中的气压增大,就会将稀硫酸由分液漏斗下端管口压回分液漏斗中,从而使稀硫酸与锌粒分离,反应停止。
    5.氢气的性质与应用
    (1)可燃性:在空气被点燃后,发出淡蓝色火焰,放出大量的热
    2h2 + o2 点燃=== 2h2o (主要用于气体高能燃料)
    (2)还原性:在加热条件下,能与氧化铜等反应,使之变红。
    h2 + cuo △ === cu + 2h2o(主要用于冶炼金属)