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2018年春沪科版化学九年级下册4.1能源的综合利用 教案1(化学沪科版九年级下册)

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化学与社会发展 第一节 化学与能源 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*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: 引导学生注意联系周围事物,培养自己的观察、对比和实验探究能力 教学重点和难点: 1.化学能源的含义;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 化学方程式 电流计偏转原因 能量转化的形式 使用化学电源的优点 注意:燃料电池等。 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 Zn + CuSO4 == Cu + ZnSO4 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。 化学能直接转化为电能 提高能量的转化效率,减少大气污染 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,*鹧妫僖瓶粗傅慊稹H 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)



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