Водород
методическая разработка по химии (8 класс)

Урок по теме: Водород, его физические свойства. Получение водорода

Цель: Познакомить  учащихся   с   историей   открытия   водорода, со способами получения, с правилами техники безопасности,  с индивидуальными физическими свойствами,  областью распространения вещества, отшлифовывать навыки   проведения лабораторного эксперимента у учащихся, способствовать развитию интереса к предмету, используя метод сравнения и развивающего обучения, уверенности в своих знаниях и умениях.

Ход урока

I. Актуализация знаний

II. Проверка знаний

1. Какие реакции характерны для кислорода?
2. Что такое окисление?
3. Какие реакции называются реакциями горения?
4. Чем является кислород в химических реакциях?
5. Что такое оксиды?
6. Среди формул веществ найдите формулы оксидов, ответ мотивируйте.

СаО, СН4, SiО2, О2, Н2О, КОН, СО2, ZnО,  NH3, AI2O3, Fe(OH)2, Na2O

Дайте названия оксидам, формулы которых приведены.

7. Какие процессы в природе способствуют увеличению содержания кислорода в атмосфере?
8. Какие процессы способствуют уменьшению содержания кислорода в природе?

III. Изучение новой темы

Сегодня вы познакомитесь с водородом, как простым веществом, его свойствами и способами получения.

1. Водород  как химический элемент

В: Что вы можете сказать о водороде, как о химическом элементе?

• Химический знак – Н
• Относительная атомная масса = 1 (самый легкий элемент)
• Валентность в соединениях = I

2. Водород в природе

Массовая доля элемента водорода в земной коре составляет 17%, но во Вселенной он самый распространённый – 92%. Водород составляет основную массу звёзд и межзвёздного пространства. В условиях звёздных температур (6000 оС) и межзвёздного пространства, пронизанного космическим излучением, он находится в виде отдельных атомов. Водород входит в состав таких веществ, как вода – Н2О, природный газ метан – СН4, кислоты, основания, органических веществ – белков, жиров, углеводов.

3. Водород как простое вещество.

А. Элемент водород образует простое вещество водород.

• Молекула водорода состоит из двух атомов. Химическая формула – Н2.
• Относительная атомная масса – 18.

Б. Физические свойства водорода:

• При обычных условиях водород – газ, без цвета, без вкуса, без запаха.
• ρ = 0,09 г/л
• tкип = – 253 оС (водород переходит в жидкое состояние)
• ρ при t  – 253 оС = 0,07 г/см3
• t пл = – 259 оС (образуется твёрдый водород)
• растворимость водорода в воде очень мала. В 100 объёмах воды растворяется 2 объёма водорода.
• Водород самый лёгкий газ – 1 литр водорода весит 0,09 г (1 литр воздуха весит 1,3 г). Мыльные пузыри, наполненные водородом, быстро взлетают вверх.

Первые воздушные шары также наполняли водородом. В настоящее время для этих целей используют другой газ. Почему вы узнаете, когда изучите свойства водорода.

4. Открытие  водорода

С тех пор, как стали известны кислоты, химики при проведении эксперимента замечали, что при действии кислот на металлы выделяется газ. При поднесении пламени этот газ иногда загорался и горел голубым пламенем, а иногда взрывался с оглушительным треском. Этот газ средневековые ученые назвали «горючий воздух».  

В: Как вы думаете, почему?

Первым собрал «горючий воздух» английский учёный Генри Кавендиш в 1766 году. Он же доказал, что это не воздух, а совершенно другое вещество. Кавендиш описал свойства водорода: «если он чист, то горит спокойно голубым пламенем, а если в смеси с воздухом, то взрывается». При горении «горючий воздух» давал воду.

В 1784 году французский химик Антуан Лоран Лавуазье, изучая свойства водорода, дал ему название. «Водород» – «рождающий воду» (при горении водорода образуется вода).

5. Получение водорода

Водород широко применяют в промышленности и в химических лабораториях, поэтому разработаны различные способы его получения.

А. Получение водорода в лаборатории:

1. Разложение воды электрическим током:

2Н2О → 2Н2↑ + О2↑

- этот способ дорогостоящий.

2. Взаимодействие кислот с металлами:

2НСl + Zn = ZnСl2 + Н2↑  

Этот способ используется для получения водорода в малых количествах. Получают водород в аппарате Киппа или его аналоге – аппарате Кирюшкина.

3. Взаимодействие активных металлов с водой:

2Na +  2Н2О = 2NaOH + Н2↑  

Б. Получение водорода в промышленности:

В промышленности водород получают при взаимодействии метана с водой:

СН4 + Н2О = СО2↑ + 3Н2↑

Полученную смесь газов разделяют растворением в воде (в 100 объёмах воды растворяется 88 объёмов СО2)

Лабораторный опыт

«Получение водорода и обнаружение его в сосуде»

2НСl + Zn = ZnСl2 + Н2↑  

Собирать водород в сосуд можно двумя способами:

1. Способ вытеснения воздуха (т.к. водород – газ легче воздуха, сосуд, в который  его собирают, держат дном вверх).
2. Способ вытеснения воды, основанный на малой растворимости водорода в воде.

Обнаружить водород можно следующим образом: К сосуду с водородом поднести горящую лучинку – она потухнет. Если водород чистый, без примеси воздуха слышен легкий хлопок. Если водород содержит примесь воздуха – слышен свистящий звук. Поэтому при работе с водородом его предварительно проверяют на чистоту.

IV. Закрепление

1. Из предложенных положений неверно лишь то, что водород:

а) имеет приятный запах;

б) немного тяжелее воздуха;

в) самый распространенный химический элемент во Вселенной;

г) валентность водорода  два;

д) самый легкий газ;

2. В каких состояниях может находиться водород, при каких условиях?

3. Почему на звёздах и в космическом пространстве водород существует в виде атомов?

4. В двух сосуда находятся водород и кислород. Как установить где что находится?

5. Какой объём водорода получится при взаимодействии 15 граммов цинка с соляной кислотой?

6. Заполнить таблицу