初中化学章节教案 第六章 常用的金属和盐.doc

第六章说明本章从学科知识的角度看：通过本章常用的金属和盐的性质及相互关系学习和探究，我们可以把第五章已学的酸、碱知识的知识进行完善，并与金属、盐的性质串连接网形成知识的网络体系。从学科特点的角度看：通过金属和盐为载体，感受和体验化学是一门与人类衣食住行息息相关的学科，进一步展现化学的魅力，体现出化学正在改变人们的生活方式，促进社会的进步和发展。从学科思想的角度看：通过本章学习能使学生体验许多化学思想，如量变与质变、一般与特殊、结构与性质等相互关系。从对学生学习能力的角度看：通过学生自主设计、探究实验的过程，进一步构建新的学习方法，培养学生自学、实验、记录、处理信息、反思、评价等能力。本章的最终目标是知识传承、过程能力与方法、知识与技能的和谐发展。 6.1 奇光异彩的金属（共3课时）第1课时 应用广泛的金属材料一、 设计思想根据课程标准要求，关于金属材料的学习，在认知领域的教学属于知道和了解水平，且学生已有关于金属的不少生活常识，学习难度不大。金属材料是与我们的生活密切联系的教学内容，本课题通过课前布置作业的交流展示，使学生了解人类发现金属、认识金属、使用金属的历史。然后围绕学生熟悉的生活用品开展学习，通过阅读课文了解常见金属分类、性能和用途，通过学生分组讨论、归纳总结得出金属的一些共同的物理性质和各自的特性与用途的关系，让学生体会到化学就在我们的生活中，增强学生发现生活、感受生活的意识，从而实现“教学生活化”的教学理念。但在教学中，对于过程与方法，情感态度与价值观可考虑加强一些。使学生在学习过程中去深刻感知金属的物理性质的巨大使用价值。从方法和情感层面获得加强和熏陶，不失为一种教学创新。这样做对知识学习而言，可以变枯燥为生动；对过程与方法而言，可以获得调查研究、交流展示、归纳分析、联想与运用等训练。因此，本课题的教学，以指导学生探究学习、发展学生认知能力为出发点及归宿而设计。二、教学目标1.知识与技能（1）了解金属的分类和共性。（2）知道物质的用途在很大程度上取决于物质的性质，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。（3）认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。2.过程与方法通过讨论探究物质的性质与用途的关系，初步学会综合分析问题的能力。3.情感态度与价值观通过讨论探究活动体验成功的喜悦，逐步养成在学习过程中敢于质疑敢于探究的良好品质。三、重点和难点教学重点：金属的性质与用途的关系。教学难点：综合分析问题能力的培养。四、教学用品媒体：电脑多媒体、投影仪五、教学流程1.流程图2. 流程说明1 情景引入：小组交流展示通过上网、进图书馆等渠道查找资料了解人类发现金属、认识金属、使用金属的历史。2 图片展示：各种金属制品。3 学生自主学习课文（P26-28）。4 师生互动：讨论交流金属的分类方法及共性。5 归纳总结：金属的性质与用途的关系。6 小结金属的分类和共性。7 学生练习，检测所学知识。8 联想与运用，根据信息推测某金属的用途。9 知识拓展：（1）金属之最（2）地壳中主要金属元素（3）影响金属价格的因素（4）合金的定义及性质10 学生小结本节课的收获。11 课外延伸：通过上网、进图书馆等渠道查找资料，了解一些新型金属，写一篇科普小论文与同学交流。六、教学案例1.教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图新课导入【展示交流】课前布置的作业：按学习小组通过上网、进图书馆等渠道查找资料了解人类发现金属、认识金属、使用金属的历史。学生小组代表相互交流：了解人类发现金属、认识金属、使用金属的历史。设置情景，让学生从生活走进化学，感受化学与生活的联系。金属的分类和共性【图片展示】课文P26/6.1-1（各种金属的制件）【提问】这些金属为何有这些用途呢?学生观察增加学生的信息量，让学生了解金属材料在高新科技、国防、现代生活中的广泛用途。【指导阅读】指导学生阅读课文，了解金属的分类和共性。阅读课文(P26-28)培养学生自主学习能力和归纳能力。【提问】金属有多种分类方法，最常见的分类方法有哪些？【板书】一、金属分类和共性1. 金属分类学生回答：按密度分为重金属（密度大于4.5g/cm3）和轻金属（密度小于4.5g/cm3）。习惯上又分为黑色金属（铁铬锰及它们的合金）和有色金属（除黑色金属以外所有金属）通过学生交流讨论、比较、共同归纳出“性质决定用途，用途反映性质”的化学思想。使学生学会将生活现象与学科学习有机结合的科学方法、并敢于表达自己的观点，从而培养学生的自信心。【提问】金属又有哪些共同的性质？【板书】2. 金属共性学生讨论归纳：金属能导电、导热和良好的延展性。出示一些金属物理性质的数据。课文P28表（一些金属的性质）。【讨论交流】1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？4.为什么现在高压电线用铝丝而不用铜丝了？学生分组讨论，然后代表陈述讨论交流结果，其他同学作补充。【师生归纳】金属的性质与用途间的关系金属的性质决定了金属的用途【提问】结合你在生活中看到的其他现象回答：物质的性质是否是决定物质用途的唯一因素？引导学生讨论得出以下结论：物质的性质决定物质的用途，但这不是唯一的决定因素，在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源存量、是否美观，使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。培养学生理论联系实际的求实态度。【思考与练习】课文P28/15反馈交流练习检测学生对知识的掌握情况。联想应用【应用】科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下： 熔 点： 2500 密 度： 3 g/cm3 强 度： 与钢相似 导电性： 良 好 导热性： 良 好 抗腐蚀性： 优 异 这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途。 对学生的大胆设想给予鼓励。小组讨论，发表各自的见解。体现知识的应用性，联系社会，联系生活。增强学生用化学知识服务生活的意识。拓展视野【拓展】1.金属之最（课文P29）2.地壳中主要金属元素（课文P25）3.影响金属价格的因素（课文P29）4.合金的定义及性质（补充）阅读课本资料，学生抢答。增强化学课堂的趣味性，知识性。拓展学生视野学生小结【小结】通过本课题的学习，你有哪些收获？学生就自己认为感触最深的内容发表见解。进一步明确学习目的，强化学习方法。课外延伸【课后作业】通过上网、进图书馆等渠道查找资料，了解一些新型金属，写一篇科普小论文与同学交流。以学生发展为本，激发学生求知欲，体现化学学习的可持续性。2. 主要板书6.1.1应用广泛的金属材料一、金属的分类和共性1金属的分类 重金属（密度4.5g/cm3） 根据密度金 轻金属（密度锌铁铜。在讨论、交流中，吸取别人有益的意见，让不同的意识在碰撞中相互同化。【设问】在镁、锌、铁、铜几种金属中，哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应？哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应？说明了什么？思考、讨论并得出结论。结论：由于镁、锌、铁能与盐酸、稀硫酸反应生成氢气，说明镁、锌、铁比氢活泼，而铜与盐酸、稀硫酸不反应，说明铜的活泼性比氢弱，即活泼性为镁锌铁氢铜。为后面学习金属活动顺序时，为什么会出现氢元素打下基础。【过渡】以上我们通过金属与酸的反应来证明不同金属活动性的相对强弱呢，同样我们也可以通过金属与盐溶液的反应来证明不同金属的活泼性强弱。如某金属能与金属盐溶液反应生成新的金属，即可说明反应物的金属比生成物的金属活泼。请同学们根据实验桌上除刚才的实验药品外还有几种盐溶液，可以参考刚才的金属与酸反应的探究活动，提出自己的假设，设计实验方案，然后进行实验来探究。 猜想、假设、设计实验方案。激发学生兴趣，培养学生严谨、认真的科学思维能力和态度，增强学生实验设计能力。【探究活动2】金属与盐溶液的反应【巡视、指导实验】学生分组实验探究：锌、铁、铜分别与硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液反应。仔细观察实验现象，记录并通过比较得出结论。培养学生实验操作能力、观察能力和同学间的协作精神。【设问】通过实验，结合上一个探究的结果，你能得出铁、铜、银这几种金属的活动性顺序吗？【引导学生讨论、交流和展示探究结果】分析：铁能与硫酸铜溶液反应生成铜，说明金属活泼性铁铜；铁又能与硝酸银溶液反应生成银，说明金属活泼性铁银；铜能与硝酸银溶液反应生成银，说明金属活泼性铜银。得出结论：铁、铜、银的金属活动性由强到弱依次为：铁铜银。通过学生间对话、师生间对话，使知识在对话中形成，在交流中拓展。【讲解】经过了许多类似上述实验的探究过程，人们进行了认真的去伪存真、由表及里的分析，归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序：【板书】金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au金属活动性：由强到弱【设问】为什么会出现氢元素？金属元素的位置与它的活动性有什么关系？位于前面的金属能否把位于后面的金属从其化合物的溶液里置换出来？观察、记忆。思考、交流、讨论，总结出金属活动顺序的应用规律。加强学生记忆。1.在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；2.在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；3. 在金属活动性顺序里，位于前面的金属能与位于后面金属的盐溶液反应生成新的金属。引导学生由实验得出结论。从而使学生的思维从现象到本质产生飞跃。培养学生思维的深度和广度，增强学生分析、归纳、总结知识的能力及从现象到本质的分析能力置换反应【过渡】下面，是我们本节课探究时所发生的一些化学反应：【投影】Mg+2HCl MgCl2+ H2Zn+H2SO4 ZnSO4+ H2Fe+ CuSO4 FeSO4 + CuCu2AgNO3Cu(NO3)22Ag【讨论】请大家从反应物和生成物的物质类别如单质、化合物的角度分析，这些反应有什么特点？它与我们学习过的化合反应和分解反应的特点是否相同？【评价】化学上，我们把具有这一特点的反应叫做置换反应。特点：A + BC B + AC【投影】完善金属活动顺序的应用规律。1在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；2在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；3在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。思考、交流、讨论，总结：这些反应的特点是: 由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物。其特点不同于化合反应和分解反应。培养学生分析问题能力和实事求是的科学态度。使学生在交流中互相启发，相互激励，发展和完善自我。课堂检测【投影】课堂练习：下列物质能否发生反应？写出能发生反应的化学方程式并判断它们是否为置换反应。(1)银与稀盐酸(2)锌与硫酸铜溶液(3)铜与硫酸锌溶液(4)铝与硝酸银溶液思考、完成课堂练习。获得学生反馈信息，检测本节课所学知识。小结指导学生自主归纳总结本课题。 学生自主总结本节课的主要内容。评价自己在本节课的启示和收获。培养学生对知识的归纳、总结能力。课后思考题【投影】1波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂，它是由硫酸铜、石灰加水配制而成，为什么不能用铁制容器来配制波尔多液？2不法商贩常常用铝制的假银元坑害消费者，小明在市场上买了一枚银元，请你用化学方法帮他鉴别这枚银元的真假。体现知识的应用性，联系生产，联系生活。增强学生用化学知识服务生活的意识。2. 主要板书6.1.2金属和酸、盐的反应一、金属与酸反应金属活动性由强到弱的顺序：镁锌铁铜二、金属与盐溶液反应金属活动性由强到弱的顺序：锌铁铜银三、金属活动顺序钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 （氢） 铜 汞 银 铂 金金属活动性由强到弱金属活动顺序应用规律：P33四、置换反应1定义：P302特点：A + BC B + AC3. 相关链接 湿法炼铜我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换，从而发明了湿法炼铜。它成为湿法冶金术的先驱，在世界化学史上占有光辉的一页。湿法炼铜的原理是：CuSO4+FeCu+FeSO4在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，晋葛洪抱朴子内篇黄白中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。南北朝时更进一步认识到不仅硫酸铜，其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。南北朝的陶弘景说：“鸡屎矾投苦洒（醋）中涂铁，皆作铜色”，即不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜不溶于水，但可溶于醋，用醋溶解后也可与铁起置换反应。显然认识的范围扩大了。到唐末五代间，湿法炼铜的原理应用到生产中去，至宋代更有发展，成为大量生产铜的重要方法之一。湿法炼铜也称胆铜法，其生产过程主要包括两个方面。一是浸铜，就是把铁放在胆矾（CuSO45H2O）溶液（俗称胆水）中，使胆矾中的铜离子被金属置换成单质铜沉积下来；二是收集，即将置换出的铜粉收集起来，再加以熔炼、铸造。各地所用的方法虽有不同，但总结起来主要有三种方法：第一种方法是在胆水产地就近随地形高低挖掘沟槽，用茅席铺底，把生铁击碎，排放在沟槽里，将胆水引入沟槽浸泡，利用铜盐溶液和铁盐溶液颜色差异，浸泡至颜色改变后，再把浸泡过的水放去，茅席取出，沉积在茅席上的铜就可以收集起来，再引入新的胆水。只要铁未被反应完，可周而复始地进行生产。第二种方法是在胆水产地设胆水槽，把铁锻打成薄片排置槽中，用胆水浸没铁片，至铁片表面有一层红色铜粉覆盖，把铁片取出，刮取铁片上的铜粉。第二种方法比第一种方法麻烦是将铁片锻打成薄片。但铁锻打成薄片，同样质量的铁表面积增大，增加铁和胆水的接触机会，能缩短置换时间，提高铜的产率。第三种方法是煎熬法，把胆水引入用铁所做的容器里煎熬。这里盛胆水的工具既是容器又是反应物之一。煎熬一定时间，能在铁容器中得到铜。此法长处在于加热和煎熬过程中，胆水由稀变浓，可加速铁和铜离子的置换反应，但需要燃料和专人操作，工多而利少。所以宋代胆铜生产多采用前两种方法。宋代对胆铜法中浸铜时间的控制，也有比较明确的了解，知道胆水越浓，浸铜时间可越短；胆水稀，浸铜的时间要长一些。可以说在宋代已经发展从浸铜方式、取铜方法、到浸铜时间的控制等一套比较完善的工艺。湿法炼铜的优点是设备简单、操作容易，不必使用鼓风、熔炼设备，在常温下就可提取铜，节省燃料，只要有胆水的地方，都可应用这种方法生产铜。在欧洲，湿法炼铜出现比较晚。15世纪50年代，人们把铁片浸入硫酸铜溶液，偶尔看出铜出现在铁表面，还感到十分惊讶，更谈不上应用这个原理来炼铜了。 七、教学反思在对这次课堂教学的设计和实施过程中，我认为新课程标准下的初中化学课堂教学目标，已经不仅仅是传授必要的基本知识和技能，更重要的是要通过有效的教学手段，培养学生的科学素养，促进其提高。通过问题、假设、验证、结论，使学生在获得知识的过程中，逐步懂得研究科学的一般过程，知道观察和实验是获得知识的基本方法。在学习中，学生都能各抒己见，发表自己的观点，养成求异思维的习惯。在设计实验方案中，鼓励学生积极思考，对实验方案进行比较，让学生敢于和善于提出自己的新见解和新方法；在获得知识的过程中，培养学生实事求是的科学态度，以及富有独立思考和创新精神的思维方式。在动手实验中，引导学生开动脑筋，促进学生思维，以加速对问题的深入理解。真正培养学生的科学的研究方法和科学的思维方法。因此，教师在观念上必须真正转变，找准自己在教学过程中的角色；在教学设计上，要切实以“学生发展”为本，利用一切条件创设情景，让学生主动参与到学习过程中，通过师生互动、生生互动，不断建构和丰富自己的知识。最终达到教师的专业水平和学生的学习方法共同发展的双赢效果。教学建议：本课题内容较多，系统性强，建议可以结合第一课时，用两节课（连堂课）完成，以保证学生有较充分的时间进行实验探究、思考和交流，同时要加强练习，使学生充分消化本课题知识。6.1 奇光异彩的金属（共3课时）第3课时 氢气的性质、制取、用途一、 设计思想本节课通过氢气学习再一次让学生理解物质的性质与制取之间的相互联系和物质的性质与用途之间的相互关系，也让学生感悟化学是一门与生活、工农业生产、科技紧密相连的学科。本课学习的主要内容是氢气的物理性质、化学性质、用途及实验室制法。教师在设计教学时可以以学生学过的氧气和二氧化碳的知识为突破口，主要采取讨论的形式，通过演示和补充实验，组织学生分析、讨论、比较异同中归纳和总结出气体实验室制法的一般方法，提高学生分析和解决实际问题的能力。并在氢气可燃性、还原性的性质实验中渗透“两纲”教育。 二、教学目标1.知识与技能（1）知道氢气的物理性质和用途。（2）理解氢气化学性质（可燃性和还原性）。（3）联系实验室制取氧气与二氧化碳的方法，学会实验室制取气体的一般方法。2.过程与方法通过比较实验室制取O2、CO2的原理、装置，找出异同点，获得对比的方法以及物质性质决定制法等思想方法。3.情感态度与价值观通过氢气可燃性、还原性的实验，养成严谨的科学态度。三、重点和难点教学重点：氢气的化学性质、氢气实验室制取的原理和装置。教学难点：氢气的还原性实验操作。四、教学用品 仪器：启普发生器、氢气简易装置、大试管、带铁夹的铁架台、酒精灯。药品：稀硫酸、锌粒、氧化铜。五、教学流程1.流程图 2. 流程说明1 投影展示“节日里小孩放氢气球”场景的图片。引出课题氢气。2 学生归纳并交流：教科书P30上的氢气物理性质。3 录像：氢气的可燃性实验（纯和不纯）。氢气的可燃性实验在第四章的4.4已学习过，在这里可采用录象或多媒体动画实验的形式进行回顾再现，起到复习的作用。4 小结交流氢气具有可燃性，是可燃性气体，点燃之前要检验纯度，如果不纯会发生爆炸。5 演示：氢气还原氧化铜实验操作。6 讨论交流现象、装置、操作的注意点及比较碳、氢气与一氧化碳还原实验装置的异同点。7 总结归纳氢气的化学性质。8 讨论氢气的用途，得出“性质决定用途”的化学思想。9 复习比较实验室制取氧气和二氧化碳的原理、装置等有关知识，得出实验室制取气体的一般方法。10 讨论实验室制取氢气的装置选择与理由。11 学生动手搭建制氢装置。 12 教师演示实验室制取氢气的实验操作，指出注意事项。13 小结。六、教学案例1.教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图新课导入【课题引入】展示“节日里小孩放氢 气球”场景的图片。【设问】体现氢气什么物理性质？ 学生回忆：美好童年。学生回答：密度比空气小。以学生的亲身体验为背景引入学习主题，激发学习兴趣。物理性质【过渡提问】氢气还有哪些物理性质？学生自主归纳：教科书P30（物理性质）。小组交流：物理性质培养学生自主学习、归纳、表达等能力。化学性质【提问】在以前的学习中，我们已经知道氢气有哪些化学性质？ 【录象】氢气的可燃性实验（纯和不纯）【提问】为何要检纯？如何操作？（1）可燃性点燃之前须检纯引发学生思考。学生归纳：氢气有可燃性，是可燃性气体，点燃之前要检验纯度，如果不纯会发生爆炸。录象再现，帮助学生回忆、复习、梳理、归纳氢气的可燃性。【过渡】氢气除了有可燃性还有其他化学性质吗？【演示】氢气还原氧化铜观察要求：（1）实验现象（2）实验操作顺序，为什么？（3）装置的特点？（4）反应方程式？体现了氢气的什么性质？【思考】我们是否发现氢气的化学性质与以前学过的碳和一氧化碳相似，请同学们比较碳、氢气与一氧化碳还原CuO装置的异同点。观察、思考、讨论：现象：黑色氧化铜变成红色铜，试管口有液滴操作顺序：1.先通氢气后加热防止气体不纯发生爆炸2.先停止加热继续通氢气到冷却为止防止生成的铜被氧化。（可以进行形象的比喻：“早出晚归的氢气”）装置特点：1.试管口略向下倾斜防止生成的水珠倒流使试管破裂。2氢气的导气管要伸入试管底部有利于赶尽试管中的空气。反应方程式：H2CuO 加热H2OCu还原性学生完成表格（见相关连接）并讨论、交流，得出结论。培养学生的实验观察、语言表达等思维能力。通过比较碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验的装置异同点， 培养学生在实验中关注生命、注重安全，防止污染。用途【提问】根据氢气的性质可以推出氢气有何用途？【板书】 作探空气球、作燃料、冶炼金属【小结】 性质决定用途学生回答：作探空气球、作燃料、冶炼金属理解“性质决定用途”化学思维实验室制法【过渡】氢气有这么多的用途，那实验室又是如何制取的呢？【投影复习】实验室制取氧气和二氧化碳比较表（表格式）学生讨论、交流，完成表格。复习O2、CO2的制法，及时归纳、总结实验室制取气体的一般方法。指导进行学生归纳、总结的方法，为学习氢气的实验室制法作准备。【提问】实验室利用稀硫酸或稀盐酸与锌粒在常温下反应来制取氢气，请同学们根据这些信息，来选择氢气的发生装置和收集装置并动手搭建。【演示】氢气的制取、收集、检验和检纯。学生互动、交流，动手搭建制氢装置。观察、记录现象、写出有关化学方程式。在小组互动中学会新知识，也能感悟性质与用途相互关系，更能激发学生积极性。小结【开放性小结】本节课的收获？学生自主总结本节课的主要内容。评价自己在本节课的启示和收获。培养学生对知识的归纳、总结能力。2. 主要板书第六章 常见的金属与盐6.1.3氢 气 一、氢气1物理性质2化学性质（1）可燃性点燃之前须检纯 （2）还原性作还原剂 H2+CuO 加热H2O+Cu操作顺序：先通氢气后加热赶尽试管中的空气，防止加热时引起爆炸。先停止加热后继续通氢气直到冷却为止防止生成铜被氧化。“早出晚归”的氢气装置的注意点：试管口略向下倾斜防止生成的水珠倒流使试管破裂。氢气的导气管要伸入试管底部有利于赶尽试管中的空气。3用途（1）比空气轻作探空气球 （2）具有可燃性作燃料 （3）具有还原性冶炼金属4实验室制法（1）反应原理：Zn+H2SO4 (稀)ZnSO4+ H2或Zn+2HClZnCl2 +H2（2）发生装置：固液不加热（3）收集方法：排水法或向下排空气法（4）检验和检纯3. 相关链接 采用新技术可生产大量廉价的氢气大量的公共运输系统正在趋于使用氢动力发动机，作为汽油的替代品，但是现在绝大多数氢气由不可再生的化石燃料如天然气来生产。据悉，美国研究人员开发了从可再生有机材料生产氢气的方法，该法可提高清洁燃烧燃料的丰富来源。该技术可从易于取得的和可再生生物质如纤维素或葡萄糖廉价而有效地生产氢气，并且可应用于驱动汽车、生产化肥和处理饮用水。美国宾夕法尼亚州立大学的工程师们采用的方法是将产生电子的细菌与微生物燃料电池中产生的少量电荷相组合而生产氢气。微生物燃料电池的工作是通过细菌的作用，细菌能通过电子而达到阳极。电子从阳极通过导线可流向阴极而产生电流。在该过程中，细菌消耗生物质材料中的有机物质。电力的外在波动有助于在阴极产生氢气。在过去，这种称之为电制氢的过程效率低下，且氢气产率低。但是宾夕法尼亚州立大学的研究人员通过在化学上改进反应器的元部件而解决了这些问题。在实验试验中，研发的反应器，使用初酸（一种葡萄糖发酵的产品）可使理论上最大的产氢率达到近99%。据称，这一过程在氢气中产生的能量比加入过程中的电能要高出288%。现已对该技术进行经济适用性研究。这一技术的应用将可为燃料电池汽车提供氢气，以发电来驱动电机。但是也可能应用于使木材碎片转化为氢气，以应用于化肥生产。该研究成果己在美国科学院的学报上发布。 新型催化剂化太阳能为氢能氢能是未来最重要的能源之一，而太阳则是地球上最重要的能量来源。那么，有没有一种方法能利用太阳能直接产生化学能而不需要电的介入呢？德国科学家的一项最新研究开发出一种新型半导体催化剂，能够让太阳能直接“劈开”水分子，得到氢气。相关论文即将发表在应用化学上。领导该项研究的是马普学会生物无机化学研究所的Martin Demuth，他和同事利用的新型催化剂源自二矽化钛（TiSi2），这是一种具有特殊光电性能的半导体材料。研究表明，在反应最初阶段，二矽化钛表面的微小氧化物会促使接触反应中心的形成，从而直接、高效地将水分解为氢气和氧气。值得注意的是，二矽化钛在反应中所起到的不仅仅是光催化作用，它同时可逆存储产生的气体，从而实现氢和氧的完美分离。 Demuth表示：“二矽化钛催化剂分解水的效率比其他利用可见光的半导体系统更高。”此外，尽管存储的气体中有氢气也有氧气，但由于氧气只有在温度高于100摄氏度而且黑暗的条件下才能释放出来，因此，研究人员可以方便地利用低温分离氢气。七、教学反思在教学中感到这部分内容在教材中比较分散，如第四章4.4已经学过氢气的可燃性，氧气和二氧化碳气体的实验室制法学生在第一学期也已基本掌握，氢气的还原性又和碳、一氧化碳类似。虽然本节课的教学内容较多，但由于这些知识学生都有了一定的基础，所以主要以组织学生讨论、观察、动手、交流、思维为主，理清脉络、对比、梳理，找出异同。如：（1）实验室制取氧气和二氧化碳和氢气装置的比较；（2）碳、氢气与一氧化碳还原实验装置的比较。这样既能使学生掌握重点物质氢气，又能通过直观的比较理解和记忆相似物质间的区别和联系，在潜移默化中为学生提供一种学习元素化合物知识的复习方法。教学建议：学生层次较好的学校可补充用化合价方法判断氧化还原反应的教学。（参考教科书P3132）6.2 盐和化肥（共3课时）第1课时 盐的组成和分类 焰色反应一、设计思想单质、氧化物和酸碱盐是初中化学重点学习的几类物质。这些