《氧氣的實驗室制法》探究

氧氣的實驗室制法探究 蓬南中學(xué) 牟洪全 一.         探究思路本節(jié)課主要學(xué)習(xí)探究實驗室中如何制取氧氣，是學(xué)生第一次進行實驗室氣體制取的探討。對一些方法和步驟還較陌生，有時還不知所措。為此教學(xué)時教師要不斷進行指導(dǎo)和提示。同時為了讓學(xué)生真正成為課堂的主人，開發(fā)學(xué)生潛能，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，本節(jié)課，我結(jié)合學(xué)校（缺乏多媒體）的實際情況，打印出實驗相關(guān)資料引導(dǎo)學(xué)生自主探究，小組合作設(shè)計實驗方案，合作實驗（制取氧氣）使科學(xué)、技術(shù)與社會融為一體，從而更好地開發(fā)學(xué)生的潛能，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二教材分析學(xué)生已經(jīng)知道氧氣是維持生命不可或缺的物質(zhì)，也是參與化學(xué)反應(yīng)最多的物質(zhì)之一，所以有關(guān)氧氣的知識是學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識。同時也是學(xué)生學(xué)習(xí)第六單元燃燒與燃料及其他內(nèi)容必須具備的基礎(chǔ)知識；也是中考重要考點之一。教材第一次對一種氣體物質(zhì)進行系統(tǒng)研究。由此也提示了對物質(zhì)進行探究的一些思路和方法。從探究過程中抽取這些思路和方法，可以較快形成探究物質(zhì)所需要的能力，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)品質(zhì)，為今后實驗探究打下基礎(chǔ)。三學(xué)情分析九年級學(xué)生剛接觸化學(xué)這門課，學(xué)習(xí)熱情高，通過全面的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)知道氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，已初步具備了觀察實驗和進行簡單實驗操作的技能，但氣體的制取實驗是學(xué)生第一次接觸，有關(guān)制取的思路和方法還不太明確，因此教師要注意引導(dǎo)。讓他們試一試，做一做很容易激發(fā)學(xué)生的探究欲。 四.教法和學(xué)法分析  本節(jié)課主要采用：分組合作教學(xué)，講授法，討論法，實驗法，再充分利用學(xué)校資源，打印出實驗相關(guān)資料輔助教學(xué)。學(xué)生分組實驗，合作學(xué)習(xí)，討論交流，在課堂上多動手，動口，動腦，培養(yǎng)學(xué)生的決策能力及全面考慮問題的思維習(xí)慣五.探究目標1. 知識與技能理解催化劑的概念及催化劑的性質(zhì)掌握實驗室用雙氧水制取氧氣的方法2.過程與方法通過實驗探究，找出最適合在實驗室制取氧氣的方法，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)，比較，分析，推理，歸納等能力主動與他人交流、討論，學(xué)會合作學(xué)習(xí)。3.情感態(tài)度與價值觀體驗探究活動的樂趣，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣增強對化學(xué)知識的求知欲。通過實驗，豐富科學(xué)體驗，培養(yǎng)學(xué)生實事求是，嚴謹求學(xué)，團結(jié)協(xié)作的精神。六.教學(xué)重點：實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理，實驗裝置和操作方法教學(xué)難點：從實驗室制取氣體物質(zhì)的思路， 催化劑和催化作用七教學(xué)準備：師準備：準備分組實驗所需藥品及儀器與實驗桌上（試管5只支，5的H2O2，MnO2,瓷片（粉筆末）錐形瓶，等等準備實驗相關(guān)資料（先不下發(fā)）資料包括：實驗表，催化劑的概念及理解，制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇；友情提示（制取氧氣的注意事項）小黑板生準備：預(yù)習(xí)教材，分好組八.探究過程探究流程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖技術(shù)，資料應(yīng)用時間安排創(chuàng)設(shè)情景拿出一集氣瓶，內(nèi)裝滿了氧氣，讓學(xué)生猜：集氣瓶內(nèi)裝的是什么物質(zhì)？（提示：它是空氣的一種成分；其體積約占空氣體積的15）【設(shè)問】：同學(xué)們想知道這瓶氧氣在實驗室是怎樣制取的嗎？學(xué)生討論交流，舉手回答后一學(xué)生用帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，體驗氧氣使帶火星的木條復(fù)燃。使學(xué)生初識氧氣激發(fā)探究新知的欲望。實物演示2分鐘引出課題這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)如何在實驗室制取一瓶氧氣。引出本節(jié)的課題：氧氣的實驗室制法板書1分鐘活動探究，探索新知內(nèi)容（1）實驗藥品的選擇引導(dǎo)學(xué)生看課本87頁活動天地抽學(xué)生讀第三段。表揚，鼓勵。看書，交流生讀第三段既尊重了教材，又讓學(xué)生輕松地了解了制取氧氣的藥品，同時也可激發(fā)學(xué)生探究的欲望-怎樣用雙氧水制取氧氣呢3分鐘內(nèi)容（2）了解氧氣的實驗室制法的原理和催化劑【 活動1】下發(fā)實驗表到各小組，引導(dǎo)學(xué)生參照課本88頁實驗探究。小組合作完成表中的3個實驗，并記錄實驗結(jié)果。實驗表A：在試管里加入過氧化氫溶液，將帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。B：另取一試管，加入瓷片（或粉筆，土豆等），再將帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。C：再取一試管，加入過氧化氫溶液，并加入二氧化錳，將帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。填寫表格：實驗編號現(xiàn)象原因ABC學(xué)生實驗時，教師巡回指導(dǎo)，對好的見解及時給予表揚，鼓勵。小組合作完成實驗；交流討論，填寫表格合作完成實驗；鍛煉了學(xué)生的能力，也使學(xué)生初步認識到二氧化錳在雙氧水產(chǎn)生氧氣時的作用。資料實驗表5分鐘【問題】1. 不同的物質(zhì)放入雙氧水中放出氧氣的速率是否相同？2.比較上述三種方法，你認為最適合在實驗室制取氧氣的方法是哪一種？思考、交流討論，發(fā)表自己的見解通過交流，可讓學(xué)生明確實驗室制氧氣的最佳方法。（制氣的藥品）小黑板出示問題板書2分鐘【 活動2】引導(dǎo)學(xué)生在用過的二氧化錳（即上面實驗C試管）中，再加入雙氧水溶液。觀察帶火星的木條能否再復(fù)燃，可反復(fù)進行【下發(fā)資料】 “催化劑的概念及理解”引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)資料并重點指出：“一變，兩不變”的原則小組合作完成實驗，討論交流實驗現(xiàn)象小組合作學(xué)習(xí)資料談學(xué)后感想培養(yǎng)學(xué)生動手能力，分析能力，自主學(xué)習(xí)能力；通過合作學(xué)習(xí)使學(xué)生對催化劑有個豐富的認識。資料催化劑的概念及理解5分鐘【 活動3】引導(dǎo)學(xué)生寫出實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理-反應(yīng)的文字表達式在練習(xí)本上書寫，小組內(nèi)互相檢查加深學(xué)生對實驗藥品及實驗原理的理解板書1分鐘探索新知內(nèi)容（3）實驗裝置的選擇【分組下發(fā)資料】：制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇。（講解）：O2的密度比空氣略大，且不易溶于水各小組合作學(xué)習(xí)資料，討論交流對“制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇”的理解通過學(xué)習(xí)資料，討論交流使學(xué)生明確實驗室制取氧氣所需的儀器，及怎樣組裝發(fā)生裝置和收集裝置。資料制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇5分鐘內(nèi)容（4）實驗制取一瓶氧氣【教師演示實驗】用雙氧水與二氧化錳混合制取氧氣的整個實驗過程及注意事項【學(xué)生實驗】展開競賽，看哪個小組最先制得氧氣教師巡回督導(dǎo)。對表現(xiàn)好的小組給予表揚仔細觀察，交流歸納實驗步驟。學(xué)生小組合作用排水法收集一瓶氧氣由于學(xué)生第一次做氣體的制取實驗，實驗操作步驟，方法，注意事項等還不太明確。因此，教師的演示與指導(dǎo)為學(xué)生實驗指明了方向，很有必要。學(xué)生自己動手實踐，更能培養(yǎng)能力，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。教師可以放開讓學(xué)生大膽做，讓學(xué)生從實驗中體會到學(xué)習(xí)化學(xué)的快樂，獲得成就感。10分鐘交流反思，學(xué)以致用【問題】長頸漏斗的作用是什么？為什么使用時要插入液面以下？ 如何檢查裝置的氣密性？用排水法收集氧氣時，玻璃片是直接蓋上還是慢慢平推？導(dǎo)管口剛有氣泡冒出時可以收集嗎？為什么？收集滿氧氣的集氣瓶，為什么要正放在桌面上？教師引導(dǎo)，抽生回答【分組下發(fā)資料】友情提示：“制取氧氣的注意事項”學(xué)生交流、討論。小組內(nèi)選代表回答學(xué)生看資料通過問題的分析，使學(xué)生更加明確科學(xué)實驗的嚴謹，加深對實驗操作注意事項的理解學(xué)生自己能解決的問題，教師堅決不要代替。使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主要角色。從而出現(xiàn)了課堂教學(xué)的高潮。小黑板出示問題資料友情提示（制取氧氣的注意事項）4分鐘引導(dǎo)小結(jié)，升華新知【問題】這節(jié)課你學(xué)習(xí)了什么？有什么收獲？還存在怎樣的困惑？分組討論概括總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容（培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成學(xué)習(xí)要總結(jié)的好習(xí)慣）2分鐘布置作業(yè)，拓展提高其他含有氧元素的物質(zhì)如高錳酸鉀，氯酸鉀等也可制得氧氣。請同學(xué)們課后交流。查閱資料。設(shè)計相應(yīng)的實驗裝置，寫出反應(yīng)原理，實驗儀器。操作步驟   （七）、探究設(shè)計實施與反思本節(jié)課是學(xué)生第一次進行氣體實驗室制取的探討。對一些方法和步驟還比較陌生，有時還不知所措。在進行中要不斷進行指導(dǎo)和提示。同時，隨時要緊扣本節(jié)教學(xué)目標，落實基本概念的理解和化學(xué)反應(yīng)的文字表達式的書寫，由于課堂上學(xué)生活動多可能在時間分配上有些緊，教師要注意掌控。另外：課前的準備要充分，特別是資料的制作應(yīng)該具有可視性，符合科學(xué)性實驗探究相關(guān)資料實驗表A：在試管里加入過氧化氫溶液，將帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。B：另取一試管，加入瓷片（或粉筆，土豆等），再將帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。C：再取一試管，加入過氧化氫溶液，并加入二氧化錳，將帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。填寫表格：實驗編號現(xiàn)象原因ABC催化劑的概念及理解      在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫做催化劑。     對催化劑的理解       1、 催化劑只能在化學(xué)變化中存在，物理變化中不存在催化劑。       2、 催化劑具有選擇性。     （1）、不是萬能的。例如：二氧化錳在雙氧水的分解反應(yīng)中是催化劑，但不是在任何反應(yīng)中都可以作催化劑。     （2）、不是惟一的。例如：在雙氧水分解反應(yīng)中也可以用氧化鐵等代替二氧化錳。       3. 一變：催化劑能改變（加快或減慢）其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。例如：在實驗室中通過雙氧水與二氧化錳的混合物制取氧氣，其中的二氧化錳可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。核反應(yīng)中用石墨作減速劑等；       4. 兩不變：一是在化學(xué)反應(yīng)前后，催化劑本身的質(zhì)量不變。二是在化學(xué)反應(yīng)前后，催化劑本身的化學(xué)性質(zhì)不變，但物理性質(zhì)會改變。例如：催化劑顆粒大小、形狀等。 制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇； 制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇對制取氣體的發(fā)生裝置、收集裝置的選擇是中考的重要考點之一，在九年級化學(xué)上冊中我們學(xué)習(xí)了氧氣、二氧化碳、氫氣的實驗室制取方法，我們將這類知識加以總結(jié)對比，學(xué)習(xí)和掌握會更加容易和輕松。 如圖：A、B為發(fā)生裝置，C、D、E為收集裝置。 發(fā)生裝置的選擇應(yīng)考慮反應(yīng)物的狀態(tài)和條件；收集裝置應(yīng)根據(jù)氣體的密度和溶解性來選擇。 A:適用于反應(yīng)物為固體，在加熱或高溫下的反應(yīng)。 B:適用于固體與液體、液體與液體在常溫下的反應(yīng)。 C:向上排空氣法：適用于收集密度比空氣大，且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。D:向下排空氣法：適用于收集密度比空氣小，且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。 E:排水法：適用于不溶于水(不易溶于水)，且不與水反應(yīng)的氣體。友情提示（制取氧氣的注意事項）注意事項: 導(dǎo)管不可伸入試管太長, 只需略微伸入試管塞。以利于氧氣排出.分液漏斗可以用長頸漏斗代替，但其下端應(yīng)該深入液面以下，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出； 氣密性檢查：用止水夾關(guān)閉，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持續(xù)下降，就說明氣密性良好。 裝藥品時，先裝固體后裝液體 該裝置的優(yōu)點：可以控制反應(yīng)的開始與結(jié)束，可以隨時添加液體。板書設(shè)計：力求簡明，美觀，實用氧氣的實驗室制法1.藥品：過氧化氫 （液） 二氧化錳 （固 ） 二氧化錳 2.反應(yīng)原理過氧化氫 水 + 氧氣 （H2O2） （H2O） （O2）. “一變”：改變化學(xué)反應(yīng)速度催化劑 “二不變”：質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后 發(fā)生裝置3. 裝置 收集裝置 4操作順序：“查”“裝”“驗”“收”