2.3 制取氧氣

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課題3 制取氧氣 教學目標 【知識與技能】 1.了解實驗室中制取氧氣的主要方法和原理，初步了解通過化學實驗制取物質(zhì)的方法。 2.練習連接儀器的操作，學習檢查裝置的氣密性，動手制取氧氣。 3.認識分解反應、催化劑及催化作用。 【過程與方法】 1.能夠根據(jù)反應物的性質(zhì)和反應條件來選擇制備氣體的實驗裝置與操作方法，會根據(jù)生成物的性質(zhì)選擇收集方法。 2.學會邊實驗、邊討論、邊探究的方法，在活動中激發(fā)學習興趣，在興趣中提出問題、分析問題、解決問題。 【情感態(tài)度與價值觀】 1.養(yǎng)成實事求是，嚴肅認真的科學態(tài)度和良好的實驗習慣。 2.保持對化學實驗的濃厚興趣，從而激發(fā)學習化學的自覺性和積極性。 教學重難點 【教學重點】 1.實驗室制取氧氣的反應原理。 2.實驗室制取氧氣的發(fā)生裝置及收集裝置的探討。 【教學難點】 對催化劑的概念和催化作用的理解。 教學過程 導入新課 我們學習了氧氣的性質(zhì)和用途，了解到氧氣是一種化學性質(zhì)比較活潑的氣體，它能與許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應，支持物質(zhì)的燃燒，在反應中放出熱量；物質(zhì)在純凈的氧氣中燃燒要比在空氣中燃燒劇烈得多。氧氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中和科學研究方面還有許多用途。氧氣可用來供給病人呼吸，供給登山、潛水運動員呼吸，還用于氣焊、氣割、火箭的發(fā)射等。氧氣有這么重要的用途，所以我們要知道氧氣是怎樣制得的。 一、氧氣的工業(yè)制法 分離液態(tài)空氣制氧氣 ［思考］這個變化屬于什么變化？為什么？ ［回答］從空氣中分離氧氣并沒有生成新物質(zhì)，而沒有新物質(zhì)生成的變化屬于物理變化。 ［設問］實驗室用什么方法獲得氧氣？下面我們通過實驗來研究。 二、 氧氣的實驗室制法 1.高錳酸鉀制取氧氣 （1）實驗原理：高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣 （2）實驗裝置： 發(fā)生裝置 收集裝置 [實驗操作] （1）把少量高錳酸鉀裝入試管中，并在試管口放一團棉花，用帶有導管的塞子塞緊試管。 （2）加熱試管，用排水法收集一瓶氧氣。 [實驗現(xiàn)象] 加熱開始后，水槽中導管口有氣泡冒出，過一段時間后，氣泡連續(xù)均勻冒出。 [檢驗方法] 把帶有火星的木條伸入集氣瓶中，帶有火星的木條復燃。 [實驗分析與結(jié)論] 高錳酸鉀是一種暗紫色的固體，它受熱時，分解出氧氣，同時還有錳酸鉀和二氧化錳生成。 [注意事項] （1）試管口要略微向下傾斜：防止生成的水回流，使試管底部破裂。 （2）導氣管伸入發(fā)生裝置內(nèi)要稍露出橡皮塞：有利于產(chǎn)生的氣體排出。 （3）試管口塞一團棉花：防止高錳酸鉀粉末進入導氣管，污染制取的氣體和水槽中的水。 （4）排氣法收集氣體時，導氣管要伸入接近集氣瓶底部：有利于集氣瓶內(nèi)空氣排出，使收集的氣體更純。 （5）實驗結(jié)束后，先將導氣管移出水面，然后熄滅酒精燈：防止水槽中的水倒流，炸裂試管。 ［過渡］ 從上面的實驗中可以看出，有二氧化錳不加熱可產(chǎn)生氧氣，沒有二氧化錳加熱過氧化氫溶液也能產(chǎn)生氧氣，那么二氧化錳是一種反應物，還是起別的作用呢？ 2.分解過氧化氫制取氧氣 （1）實驗原理： 過氧化氫水+氧氣 （2）反應裝置： [注意事項] a.分液漏斗可以用長頸漏斗代替，但其下端應該深入液面以下，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出。 b.導管只需略微伸入試管塞。 c.氣密性檢查：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。 d.裝藥品時，先裝固體后裝液體。 [小結(jié)]若固體（或固體+固體）加熱生成氣體，選用高錳酸鉀制氧氣裝置； 若固體+液體常溫下制取氣體，選用雙氧水制取氧氣裝置。 ［提問］既然二氧化錳的質(zhì)量和化學性質(zhì)都沒有變化，那么它在這里到底起一個什么作用呢? ［回答］ 沒有加入二氧化錳時，過氧化氫溶液需要加熱才能產(chǎn)生氧氣，而加入二氧化錳后，過氧化氫溶液在常溫下就能迅速產(chǎn)生氧氣，可見二氧化錳起了一個加快化學反應速率的作用。 ［分析］二氧化錳在反應中起了加快化學反應速率的作用，而本身的化學性質(zhì)和質(zhì)量在反應前后沒有發(fā)生變化，這樣的物質(zhì)叫做催化劑，又叫觸媒。在反應中所起的作用叫催化作用。如二氧化錳就是過氧化氫分解的催化劑。 ［小結(jié)］（1）催化劑：在化學反應里能改變其他物質(zhì)的化學反應速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。 （2）催化作用：催化劑在化學反應中所起的作用。 ［提問］催化劑有哪些應用呢？ ［回答］催化劑在化工生產(chǎn)中具有重要而廣泛的應用，許多反應需要借助于催化劑才能進行或者很快地進行。例如，在化肥、農(nóng)藥、多種化工原料的生產(chǎn)過程中都要用到催化劑，在汽車尾氣處理、釀造工業(yè)和制藥工業(yè)中也要用到催化劑，生物體內(nèi)存在的各種各樣的酶，其實都是起催化劑的作用。 ［過渡］ 高錳酸鉀在加熱的情況下能分解出氧氣，同時生成錳酸鉀和二氧化錳。 在二氧化錳的催化下，加熱氯酸鉀也可以分解出氧氣，同時生成氯化鉀。 3. 加熱氯酸鉀（白色固體）和二氧化錳（黑色粉末）制取氧氣 實驗室里加熱混有二氧化錳的氯酸鉀制取氧氣，二氧化錳在這一反應中是催化劑。這個反應的文字表達式：氯酸鉀氯化鉀+氧氣。 ［提問］上述三個反應與化合反應有什么不同？ ［回答］化合反應的特點是多變一，而上述反應是一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上的物質(zhì)。 分解反應：由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應。 ［小結(jié)］簡單地講，化合反應的特點是“多變一”，分解反應的特點是“一變多”。 [總結(jié)]（1）固體（或固體+固體）加熱生成氣體，選用高錳酸鉀制氧氣裝置。 （2）若固體+液體常溫下制取氣體，選用雙氧水制取氧氣裝置。 （3）催化劑：在化學反應中能改變其他物質(zhì)的反應速率，但本身的化學性質(zhì)和質(zhì)量在反應前后沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。 （4）分解反應：由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應。 [思考] （1）從液態(tài)空氣分離氮氣和氧氣，為什么得到的是氣態(tài)氮和液態(tài)氧？ （2）用氧炔焰焊接和切割金屬時，發(fā)生三種變化：乙炔在氧氣中燃燒；焊接處金屬與金屬焊條熔化、冷卻后凝固在一起；切割處的金屬在高溫下被氧氣氧化除去。這三種變化哪些是物理變化？哪些是化學變化？ （3）從液態(tài)空氣、高錳酸鉀、雙氧水三種物質(zhì)制氧氣時，各物質(zhì)發(fā)生的是物理變化還是化學變化？為什么？ （4）空氣中有氧氣，帶火星的木條伸入裝有空氣的集氣瓶中，木條是否灰復燃？ 板書設計 課題3 制取氧氣 一、工業(yè)制氧氣 分離液態(tài)空氣制氧氣 二、實驗室制氧氣 催化劑：在化學反應里能改變其他物質(zhì)的化學反應速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。 催化作用：催化劑在化學反應中所起的作用。 1.過氧化氫水+氧氣 2.高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣 3.氯酸鉀氯化鉀+氧氣 4.分解反應：由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應。 - 5 -