課題3 制取氧氣的教學設計

1、課題3 制取氧氣【教學目標】1、知識與技能：了解實驗室制氧氣的反應原理、實驗裝置、實驗操作。2、過程與方法：通過探究氧氣的制法，認識分解反應，認識催化劑和催化作用，掌握探究過程。3、情感態(tài)度與價值觀：通過對催化劑的探究和閱讀有關材料，培養(yǎng)勇于創(chuàng)新的科學精神。重點：氧氣的制法及實驗操作。難點：催化劑的概念及催化作用?！局攸c、難點】1本節(jié)課的重點是實驗室制取氧氣和收集氣體的操作方法的示范。2催化劑的概念是教學難點。（非重點知識）【教學過程】【引入】氧氣可以供給呼吸和支持燃燒，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究方面，氧氣也有著非常重要的用途。有時，由于空氣中氧氣含量不很高，我們經(jīng)常需要較純的氧氣。那么，氧氣是如

2、何制得的呢？本節(jié)課中，我們將簡單介紹氧氣的實驗室制法和工業(yè)制法?！景鍟?第三節(jié) 氧氣的制法一、氧氣的工業(yè)制法工業(yè)上用分離液態(tài)空氣的方法制取氧氣?？諝饪諝獬ザ趸几稍锏獨庖簯B(tài)空氣降溫加壓升溫-196液態(tài)氧升溫-183氧氣（由于液態(tài)氮的沸點是196，比液態(tài)氧的沸點低，所以氮氣先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來，剩下的主要就是液態(tài)氧了。為了便于貯存、運輸和使用，通常是把氧氣加壓到1.5×107Pa，并貯存在天藍色鋼瓶中。氮氣貯存在黑色的鋼瓶中）原理：利用空氣中各物質(zhì)的沸點不同（物理性質(zhì)），通過蒸發(fā)的方法將氧氣分離出來，發(fā)生的是物理變化。在實驗室里，我們通常采用分解過氧化氫溶液，加熱氯酸鉀或高錳酸

3、鉀的方法來制取氧氣。二、氧氣的實驗室制法（一）過氧化氫分解： 【實驗2-5】實驗現(xiàn)象結(jié)論解釋（1）在試管中加入5mL 5% 的H2O2 溶液，把帶火星的木條伸入試管，木條是否復燃？木條不復燃過氧化氫溶液常溫下緩慢分解成水和氧氣二氧化錳加快了過氧化氫分解生成氧氣的速率，這種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)在化學反應前后都沒有變化的物質(zhì)叫做催化劑（或叫觸媒）。催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用。二氧化錳就是用過氧化氫分解制氧氣的反應中的催化劑。（2）在試管中加入5mL 5% 的H2O2 溶液，加熱，把帶火星的木條伸入試管，木條是否復燃？木條復燃過氧化氫在加熱時能

4、分解出氧氣（3）向盛有5mL 5% 的H2O2 溶液的試管中加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管木條復燃常溫下過氧化氫遇二氧化錳時能分解出氧氣（4）待實驗（3）的試管中沒有氣泡時，重新加入過氧化氫溶液，觀察，以上實驗（4）重復多次。木條復燃二氧化錳反應前后化學性質(zhì)不變（5）實驗后把二氧化錳洗凈、干燥、再稱量質(zhì)量不變【板書】 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)在化學反應前后都沒有變化的物質(zhì)叫做催化劑（或叫觸媒）。催化作用：催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用。【注意】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，既可以是加快化學反應速率（正催化劑）

5、，也可能是減慢化學反應速率（負催化劑）。2有的化學反應需要催化劑，有的化學反應不需要催化劑。3同一反應可以選用不同的催化劑。例如，要使氯酸鉀很快產(chǎn)生氧氣，除了可以用二氧化錳作催化劑外，也可以選氧化鐵作催化劑。硫酸銅溶液等對過氧化氫的分解也具有催化作用。4催化劑是反應的催化劑，而不是物質(zhì)的催化劑。MnO2 1. 反應原理： 2H2O2= 2H2O+O2 過氧化氫 發(fā)生裝置：根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件 2. 實驗裝置： 收集裝置：根據(jù)生成物的物理性質(zhì) （1）發(fā)生裝置：固體與液體反應生成氣體 試管，單孔橡膠塞，導氣管，鐵架臺（帶鐵夾） 改進：（2）收集裝置：集氣瓶，水槽（排水法）集氣瓶 （向上排空氣

6、法）（二）加熱氯酸鉀制取氧氣MnO2反應原理： 2KClO3 = 2KCl + 3O2 （白色固體） （白色固體）（三）加熱高錳酸鉀制取氧氣【演示實驗2-7】把少量高錳酸鉀放在試管里加熱幾分鐘，用帶火星的木條插入管口，觀察木條是否復燃。如果復燃，表明有什么氣體放出？1。反應原理：2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 高錳酸鉀 錳酸鉀 二氧化錳（紫黑色固體） （墨綠色固體）（黑色固體）現(xiàn)象：紫黑色的固體變成黑色，產(chǎn)生的氣體使帶火星的木條復燃。 【講解】高錳酸鉀全部反應后剩余的是錳酸鉀和二氧化錳兩種固體的混合物，看到的是黑色固體。【討論】比較以上兩個化學反應具有什么共同特點？【講

7、解】和化合反應相反，以上兩個化學反應都是由一種物質(zhì)生成了兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應，化學上將這類反應叫做分解反應?！景鍟糠纸夥磻河梢环N物質(zhì)生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應。2實驗裝置選擇儀器裝置的依據(jù)：根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件來選擇儀器裝置。粉末狀固體氣體（1）實驗儀器：大試管、單孔塞、導管、鐵架臺、酒精燈、集氣瓶、水槽。（2）檢驗方法：用帶火星的木條放在導管排氣處，帶火星的木條復燃，證明生成的氣體是氧氣。（3）收集方法：根據(jù)氣體的物理性質(zhì)。O2 不易溶于水，采用排水法收集； O2密度大于空氣，采用向上排空氣法收集。（4）驗滿方法：將帶火星的木條放在集氣瓶口處，木條復燃，證明已收集滿。

8、3操作步驟（1）連接儀器；（2）檢驗裝置的氣密性；（3）裝藥品：取高錳酸鉀裝入試管（約/4試管），在試管口處放一團棉花，防止高錳酸鉀粉末進入導管。（4）固定試管：調(diào)整鐵架臺上的鐵夾高度，將試管口略向下傾斜，固定在距試管口1/3處。（5）加熱：加熱前應準備好集氣瓶、水槽、玻璃片等用品。（6）收集氣體：用排水法、排氣法各收集一瓶氧氣?！咀⒁狻?加熱開始產(chǎn)生少量氣泡時不能收集，當產(chǎn)生大量氣泡再收集。為什么？2用排水法收集氣體，收集結(jié)束時，一定要先撤導管后撤酒精燈。如果先撤酒精燈后撤導管，會產(chǎn)生什么后果？（為了防止水倒流，避免試管炸裂。）取氧氣【討論】（1）在一定量的氯酸鉀中加入少量的高錳酸鉀，是否能加快氯酸鉀的分解速率？為什么？ 答：能加快氯酸鉀的分解速率。因為高錳酸鉀受熱后容易分解，生成物中有二氧化錳，二氧化錳可以降低氯酸鉀分解的溫度，因此可以加快氯酸鉀的分解速