制取氧氣許娜

課題3━制取氧氣【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．能用比較的方法對獲取的信息進(jìn)行加工。2．認(rèn)識催化劑與分解反應(yīng)的概念。3．了解實驗室制取氣體一般要研究的內(nèi)容：原料選擇，反應(yīng)原理，裝置，操作步驟，裝置及操作過程中的注意事項，氣密性檢查方法，氣體驗滿及鑒定方法【教學(xué)策略】本課題要重點訓(xùn)練學(xué)生的一些基本操作。由于在本課題中集中了一些基本操作，而學(xué)生的動手能力還很差，因此，教師要示范、與學(xué)生討論一些基本操作的要點和要求。1．演示實驗的改進(jìn)在加熱過氧化氫（雙氧水）的實驗中，由于5％過氧化氫溶液加熱時，有大量的水蒸氣和少量的氧氣共同逸出，帶火星的木條比較難復(fù)燃。所以該實驗可以改用以下兩種方案進(jìn)行：試管口加1個帶有干燥管的裝置。在5％過氧化氫溶液中滴加1滴氫氧化鈉溶液。在用二氧化錳做催化劑分解過氧化氫的實驗中，只須加綠豆體積大的MnO2粉未，不要像書中圖示那樣多，否則反應(yīng)會很劇烈，難以控制。2． 生在做實驗前，先組織學(xué)生討論、示范演示等活動，使學(xué)生知道基本操作的原理，然后組織學(xué)生進(jìn)行探究實驗。3．用歸納的方法幫助學(xué)生形成催化劑的概念。用比較的方法幫助學(xué)生形成分解反應(yīng)的概念★化學(xué)反應(yīng)中的“潤滑油”——催化劑人類很早就利用催化劑為自己服務(wù)了，盡管他們根本不了解它在化學(xué)反應(yīng)中所起的重要作用。古代練金士把硫磺和硝石放在一起來制備硫酸，其中硝石就是催化劑。把酒曲加到糧食中釀酒和制醋，酒曲就是一種催化劑。到了十九世紀(jì)，德國化學(xué)家奧斯瓦爾德對催化劑進(jìn)行了深入的研究，并首次闡明了它的本質(zhì)。他發(fā)現(xiàn)蔗糖在水溶液中能夠發(fā)生水解反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟呛凸牵沁@種轉(zhuǎn)化過程非常緩慢?？墒窃谡崽侵屑尤肓蛩幔崽蔷秃芸燹D(zhuǎn)變成葡萄糖和果糖。類似的反應(yīng)還有很多。奧斯瓦爾德還注意到在反應(yīng)后，硫酸依然保持不變。這不禁讓他想到了工廠的機(jī)器，當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)動時，為減少機(jī)器摩擦常加一些潤滑油。潤滑油在使用過程中，本身并沒有發(fā)生變化，但卻成了機(jī)器運轉(zhuǎn)過程中必不可少的一部分。就像這些能夠加快化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)一樣，他稱這些物質(zhì)為催化劑。催化劑有專一性，也就是說某一催化劑只對某個特定的反應(yīng)起作用。比如說生產(chǎn)化肥時，只有在鐵作為催化劑時，氮氣和氫氣才能生成氨。有時候，化學(xué)家為了尋找到一種合適的催化劑，往往要耗費很多心血。催化劑的種類繁多，其中酶就是日常生活中常見的一種。酶是一種酵素，像烤面包、發(fā)酵葡萄汁的酵母菌，使牛奶變酸的乳酸菌等等。此外，在人體中一刻也離不開以酶為催化劑的化學(xué)反應(yīng)。酶在化工生產(chǎn)領(lǐng)域中用途極廣，有的反應(yīng)用一般的無機(jī)物作為催化劑，往往需要高溫和高壓，如果換成酶在常溫常壓下即可反應(yīng)，既經(jīng)濟(jì)又方便。對于催化劑，還有許多謎還未解開，有待于人類進(jìn)一步探索。第三單元課題1水的組成【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1． 認(rèn)識水的組成。2．了解單質(zhì)、化合物的區(qū)別。3．了解人類認(rèn)識物質(zhì)世界的過程和方法。【教學(xué)策略】水的電解實驗需要教師邊演示、邊講解，介紹實驗裝置的名稱、指導(dǎo)觀察與學(xué)習(xí)操作技能、演示好02、H2的檢驗方法。1．在分析水通電分解反應(yīng)的文字表達(dá)式時，介紹化學(xué)式書寫并導(dǎo)出單質(zhì)、化合物的概念，再舉例識別單質(zhì)、化合物。在識別過程中了解兩者的區(qū)別與聯(lián)系。2．兩份資料的處理：經(jīng)學(xué)生閱讀分別說明：①生物體內(nèi)含水多，其作用是調(diào)節(jié)溫度適應(yīng)環(huán)境；②成功的科學(xué)探究需要正確理念的引導(dǎo)，以及實驗基礎(chǔ)上的分析和歸納。3．當(dāng)堂完成一個討論、四個習(xí)題?！娟P(guān)于水的電解實驗】水是地球上最普通、最常見的物質(zhì)，不僅江、河、湖、海中含有大量水，而且，大氣中、動植物體內(nèi)也含有許多水。沒有水，也就沒有生物界，水是一切生物的生存、發(fā)展所必需的。人類探索水的組成歷史悠久，但直到18世紀(jì)末，拉瓦錫才在前人實驗的基礎(chǔ)上，通過對水的生成和分解實驗的研究，確認(rèn)水不是一種元素。那么水到底是什么樣的物質(zhì)，它的組成到底如何呢？請認(rèn)真分析和觀察電解水實驗，體會如何得出正確答案的。實驗名稱：水的電解實驗實驗現(xiàn)象：電極上有氣泡，一段時間后試管1和試管2中所收集到的氣體體積比約為l∶2。氣體檢驗：等收集較多氣體后，設(shè)法從水槽中取出試管（應(yīng)堵住試管口）進(jìn)行檢驗：用帶火星的木條檢驗試管1中的氣體，發(fā)現(xiàn)它能使帶火星的木條復(fù)燃，說明是氧氣。試管2中的氣體移近火焰時，氣體能燃燒，火焰呈淡藍(lán)色。這是氫氣。實驗結(jié)論：水在通電的條件下，發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氧氣。氫氣由氫元素組成，氧氣由氧元素組成，這說明了水是由氫元素和氧元素組成?！菊f明】1．為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，有時可在水中加入適量的稀硫酸或氫氧化鈉溶液。2．電解水所用電源為直流電。3．有時收集到氣體量較少時，當(dāng)檢驗試管2中的氣體時，可能只發(fā)出爆嗚聲，而看不到淡藍(lán)色火焰。4．氫氣是一種無色、無臭，難溶于水，密度非常小的氣體，混有空氣或氧氣的氫氣遇到明火可能發(fā)生爆炸?！居懻摗坷碚撋吓c正、負(fù)兩極相連的試管內(nèi)匯集的氣體體積比應(yīng)是1∶2，但在實驗操作中兩試管匯集的氣體體積比往往小于l∶2。這是為什么？①氧氣在水中溶解性比氫氣稍大。②氧氣氧化性很強(qiáng)，有時在電極上就與電極發(fā)生了氧化反應(yīng)。【思考】混有空氣或氧氣的氫氣遇明火會發(fā)生爆炸，那么在你使用氫氣，尤其是點燃?xì)錃鈺r應(yīng)注意什么問題？具體應(yīng)怎樣做？使用氫氣時，要注意安全。點燃?xì)錃馇埃欢ㄒ獧z驗氫氣純度。具體做法是：用一小試管，收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，移近酒精燈火焰，松開拇指點火，如果聽到尖銳的爆鳴聲，就說明氫氣不純，如果聲音很小，就說明氫氣較純。思考：在水的電解實驗里，有新物質(zhì)生成嗎？水發(fā)生了什么變化？有新物質(zhì)H2和O2生成，所以水發(fā)生了化學(xué)變化?！鹃_放探究】1．氫氣作為新能源普遍被人們看好。它有許多其他燃料所不及的優(yōu)點。石油、煤、天然氣等資源的蘊藏量并不是無限的，而氫氣可以用水做原料來制取。燃燒相同質(zhì)量的氫氣和汽油，前者放出的熱量約是后者的三倍。氫氣燃燒后的產(chǎn)物只有一種——水，不污染環(huán)境。根據(jù)以上短文的內(nèi)容，請歸納總結(jié)出氫氣作為新能源的優(yōu)點：①_________________；②____________________；③_________________。2．用某種更理想的燃料來代替石油做發(fā)動機(jī)燃料一直是科學(xué)家們努力的方向。英國人佛郎克司·柯尼設(shè)計了如下的實驗來達(dá)到這一目的：他在汽車的水箱里設(shè)計了兩個能導(dǎo)電的電極，并在兩電極間加上1800V電壓，此時，他發(fā)現(xiàn)水箱中釋放出氣體，氣體進(jìn)入發(fā)動機(jī)，經(jīng)點火，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動起來。（1）試說明他的實驗原理？寫出相關(guān)反應(yīng)的文字表達(dá)式。（2）這一方法至今沒有得到普遍應(yīng)用，你知道為什么嗎？【實例引路】【例1】對在水的電解實驗中，觀察到的實驗現(xiàn)象描述正確的是（）A.正極產(chǎn)生氫氣B.與電源正極相連的試管內(nèi)收集的氣體體積大C.正、負(fù)兩極產(chǎn)生的氣體質(zhì)量比為1∶8D.與電源正、負(fù)兩極相連的試管內(nèi)匯集的氣體體積比為l∶2【分析】本題考查電解水實驗及實驗現(xiàn)象這兩個知識點，解決本題的關(guān)鍵①要注意實驗現(xiàn)象是你通過感覺器官能夠感知出來的，而不是分析后得出的結(jié)構(gòu)。②要注意與實驗事實相符合。答案D【例2】下圖是某同學(xué)自己設(shè)計的裝置：用大塑料瓶子截去瓶底，留瓶口一段約8cm～10cm，瓶口配一膠塞由里向外塞緊。A、B兩極是用鍍鉻曲別針伸直做成，由塞子露頭處連接導(dǎo)線。試回答：（1）其所用電源為________電，由圖可知A端為_________極。（2）與A端相連接的試管中得到的氣體是________，可用_________來檢驗?！痉治觥勘绢}是一道電解水的綜合題，它既涉及電解水電源的選擇、電極的確定，還涉及到氣體的確定和檢驗。解題時首先應(yīng)分析圖中信息（A端產(chǎn)生氣體體積少），得出A端匯集的是氧氣結(jié)論后（正、氧、少；負(fù)、氫、多）。方能正確解答本題。答案：（1）直流電正極（2）氧氣帶火星的木條【例3】下列物質(zhì)中屬于單質(zhì)的是（）A.水B.空氣C．氧氣D.二氧化碳【分析】解物質(zhì)的分類題首先要弄清題干，知道它要求我們選什么？其次要對整個答案的組成成分和元素進(jìn)行認(rèn)真分析，如水是由氫、氧兩種元素組成，所以不是單質(zhì)，二氧化碳也是由兩種不同元素組成。而空氣是混合物，也不可能是單質(zhì)，所以應(yīng)選氧氣，因為它是由氧一種元素組成，而且是純凈物。答案：C【例4】用下圖所示簡易裝置進(jìn)行電解水實驗。實驗開始時，倒立在水槽中的兩支試管均充滿了水。通電一段時間后，兩支試管內(nèi)都收集了不少氣體。檢驗與電源正極相連的一端產(chǎn)生的氣體，它能使帶火墾的木條復(fù)燃，此氣體是________，它與電源負(fù)極產(chǎn)生的氣體體積比約為_____。該實驗得出關(guān)于水的組成的結(jié)論是____________?！痉治觥勘绢}考查的知識即為本課題重點知識——水的電解實驗。只要認(rèn)真觀察實驗，理解化學(xué)變化的實質(zhì)，就不難得出結(jié)論。答案：氧氣l∶2水是由氫元素和氧元素組成?！净A(chǔ)測評】1．水是（）①單質(zhì)②化合物③純凈物④混合物A.①②B.②③C.③④D.①②2．人體內(nèi)含量最多的物質(zhì)是（）A.氧氣B.水C．蛋白質(zhì)D.脂肪3．關(guān)于水的組成說法中正確的是（）A.水是水元素組成B.水是由氫氣和氧氣組成C．水是由氫元素和氧元素組成D.水的組成很復(fù)雜，至今沒有明確的答案4．下列物質(zhì)中屬于化合物的是（）A.空氣B.河水C.冰D.紅磷5．在電解水實驗中如果與電源正極相連的試管內(nèi)匯集了aL氣體，那么與電源負(fù)極相連的試管內(nèi)匯集的是（）A.aLB.0.5aLC．2aLD.無法確定6．下列有關(guān)氫氣的性質(zhì)中屬于化學(xué)性質(zhì)的是（）A.無色、無味B.能夠燃燒C.難溶于水D.密度很小7．檢驗氫氣純度時，判斷氫氣較純的現(xiàn)象是（）A.聽到尖銳的爆鳴聲B.未聽到聲音C．聽到聲音很小D.試管爆炸8．下列變化屬于物理變化的是（）A.水電解B.蠟燭燃燒C.呼吸過程D.酒精揮發(fā)9．鑒別H2、O2、N2、空氣四種氣體最好先用（）A.觀察其顏色和狀態(tài)B.嗅其氣味C．用帶火星木條分別伸入氣體中D.用燃著的木條分別伸入氣體中10．下圖是簡易電解水裝置圖。試回答問題：（1）電解一段時間后，A、B兩管水位均下降，其中_______管水位下降快，其原因是

。（2）A、B兩管理論上得到的氣體體積比為

?！锖Ｋ疄槭裁词撬{(lán)色的水分子對于可見光中各種波長不同的光線（指紅、橙