氧气的制法和水

1、上海龙文教育 初三化学 学科导学案（第 5 次课）教师: 熊在鹏 学生: 费凡 年级: 初三 日期: 2014-8-25 星期: 1 时段: 13:00-15:00 课 题第二单元02：氧气的制法和水 教学目标学习目标：1、初步学会制取氧气的方法，知道其原理、实验装置、收集法、催化剂。2、能叙述氧气的物理性质。3、会用化学方程式表示氧气的化学性质，并描述有关反应现象。4、学习探索气体性质的方法，通过观察与实验，掌握研究化学问题的科学方法；增强对化学现象的探索欲望，培养学习化学的兴趣。 教学重点氧气的化学性质、氧气的实验室制法。催化剂概念的理解。 教学难点氧气的实验室制法。催化剂概念的理解。教学

2、方法导入法、讲练结合法、归纳总结法学习内容与过程一、氧气的制取氧气可以从含有氧气的混合物中分离得到，如从空气中得到氧气，工业中需要的大量的氧气就是从空气中分离得到的；还可以通过化学反应从含氧化合物中获得氧气，实验室中需要的少量氧气常常是通过含氧的化合物分解得到的。分离得到的氧气，根据不同情况储存在相应的容器中。氧气的工业制法氧气的实验室制法： （制法1）加热氯酸钾和二氧化锰的混合物氯酸钾 反应原理：2KClO32KCl+3O2 阅读实验（1）：分别用酒精灯同时加热氯酸钾和二氧化锰。片刻后用带火星木条伸入试管口，观察现象。 小结：用酒精灯加热氯酸钾至较高温度时产生氧气，加热二氧化锰不产生氧气。

3、观察记录：氯酸钾是白色固体，二氧化锰是黑色粉末。氯酸钾加热至熔化后产生少量气体，使带火星木条复燃。同时加热的二氧化锰不产生气体，带火星木条没有变化。 讨论：二氧化锰在反应中起什么作用？本身的质量和化学性质有无变化。 归纳：这里二氧化锰是催化剂。（二氧化锰可以加快氯酸钾的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不发生变化。） 催化剂的特点：（1）一变：“改变”（加快或减慢）速率；（2）“二不变”：质量、化学性质都不改变；（3）催化剂不会改变生成物的质量；（4）催化剂可参与反应中也可不参与反应中；（5）催化剂的用与不用和物质是否反应无关。特别提醒：二氧化锰并不是所有反应的催化剂；二氧化锰是

4、双氧水分解的催化剂，但不是唯一的，Fe2O3、CuO等也行。【问题1】实验室制取氧气时选用哪些仪器？用什么方法收集氧气？选用哪些仪器？ （实验室制氧气需用铁架台（带铁夹）、试管、带导管的单孔塞、酒精灯；用排水法或向上排空气法收集氧气。选用的仪器有水槽、集气瓶、玻璃片。）【问题2】实验中制取的氧气由哪些收集的方法？（1）排水法（氧气不易溶于水）（2）向上排空气法（氧气比空气略重或密度比空气略大） 【问题3】给试管中固体加热应如何操作？为什么用排水法收集氧气时应如何操作？为什么？用排空气法收集氧气时如何操作？ （试管口要略向下倾斜防止水倒流后炸裂试管。试管夹应夹持试管中上部。导管伸入试管内要短。先

5、均匀加热，再将火焰固定在约品处加热。用排水法收集完毕时，应先从水中取出导管再停止加热，防止水倒吸后炸裂试管。用排空气法收集气体时，导管应伸入到接近瓶底。）【问题4】用排气法收集氧气时如何验满？如何检验氧气？ 用带火星的木条伸到瓶口验满；用带火星的木条伸到瓶中检验；（制法2）原理：2KClO32KCl+3O22H2O22H2O+O2装置图实验操作注意事项 a). 分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； b). 导管只需略微伸入试管塞 c). 气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。 d). 装药

6、品时，先装固体后装液体 e). 该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。二、水（一）水的物理性质纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体。在101kPa时，水的凝固点是0，沸点是100，4时密度最大，为1g/mL。（二）水的电解实验（实验装置如右图）【实验现象】 通电后，电极上有气泡产生。通电一段时间后，两个试管内汇集了一些气体，与正极相连的试管内的气体体积小，与负极相连的试管内的气体体积大，体积比约为1：2，质量比约为8：1。 与正极相连的试管内的气体可以使带火星的木条复燃；与负极相连的试管内的气体移近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色。【实验结论】 水在通电的条件下，

7、发生了分解反应，生成氢气和氧气：2H2O2H2+O2； 水是由氢、氧两种元素组成的（在反应前后，参与反应的元素种类没有变化）； 化学反应中，分子可分，原子不可分。【注意事项】 通电时，必须使用直流电。 预先在水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸可以增强水的导电性。 负极产生的是氢气，正极产生的是氧气。（三）有关水的说法1、天然水都属于混合物；化学上把蒸馏水、冰水混合物视为纯净物。2、水是由氢氧两种元素组成；水是由水分子构成；水分子是由氢原子和氧原子构成；一个水分子是由一个氢原子和两个氧原子构成。（四）自来水厂净水过程及作用：过程作用取水提供水源，从江、河、湖或地下的水源取水加絮凝剂使悬浮在水中的小

8、颗粒状杂质被吸附、凝聚反应沉淀池沉降、分离杂质过滤池除去以上各步的沉淀物与原有水体中的漂浮物活性炭吸附池除去水体中一些可溶于水的有气味的有颜色的杂质投药消毒水体中存在一些有毒、有害的病毒、病菌等，通过化学消毒剂才能除去配水泵经过以上步骤后，所得水基本上是比较干净的水，可供用户使用（五）硬水和软水1、硬水和软水的定义硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。注：（1）可溶性钙、镁化合物指氯化钙、氯化镁、硫酸镁、碳酸氢镁、碳酸氢钙等可溶性的盐。它们的化学符号为MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2等。（2）软水和

9、硬水都是混合物，只是可溶性的钙镁化合物含量不同。（3）出现水垢的原因是：当水温升高或因蒸发水量减少时，水中不溶性杂质和溶解的钙、镁化合物会析出形成沉淀。2、鉴别硬水和软水的方法步骤：把等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的两种水样的烧杯中，搅拌，观察两只烧杯中产生泡沫的情况。现象及结论：烧杯中浮渣多，泡沫少的是硬水；烧杯中浮渣少，泡沫多的是软水。3、硬水的危害（1）用硬水洗涤衣服，既浪费肥皂，衣物又洗不干净，时间长了还会使衣物变硬。（2）锅炉用硬水，易形成水垢，妨碍热传导，不仅浪费燃料，还会引起管道变形，严重时可能引起爆炸。（3）人长期饮用硬水，会影响人体健康。三、探究实验在环境监测部门对某一生长有

10、水生动植物的水体中溶解氧气进行24小时测定的实验中，可得到如下图所示的曲线：因为植物的光合作用可简单表示为： 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 所以在正午时分（12时）由于光合作用最强产生了较多的氧气，使得氧气在水体中的溶解量最大；而在午夜时分（24时）由于光合作用最弱而呼吸作用最强（产生CO2），使得氧气在水体中的溶解量最小。讨论：水生物在水下呼吸都需要氧气，为什么水中会有氧气？炎热的夏天或下雨前，为什么鱼常常会游向水面？课内练习与训练1. 判断铁丝在氧气中燃烧是化学变化的主要依据（ ）A. 火星四射 B. 有黑色固体生成 C. 放出大量的热 D. 以上都不是 2. 下列关

11、于氧气物理性质的描述中，不正确的是（ ）A. 通常情况下氧气是无色无味的气体B. 温度越高，氧气在水中溶解越多C. 氧气不易溶于水D. 氧气的密度略大于空气的密度3. 下列物质：镁 磷 碳 硫等在氧气中燃烧时，有白色固体生成的是（ ） A. 和 B. 和 C. 和 D. 只有4. 将带火星的木条插入一瓶无色气体中，木条复燃并剧烈燃烧，则说明这种气体是（ ） A. 氮气 B. 空气 C. 氧气 D. 二氧化碳5. 下列对氧气用途的叙述：液态氧用于火箭发动机的助燃剂；氧气在炼钢中作氧化剂；氧气在医疗、登山、潜水和航空活动中供呼吸用；利用氧气和可燃物反应放出的热量，切割金属。其中正确的是（ ） A.

12、 和 B. 和 C. 和 D. 和6. 下列反应中，不属于化合反应的是（ ） 7、实验室制取氧气的主要步骤有：固定装置、装入药品、加热、检查装置的气密性、用排水法收集。其操作顺序正确的是（ ）A B C D 8、潜水艇里需要配备氧气的发生装置，以保证长时间潜航。下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是（ ）A高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 B水氢气+氧气C过氧化钠+二氧化碳碳酸钠+氧气 D过氧化氢水+氧气 9、“神州六号”太空舱利用NiFe2O4将航天员呼出的CO2转化为O2，而NiFe2O4的质量和化学性质都不变化，在该过程中NiFe2O4是（ ）A 反应物 B生成物 C催

13、化剂 D消毒剂 10、鉴别一瓶气体是否为氧气,下列操作正确的是（ ）A 观察气体颜色 B闻气体的气味 C插入带火星的木条 D倒入澄清的石灰水 11、下列有关氧气的“自述，错误的是（ ） A我不易溶于水 B我具有可燃性 C我能供给呼吸 D我的化学性质比较活泼 12、氧气是我们身边常见的物质，以下有关氧气的叙述正确的是（ ）A 物质与氧气发生的反应都是氧化反应 B B鱼、虾等能在水中生存，是由于氧气易溶于水C氧气具有可燃性 D物质在氧气中燃烧的反应一定是化合反应 13、下列关于燃烧现象的描述中正确的是（ ）A 木炭在空气中燃烧后，生成黑色的固体 B 硫粉在氧气中燃烧，产生大量白烟C镁条在空气中燃烧

14、，发出耀眼的白光 D红磷在空气中燃烧，产生蓝紫色火焰 14、下列物质在氧气中燃烧有关现象的描述，正确的是（ ） A、 铁火星四射 B. 硫黄色火焰 C. 磷黑色固体 D. 镁蓝色火焰 15、能使带火星木条复燃的气体是（ ） AO2 BN2 CH2 DCO2 16、过氧化氢俗称双氧水，可用过氧化钡（BaO2）与稀硫酸反应来制备。过氧化氢与过氧化钡都是过氧化物，过氧化物一般可用作氧化剂、漂白剂、供氧剂等。阅读下文并回答有关问题：（1）实验室可用过氧化氢溶液制取氧气，其反应的化学方程式是 。（2） 过氧化钠（Na2O2）也是一种过氧化物，潜水艇常用过氧化钠作供氧剂，同时维持艇内空气成分的稳定，写出这

15、一反应的化学方程式 。课后巩固与提高1过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解成氧气和水。分液漏斗可以通过调节活塞控制液体滴加速度。回答下列问题： 分液漏斗中应放入的物质是 ，锥形瓶中应放入的物质是 。 要收集一瓶纯净的氧气应选择图24中的装置 （填字母），要收集一瓶干燥的氧气应选择的收集装置为 （填字母）。 某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用C装置收集氧气，过一断时间后用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未见木条复燃。其原因是 。若某同学在观察到锥形瓶中产生大量气泡时，开始用D装置收集氧气，过了一段时间后，用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未见木条复燃。推测其原因是 证实推测属实的具体做法是： 。 若实验时用此法代替氯酸钾