《制取氧气》教案

《制取氧气》教案1．理解实验室制取氧气的原理。2．了解催化剂的概念。3．初步会对实验现象进行观察、分析、归纳。4．初步会运用已学知识解决实际问题。5．培养学生科学素养，强化小组合作学习的意识，鼓励分享。重点：用高锰酸钾制取氧气的原理和操作步骤；合理地选择仪器，组装气体发生装置和气体收集装置。难点：催化剂的概念。教师准备教学课件；学生预习背默手册。(赠送)一、情景导入导语：潜水员在潜水时总是在身后背着一个氧气瓶。你知道氧气瓶中的氧气是怎样制取的吗？二、合作探究实验室制取氧气【讲述】实验室常采用加热高锰酸钾、分解过氧化氢的方法制取氧气。【提问】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气的原理是什么？在用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气时，应如何操作？如何检验一瓶气体是氧气？【演示】实验2－5。【小结】实验室加热高锰酸钾制取氧气的原理：高锰酸钾eq\o(→,\s\up7(加热))锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。【投影】实验室制取氧气的操作步骤。【归纳总结】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气的操作：①“检”——制取氧气前应先将仪器组装好并检查装置的气密性；②“装”——将少量高锰酸钾装入试管中，并在试管口塞一团棉花，然后用带有导管的塞子塞紧试管；③“扣”——预先将集气瓶装满水，倒扣在水槽里；④“热”——加热试管(先预热，用酒精灯外焰在试管底部来回移动，然后再用酒精灯外焰集中加热盛放固体的部位)，待导管口有气泡均匀连续冒出时即可收集；⑤“集”——用排水集气法收集。催化剂和催化作用【演示】做教材第44～45页探究实验：用过氧化氢溶液制氧气。在三种条件下：①不加热；②加热；③加入二氧化锰。观察带火星的木条是否复燃。【提问】二氧化锰到底是什么物质？它在这个反应中起什么作用呢？【讲述】既然二氧化锰可以重复使用，说明在反应前后它的化学性质没有改变，那么它的质量有没有改变呢？它在这里到底起一个什么作用呢？【讲解】催化剂的概念，强调“一改两不变”。为了加快化学反应速率，我们使用催化剂，而为了减慢反应的进行，我们也使用催化剂。比如，食用油中加入一些催化剂可以有效地防止酸化，在橡胶制品中加入一些催化剂可以减缓橡胶老化的速度。二氧化锰既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，催化剂算反应条件。分解反应【投影】1.过氧化氢eq\o(→,\s\up7(二氧化锰))水＋氧气。2．高锰酸钾eq\o(→,\s\up7(加热))锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。【提问】上述两个反应有什么共同特征，与化合反应有什么不同？【归纳总结】1．分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。2．分解反应与化合反应的特点可以表示如下：分解反应：AB→A＋B，特征为“一变多”。化合反应：A＋B→AB，特征为“多变一”。氧气的工业制法【交流讨论】阅读教材讨论归纳。【归纳总结】1．原理：分离液态空气法。利用液氧(沸点高)和液氮(沸点低)的沸点不同，采用蒸发的方法进行分离。2．步骤：【知识拓展】工业制取氧气，将空气成分分离，不产生其他物质，属于物理变化；实验室制取氧气，有其他物质生成，属于化学变化。【思考】工业制取氧气与实验室制取氧气在反应类型上是否相同？【小结】不同。工业制取氧气是物理变化，不属于任何化学变化中的反应类型；实验室制取氧气是化学变化中的分解反应。【材料拓展】催化剂和催化作用仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率，而本身的组成和质量并不改变的物质叫催化剂。催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时，叫做单相催化作用；催化剂跟反应物属不同相时，叫做多相催化作用。使化学反应加快的催化剂，叫做正催化剂；使化学反应减慢的催化剂，叫做负催化剂。例如，酯和多糖的水解，常用无机酸作正催化剂；二氧化硫氧化为三氧化硫，常用五氧化二钒作正催化剂，这种催化剂是固体，反应物为气体，形成多相的催化作用，因此，五氧化二钒也叫做触媒或接触剂。食用油脂里加入0.01%～0.02%没食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸败，在这里，没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抵制剂)。在催化反应里，人们往往加入催化剂以外的另一物质，以增强催化剂的催化作用，这种物质叫做助催化剂。助催化剂在化学工业上极为重要。例如，在合成氨的铁催化剂里加入少量的铝和钾的氧化物作为助催化剂，可以大大提高催化剂的催化作用。课题3制取氧气一、加热高锰酸钾制取氧气1．反应原理：高锰酸钾eq\o(→,\s\up7(加热))锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。2．操作步骤：查、装、定、点、收、离、熄。3．注意事项。二、分解过氧化氢制取氧气反应原理：过氧化氢eq\o(→,\s\up7(二氧化锰))水＋氧气。三、催化剂和催化作用四、分解反应1．分解反应和化合反应的定义。2．①分解反应：AB→A＋B，特征为：“一变多”；②化合反应：A＋B→AB，特征为“多变一”。五、工业制法1．原理：根据各成分沸点的不同。2．步骤：分离液态空气(物理变化)。完成课件中随堂练习。本堂课融入生活中的问题，帮助学生了解一些基本常识，并学会勇于面对生活中的实际问题，积极钻研、探索。充分体现了新的课程改革精神，贯彻了课改的内涵和理念。本堂课内容稍多，可能会拖堂，催化剂是本节课的难点，应提前让学生搜集相关的资料。由于没能够认真仔细地检查实验仪器的准备情况，导致实验时缺少棉花。因为高锰酸钾实验中，棉花起到了非常关键的作用，在课堂上只能让学生观察错误的操作，并根据产生的实验现象分析产生错误现象的原因。课后知能演练基础巩固1.下列反应中,既不属于化合反应,又不属于分解反应的是()。A.氢气+氧气水 B.氧化钙+水氢氧化钙C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳 D.酒精+氧气水+二氧化碳2.实验室用过氧化氢溶液制取氧气,若实验中忘记加入二氧化锰,其结果是()。A.不产生氧气 B.产生氧气的速率小C.产生氧气的总量少 D.没有影响3.下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中正确的是()。能力提升4.工业上“分离液态空气法”制氧气的流程如下图所示,下列说法中正确的是()。A.此方法制氧气的原料来源广泛 B.该分离过程是化学变化C.说明液氧的沸点比液氮的沸点低 D.图中液体物质是纯净的氧气5.右图是有关氧气的知识结构图(部分反应条件省略,参加反应的氧气为足量),请回答下列问题。(1)反应①中二氧化锰起作用。

(2)反应②的文字表达式是。

(3)检验反应③生成物的实验操作是。

(4)图中的反应属于化合反应的有(填序号,下同),属于分解反应的有。

6.(2023·辽宁中考改编)化学是一门以实验为基础的科学。实验室制取氧气常用到下列装置,请回答下列问题。(1)实验室用装置A制取氧气,其反应的文字表达式为。

可以选择装置D收集氧气的原因是。

(2)实验室制取气体时,选择装置B作为发生装置的依据是

。(3)实验时,装置B中长颈漏斗下端管口要伸入液面下的目的是。

(4)实验室检验氧气的方法是。

思维拓展7.(选做题)学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”,化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中,对“红砖粉末能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。实验步骤实验现象实验结论步骤①木条不复燃;步骤②产生气泡;步骤③

红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂,反应的文字表达式为。【讨论与反思】乙同学认为:仅凭上述实验不能证明红砖粉末是过氧化氢分解的催化剂,还需探究反应前后红砖粉末质量是否变化。【实验步骤】Ⅰ.称量红砖粉末质量为m1;Ⅱ.完成上述表格中甲同学的实验;Ⅲ.反应结束后,分离出红砖粉末,烘干,称量红砖粉末质量为m2;【分析】若m1(填“>”“=”或“<”)m2,说明红砖粉末可作过氧化氢分解的催化剂。【评价】丙同学认为,还需再补充一个实验:探究。

答案：课后知能演练1.D解析:氢气+氧气水,该反应符合“多变一”的特征,符合化合反应的特征,属于化合反应,A项不符合题意;氧化钙+水氢氧化钙,该反应符合“多变一”的特征,符合化合反应的特征,属于化合反应,B项不符合题意;碳酸钙氧化钙+二氧化碳,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,C项不符合题意;酒精+氧气水+二氧化碳,该反应的反应物和生成物均是两种,不符合“多变一”或“一变多”的特征,既不属于化合反应,又不属于分解反应,D项符合题意。2.B解析:实验室用过氧化氢制取氧气,二氧化锰是催化剂,可以增大反应的速率,但催化剂不能增大产率,也不能减小产率,故选B项。3.A解析:检查气密性,先将导管放入水中,用手紧握试管的外壁,观察放入水中的导管口有无气泡冒出,如果有气泡冒出,说明装置气密性良好,A项正确;等气泡连续均匀放出时,开始收集气体,此时是纯净的气体,B项错误;集满气体后,在水面下用玻璃片盖上集气瓶,将集气瓶连同玻璃片一起拿出水面,C项错误;实验结束,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,D项错误。4.A解析:题述方法制氧气的原料是空气,来源广泛,A项正确。工业上分离液态空气制取氧气,利用的是液氮和液氧的沸点的不同,没有新物质生成,属于物理变化,B项错误。分离液态空气能分离出氮气和液体,说明液氧的沸点比液氮的沸点高,C项错误。该方法得到的氧气中还含有稀有气体等气体,D项错误。5.(1)催化(2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气(3)向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡(4)③④⑤①②解析:(1)无色液体在二氧化锰的作用下生成氧气,故无色液体为过氧化氢溶液,二氧化锰的作用为催化作用。(2)暗紫色固体在加热的条件下生成氧气,故暗紫色固体为高锰酸钾,高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。(3)氧气与木炭反应生成二氧化碳,检验二氧化碳的操作为向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡。(4)氧气分别与木炭、红磷、铁反应,生成物均只有一种,故③④⑤属于化合反应;①②符合“一变多”特征,属于分解反应。6.(1)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气氧气的密度比空气的密度大(2)反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热(合理即可)(3)防止生成的气体从长颈漏斗中逸出(4)将带火星的木条伸入集气瓶中,若复燃则证明是氧气解析:(1)实验室用装置A制取氧气,可以选用高锰酸钾,在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;因为氧气的密度比空气的密度大,所以氧气可用向上排空气法收集,即可以选择装置D收集氧气。(2)选择发生装置依据反应物的状态和反应条件,所以选择装置B作为发生装置的依据为反应物是固体和液体(或液体和液体),反应条件不需加热。(3)为防止生成的气体从长颈漏斗中逸出,实验时,装置B中长颈漏斗下端管口要伸入液面下。(4)实验室检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中,若复燃则证