制取氧气导学案

制取氧气导学案引言：氧气的召唤氧气，这位我们呼吸中不可或缺的伙伴，在自然界中扮演着至关重要的角色。从维持生命活动到支持燃烧，它的身影无处不在。那么，在实验室中，我们如何才能制备出纯净的氧气呢？本导学案将引领大家一步步揭开氧气制备的神秘面纱，从原理到操作，深入理解这一经典的化学实验。一、学习目标在本次学习旅程结束后，你应当能够：1.阐述实验室制取氧气的常用化学反应原理，并能正确书写相关化学方程式。2.根据反应原理选择合适的实验装置（发生装置与收集装置），并理解选择依据。3.独立或在小组协作下，按照规范步骤完成氧气的制取与收集操作。4.掌握氧气的检验与验满方法。5.认识实验中的注意事项，树立安全实验和规范操作的意识。6.初步分析实验中可能出现的问题，并尝试提出解决方案。二、知识回顾与准备在开始我们的实验探究之前，请回顾以下知识：*氧气的物理性质：颜色、气味、状态、密度（与空气比较）、溶解性等。*什么是催化剂？它在化学反应中起什么作用？思考与讨论：根据氧气的物理性质，你认为可以用哪些方法来收集氧气？三、实验探究：氧气的实验室制法（一）过氧化氢溶液在二氧化锰催化下分解这是一种常温下即可进行的反应，操作相对简便安全，是实验室制取氧气的常用方法之一。1.反应原理：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气。化学方程式：_________________________(请在此处填写)2.实验装置：*发生装置：固液常温型。通常由锥形瓶（或广口瓶）、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡皮塞和导管组成。*思考：使用分液漏斗相较于长颈漏斗有何优点？*收集装置：*排水法：因为氧气_________（难/易）溶于水。*向上排空气法：因为氧气的密度比空气_________（大/小）。3.实验步骤：(1)检查装置的气密性：如何检查？_________________________________(2)向锥形瓶中加入适量的二氧化锰固体。(3)塞紧带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的橡皮塞。(4)通过长颈漏斗（或分液漏斗）向锥形瓶中加入过氧化氢溶液。(5)收集氧气：*若用排水法：将导管伸入盛满水的集气瓶中，当气泡_________并_________地放出时开始收集，当集气瓶口有_________冒出时，表明已收集满。在水下用玻璃片盖紧集气瓶口，取出后_________（正/倒）放在桌面上。*若用向上排空气法：将导管伸到集气瓶_________部，用带火星的木条放在集气瓶_________，若木条复燃，则表明已收集满。（二）加热高锰酸钾制取氧气这是另一种经典的制取氧气的方法，需要加热。1.反应原理：高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。化学方程式：_________________________(请在此处填写)2.实验装置：*发生装置：固体加热型。通常由试管、铁架台（带铁夹）、酒精灯、单孔橡皮塞和导管组成。*注意：试管口应略向_________倾斜，目的是防止_________________________。*注意：在试管口要塞一团_________，目的是防止_________________________。*收集装置：同过氧化氢法（排水法或向上排空气法）。3.实验步骤（可概括为“查、装、定、点、收、离、熄”）：(1)查：检查装置的气密性。(2)装：将高锰酸钾装入试管，在试管口塞一团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管。(3)定：将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜。(4)点：点燃酒精灯，先对试管进行_________，然后集中在药品部位加热。(5)收：当气泡连续均匀地放出时开始收集氧气（同前）。(6)离：收集完毕，先将_________从水槽中移出。(7)熄：再熄灭酒精灯。*思考：为什么要先“离”后“熄”？_________________________________（三）加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热条件下也能产生氧气。1.反应原理：氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热的条件下分解生成氯化钾和氧气。化学方程式：_________________________(请在此处填写)2.实验装置：与加热高锰酸钾制取氧气的装置相似（固体加热型）。但试管口是否需要塞棉花？_________（是/否）3.实验步骤：与加热高锰酸钾制取氧气的步骤基本相同。四、氧气的检验与验满*检验：将带火星的木条伸入集气瓶_________，若木条_________，则证明该气体是氧气。*验满（向上排空气法）：将带火星的木条放在集气瓶_________，若木条_________，则证明氧气已收集满。（排水法验满：当集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满。）五、实验中的注意事项与安全提示1.实验前务必检查装置的气密性，这是实验成功的关键。2.用高锰酸钾制取氧气时，试管口的棉花不能忘记放，也不能塞得太紧。3.加热时，试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流引起试管炸裂。4.用排水法收集氧气时，要等气泡连续均匀冒出后再收集，以免收集到装置内的空气。5.实验结束时，务必先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒吸。6.酒精灯使用要规范，注意安全，禁止向燃着的酒精灯内添加酒精，禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯。7.氧气是助燃气体，收集好的氧气要正放在桌面上，并远离火源。8.实验结束后，要及时清理实验仪器和桌面。六、问题与讨论1.比较上述三种制取氧气的方法，它们各有什么优缺点？你认为在什么情况下选择哪种方法更合适？2.在过氧化氢分解制取氧气的实验中，二氧化锰的质量在反应前后是否改变？它在反应中起什么作用？如何设计实验证明你的猜想？3.如果用向上排空气法收集氧气，如何尽可能保证收集到的氧气纯度较高？4.若实验中收集到的氧气不纯，可能的原因有哪些？（至少列举两点）七、课堂小结通过本节课的学习，我们掌握了实验室制取氧气的几种常用方法，包括它们的反应原理、实验装置、操作步骤以及氧气的检验和验满方法。更重要的是，我们体会到了科学实验的严谨性和规范性的重要性。每一个步骤的背后都蕴含着科学道理，每一个注意事项都是为了保证实验的安全和成功。八、拓展延伸除了我们今天学习的方法，工业上是如何大量制取氧气的呢？这种方法的原理是什么？与实验室制法有何本质区别？有兴趣的同学可以查阅相关资料进行了解。---学习反思与记录：*本次学习中，我