課題3 制取氧氣（兩課時）第二課時復習提問1實驗室如何制取氧氣?2如何證明一瓶氣體是氧氣?回答1實驗室可以用分解過氧化氫溶液或加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣。2可把帶火星的木條伸入該瓶氣體中，若木條能夠復燃，證明此瓶氣體是氧氣。提問實驗室采用什么樣的裝置制取氧氣呢?學生思考投影展示P36圖217和圖218。學生看圖并進行如下討論1在圖217和218中，使用了哪些儀器?2哪部分是氣體發生裝置，哪部分是氣體收集裝置?3如何檢查氣體發生裝置的氣密性?4為什么可以用排水法收集氧氣?學生討論)學生代表陳述討論結果1圖217的儀器有：酒精燈、大試管、鐵架臺、塞子(帶導管)、水槽、集氣瓶。圖218的儀器有：酒精燈、大試管、鐵架臺、塞子(帶導管)、水槽、集氣瓶。2左邊是氣體發生裝置，右邊是氣體收集裝置。3把一試管塞緊塞子，塞子中央行導管，導管的另一端放進盛水的燒杯是，用手握緊試管，觀察水中的導管口有沒有氣泡冒出。如果有氣泡冒出，說明裝置的氣密性良好；否則說明裝置漏氣。4因為氧氣難溶于水，所以可以用排水法收集氧氣。教師知道了氧氣的制取以及它的性質，按下來我們親自動手制取氧氣并驗證它的性質。注意事項1首先要檢查裝置的氣密性，氣密性良好，實驗方可進行。2用高錳酸鉀制氧氣，試管口要塞一團棉花，防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管。3試管口要略向下傾斜，防止固體受熱時放出的水蒸氣冷凝成水，回流到熱的試管底部，使試管炸裂。4先對試管進行預熱，然后對準行藥口的部位集中加熱。5導管口開始有氣泡放出時，不宜立即收集(思考：為什么?)。等有大量、均勻、連續的氣泡產生時再進行收集。6實驗結束時，先把導管移出水面，然后再熄火酒精燈。(思考：如果光熄火酒精燈，可能會造成什么后果？)7木炭在氧氣中燃燒這個實驗，應用坩堝鉗夾住木炭由上向下緩慢伸入集氣瓶中。(思考：為什么?)8做鐵絲燃燒這個實驗時，預先在集氣瓶底那加少量水。(思考：為什么？)教師下面大家開始動手做實驗，一定要注意到剛才強調的幾個事項，同時對我提出的幾個問題進行思考，并注意觀察木炭和鐵絲在氧氣中燃燒的現象，總結實驗室制取氧氣的步驟。學生實驗，教師巡視，發現學生操作中的一些錯誤及時指出并糾正。(學生活動)(實驗完畢，選擇學生代表陳述實驗的現象)陳述1木炭在氧氣中燃燒發出白光，放出熱量，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。追問說明什么?回答說明木炭燃燒生成二氧化碳。追問為什么?回答因為小學自然課中學過二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁。繼續陳述2鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成一種黑色固體。追問為什么做此實驗時需在集氣瓶底部預先加少量水。學生思考，討論講解為了防止鐵絲燃燒時較大塊的熔渣濺落下來，使集氣瓶炸裂。追問鐵絲燃燒生成的黑色固體是什么?回答四氧化三鐵。教師接下來把這兩個反應的文字表達式寫出來。可讓學生板演板演如下1碳+氧氣二氧化碳2鐵+氧氣四氧化三鐵 過渡實驗前，我提出了幾個思考題(見實驗注意事項5、6、7中的問題)，接下來大家對這些問題進行思考、討論。學生思考、討論答案1導管口剛開始產生的氣泡，是試管中和導管中排出來的空氣，如果這時候就進行收集，收集到的氧氣不純，應等均勻、連續氣泡產生時再進行收集。2實驗完畢后，如果先熄滅酒精燈，水槽里的水會倒流回試管，熱的試管遇到冷水，試管會炸裂，所以實驗完畢后，應先把導管從水槽中移出來，再熄滅酒精燈。3木炭在氧氣中燃燒，木炭由上向下緩慢伸入集氣瓶中，是為了使集氣瓶中氧氣都用于木炭的燃燒，以便有較長時間的觀察，如果一開始就把木炭很快地插至瓶的中下部，則燃燒生成的熱的二氧化碳會把中部和上部的尚未起反應的氧氣排出，木炭不能繼續順利燃燒，甚至很快就熄滅了。教師通過這個實驗，我們可以總結出實驗室制取氧氣的操作步驟。大家現在就來總結，看一下實驗室制取氧氣的步驟有哪些?學生總結總結結果如下首先要檢查裝置的氣密性，再把藥品加入試管中并固定好試管；把盛滿水的集氣瓶準備好，再進行加熱；然后用排水集氣法收集。實驗完畢后，先把導管移出水槽，最后再熄滅酒精燈。教師這樣的操作順序很難掌握，我們是是不是可以把這個操作順序編成順口溜或者歌謠，幫助我們記憶?學生討論)投影展示下列口決實驗室制取氧氣操作歌訣一要給查氣密性，二要藥品加(指試管)中；三把儀器固定好，四再點燃酒精燈；五用排水集氣法，收集氧氣做備用；六把導管移出水，最后熄滅酒精燈。板書上述口訣。講解實驗室裝配儀器的原則一般是：先下后上，先左后右。所以先固定酒精燈和試管，然后放置水槽。物質加熱一般是先均勻，后集中。“均勻”指先預熱，“集中”指對準有藥品的部位加熱。氣體收集有兩種方法，不易溶于水的采用排水法，易溶于水的采用排氣法。采用排氣法應根據密度來決定瓶口向上或向下。因為氧氣的密度大于空氣的密度，所以收集氧氣還可采用向上排空氣法。板書儀固裝配原則：先下后上，先左后右。物質加熱原則：先均勻，后集中。氣體收集方法：易溶于水排氣法，根據密度定上下；不溶微溶排水法，所得氣體純度大。小結本節課我們通過“氧氣的制取和性質”這個實驗的具體操作，知道了實驗室制取一種氣體的操作步驟和注意事項，為我們以后學習其他氣體的制取和性質奠定了基礎。同時我們還明白了化學是一門以實驗為基礎的課程，任何一個科學結論的獲得都不是隨隨便便的，都是在實驗的基礎上得出來的。這就告誡我們無論做什么都必須實事求是。布置作業習題3板書設計三、活動與探究1文字表達式：碳+氧氣二氧化碳鐵+氧氣四氧化三鐵2實驗室制取氧氣操作歌訣一要檢查氣密性，二把藥品加(指試管)中；三把儀器固定好，四再點燃酒精燈；五用排水集氣法，收集氧氣做備用；六把導管移出水，最后熄滅酒精燈。3儀器裝配原則：先下后上，先左后右。物質加熱原則：先均勻，后集中。氣體收集方法：易溶于水排氣法。根據密度定上下；不溶微溶排水法，所得氣體純度大。考題回顧1下列制取氧氣的方法中，簡單易行、不污染環境的是( )A. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 B2H2O22H2O+2H2O+O2C. 2KClO32KCl+3O2 D空氣液態空氣O22實驗室里制取氧氣大致可分為下列步驟：用排水法收集氧氣；熄滅酒精燈；點燃酒精燈，加熱試管；將高錳酸鉀裝入試管，用帶導管的塞子塞緊試管，并把它固定在鐵架臺上；檢查裝置的氣密性；將導管從水槽中取出。請按正確的操作順序，將以上步驟的序號寫在橫線上：________________。3分別分解高錳酸鉀、氯酸鉀(KClO3)、過氧化氫(H2O2)三種物質，都可以制得氧氣。這說明三種物質的組成中都含有( )A氧化物 B氧元素 C. 氧分子 D氧氣4被稱為“綠色氧化劑”的過氧化氫“H2O2”俗稱雙氧水，是一種無色液體，常用作無公害的消毒殺菌劑和漂白劑等，在有少量催化劑(如MnO2)的條件下，它能迅速分解，生成氧氣和水，請回答下列問題：(1)過氧化氫分解的化學方程式是_________。(2)若在實驗室用過氧化氫制取氧氣，可采用實驗室制取__________(填O2或CO2)的反應裝置。(3)怎樣鑒別水和雙氧水兩瓶無色液體(簡述實驗操作步驟、現象、結論)。答案：1B 2 3B4(1)2H2O22H2O+O2 (2)CO2 (3)用試管各取少量兩種液體，分別加入少量二氧化錳，有氣泡產生的為雙氧水，無氣泡產生的是水。備課資料1實驗室制取氧氣歌訣試管口部略下傾，導管伸入稍露頭；先均后固用外焰，緩慢加熱向管底；排水方法收氧氣，連續氣泡再入瓶；實驗之后移導管，然后再撤酒精燈。新疆 羅志英2為什么雙氧水可以用來消毒傷口和漂白織物?雙氧水學名叫過氧化氫，化學式為H2O2。純的過氧化氫是淡藍色或近于無色的黏稠液體，市場銷售的一般是3和30的水溶液。過氧化氫極不穩定，在受熱和光照情況下易分解為水和氧氣。2H2O22H2O+O2分解產生的氧氣具有很強的殺菌和漂白能力。在醫療上可以用作消毒殺菌劑來洗滌傷口，也可用于漱口以除去口臭；工業上用作漂白劑。用來漂白棉、毛、絲的織物；航天工業上，過氧化氫還可用作噴氣燃料和火箭燃料的氧化劑。過氧化氫易分解失效，保存時常加入穩定劑，而且應放在陰涼、清潔、干燥處，遠離熱源和火種，防止陽光直射，不可與有機物以及鐵、銅、鉻等金屬共同貯存。3為什么高錳酸鉀可以殺菌消毒和漂白織物?高錳酸鉀，俗名灰錳氧，化學式為KMnO4。它是一種深紫色晶體，有金屬光澤，易溶于水。在有光存在或酸性介質中會緩慢變質，生成二氧化錳和釋放氧氣，光對高錳酸鉀的分解有催化作用。4KMnO4+2H2O4MnO2+4KOH+3O2實驗室中的高錳酸鉀應存放在棕色瓶中，用以避光。高錳酸鉀與有機化合物作用時，可放出氧氣，所以它是一種很好的氧化劑，具有強大的殺菌消毒和漂白織物的作用。 01的高錳酸鉀水溶液，能殺死一般細菌。凡是能水洗的食物、碗筷、杯、碟等在這種溶液中浸泡5分鐘，細菌均可被殺死。001002的高錳酸鉀水溶液，也可以作為洗膀胱和尿道的消毒劑。我們用稀的高錳酸鉀溶液漱口，既可以起到消炎殺菌的作用，還可以除去口臭。高錳酸鉀水溶液最好現用現配，如果配制時間較長，就會變質，由紫紅色變成黑褐色，并產生沉淀，也就失去了殺菌、漂白的作用。4神奇助手催化劑100多年前，有個魔術“神杯”的故事。有一天，瑞典化學家貝采利烏斯在化學實驗室忙碌地進行著實驗，傍晚，他的妻子瑪麗亞準備了酒菜宴請親友，祝賀他的生日。貝采利烏斯沉浸在實驗中，把這件事全忘了。直到瑪麗亞把他從實驗室拉出來，他才恍然大悟，匆忙地趕回家。一進屋，客人們紛紛舉杯向他祝賀，他顧不上洗手就接過一杯蜜桃酒一飲而盡。當他自己斟滿第二杯酒干杯時，卻皺起眉頭喊著：“瑪麗亞，你怎么把醋拿給我喝!?”瑪麗亞和客人都愣住了，仔細瞧著那瓶子，還倒出一杯來大家品嘗，一點兒沒有錯，確實是又甜又香的蜜桃酒呀!貝采利烏斯隨手把自己倒的那杯灑遞過去，瑪麗亞喝了一口，酸得吐了出來，也說：“甜酒怎么一下子變成酸醋啦?”客人們紛紛湊近來，觀察著、猜測著這“神杯”發生的怪事。貝采利烏斯發現，原來酒杯里有少量黑色粉末。他瞧瞧自己的手，手指上沾滿了鉑黑，這是在實驗室研磨白金時給沾上的。他興奮得把那杯酸酒一飲而盡。原來，把酒變成酸醋的魔力是來源于白金粉末，是它使乙醇(酒精)和空氣中的氧氣起化學作用，生成丁醋酸。后來，人們把這一作用叫做觸媒作用，又叫催化作用。希臘語的意思是“解去束縛”。催化劑是化學中的孫悟空，是化學科學的一員主將。19世紀末，在德國的一家工廠里，人們正在進行制造藍靛的實驗，需要很多的苯二酸。這種化合物在當時價值昂貴。人們認為，用發煙硫酸同萘作用，一定能制得苯二酸，可是一再試驗都沒有成功。有一天，化學家正在用萘做一個實驗，叫聽差取一個溫度計來。聽差偶然疏忽，把溫度計弄破了，落了一點水銀到反應的物質里，不料那物質就沸騰起來，很快就形成了大量的苯二酸。準料到水銀正是必需的催化劑，水銀像魔術師那樣變幻莫測！20世紀初，催化劑這個魔術師才開始成為人們不可缺少的得力“助手”。化學家們最早用催化劑創造出將空氣中的氮和氫氣合成氨的奇跡，并實現了合成氨工業化。1926年，人們利用催化劑將一氧化碳加氫成功地合成了人造液體燃料。以后又用催化劑合成了甲醛、乙醛、染料、橡膠等高分子聚合物。一切新的聚合物，都是新發現的催化劑作用下的產物。可以這樣說，沒有催化劑，就沒有現代的化學工業。催化劑的確是一種很奇妙的物質，它能提高我們所希望的化學反應的速度，抑制不希望的反應發生，而且自身在反應過程中不被消耗，能夠反復地使用。因此催化劑對于化學工業中的技術生產過程是一種非常重要的物質，僅從下面這個數字就能使我們知道它具有多么重要的意義：所有化學產品的90以上，在其生產過程中要涉及到一種催化劑。據統計，現在人類使用的催化劑，至少有100萬種。在許多物質的轉化過程中，它們簡直到了“點石成金”、出神入化的地步，因而創造了一個又一個奇跡。德國的哈博，用鐵作催化劑將大氣中的氮和氧轉化成氨，使農作物產量得到成倍的增長。德國的齊格勒和意大利的納塔，發現烯烴聚合催化劑，使人類進入了高分子時代。美國孟都公司用銠作催化劑，由甲醇合成醋酸獲得成功，從而改變了過去依靠糧食制醋酸的歷史。南非以煤為原料，經過一系列的催化轉化，終于制得了汽油。在咄咄逼人的石油危機聲中，開辟出一條以煤制油的新道路。日本高沙公司用重金屬作催化劑，合成出薄荷醇，并且出口量占世界銷售量的13，從此，薄荷的生產再不只靠大自然了據有關資料介紹，現在人類使用的70的橡膠、90以上的塑料、50以上的纖維和油漆、80的藥品和染料等，都是通過化學催化技術制得的。現在，美國化學催化工業的產值占其國民經濟總產值的20以上。1895年，德國化學家奧斯特瓦爾德給催化劑和催化作用下了個科學的定義：一種在化學反應前后，本身的質量和化學性質都不變，只是改變化學反應速度的物質，叫做“催化劑”。在化學反應中催化劑的特殊作用叫做“催化作用”。于是，鉑黑被叫做氫和氧化合的催化劑，而酸被叫做淀粉水解成葡萄糖的催化劑。不少化學反應需在高溫高壓下才能進行，但在催化劑的作用下，可以大大降低反應溫度和壓力，節省大量能源。原來速度很慢很慢的化學反應，在催化劑的作用下，反應速度可提高數百萬倍。例如，在常溫常壓下把氫氣和氧氣同時放到一個容器里，即使是過1萬年也不能化合成水。可是，如果向容器內投擲一顆鉑粒，就會發生爆炸，它們劇烈反應變成了水。由此可知，我們現在喝的水大部分是幾十萬年甚至幾千萬年的“古水”，而不是剛剛生成的“新水”。這一點對科學家們研究地層年齡和地質結構非常有用。再比如合成順丁橡膠的單體(原料)丁二烯，是由丁烯氧化脫氫后制得的，十幾年前要在300多攝氏度的高溫下進行。不久前，我國化學家發現了一種新的催化劑，使這種化學反應在200多度的溫度下就完成了。催化作用被證明在工業上具有頭等的重要性。例如，硫酸是一種僅次于空氣、水和食鹽的重要無機化合物，而制造硫酸的最好方法就是將硫燃燒先變成二氧化硫(SO2)，再變成三氧化硫(SO3)。如果不加入鉑黑一類的催化劑的話，從二氧化硫變成三氧化硫這一步就進行得像蝸牛爬行一樣慢。鎳粉末(在大多數情況下用它來代替鉑黑，因為它比較便宜)以及鉻、銅、五氧化二釩、三氧化二鐵、二氧化錳等化合物也是重要的催化劑。事實上，在工業上一個化學生產過程能否成功，在很大程度上取決于能否找到正好適合有關反應的催化劑。正是由于齊格勒發現了一種新型的催化劑，才使聚合物的生產發生了一場革命。在生物體中催化劑也起著極其重要的作用，不過它在那兒叫做酶。在物質代謝中酶的作用是優化一定的化學反應，它是有選擇性的，能從許許多多的供給物中選擇某種類型的分子，并將它轉化成一定的產品；此外這種極佳的化學反應能在很溫和的條件下進行。人工制造的催化劑大多數不具備很強的針對性，在其工作時常常需要相對較高的溫度或壓力，但盡管如此它對保持化學合成的有效性以及生產成本的合理性起著決定性的作用，許多化學反應只有通過催化劑才能順利進行。如今在催化劑中最著名的是安裝在汽車中的有毒廢氣清除裝置。它能消除汽車廢氣中有毒的一氧化碳和氮氧化物等，從而對減少“酸雨”起著決定性的作用。其中起催化作用的貴金屬層是由鉑或銠構成，它將一氧化氮還原成元素氮并同時將一氧化碳氧化成二氧化碳，這里所生成的兩種物質都是無害的氣體。這一過程正如人們今天所知的那樣：有害物附著在金屬表面，這時氮氧化物被分解成結構原子；氧原子在催化劑表面上與一氧化碳化合成二氧化碳，余下的氮原子則與另一個氮原子組合成氮分子。尋找好的催化劑對于化工企業的生產是非常重要的，化學家為了找到好的催化劑，經常是嘗試各種各樣的樣品，老一輩的化學家稱之“耕耘周期表”，意思就是說把周期表小的元素都試一下。如今人們積累了很多催化方面的知識，特別對催化反應過程的細節有了很多的了解，這樣。催化劑的尋找不再像以前那么盲目，而是有目的地合成特定的化學反應需要的特殊的催化劑。年級初三學科化學版本期數內容標題制取氧氣（第二課時）分類索引號G.623.2分類索引描述教學法主題詞制取氧氣（第二課時）欄目名稱教案精選供稿老師審稿老師錄入一校二校審核8