第三节 氧气的制法

第三节  氧气的制法 （2课时） 一.知识教学点 1.氧气的工业制法。 2.氧气的实验室制法。 3.催化剂、催化作用。 4.分解反应。 二.重、难、疑点 1.重点：实验室制取氧气和收集气体的操作方法。     2.难点：催化剂，催化作用。 3.疑点：实验室制取氧气的反应原理。 三.教学步骤 (一)明确目标     1.使学生掌握实验室制取氧气的方法和反应原理。     2.了解工业上从空气中提取氧气的基本原理。     3.了解催化剂和催化作用的概念。     4.理解分解反应的定义及其与化合反应的区别。 (二)整体感知     按照研究元素及其化合物知识的模式，在氧气的性质和用途之后安排学习氧气的制法。氧气制取的演示实验是教材中第一个完整的讨论元素化合物知识、制备典型代表物的实验，学生的学习兴趣较高。在化学实验基础操作的基础上学习制取氧气的实验操作，在学习了氧气的性质的基础上研究氧气的收集方法，可以说不是很难的。     本节内容以氧气的实验室制法为核心，穿插了—些化学基本概念和原理的建立，把描述实验部分与理论部分联系起来，在实验的基础上建立概念，比较符合学生的认识规律。 (三)教学过程 [复习提问]：1.比较全面地描述一下氧气的物理性质。             2.氧气有哪些化学性质．写出五个反应的文字表达式。             3.如何检验一瓶无色气体是氧气(空气、氮气、二氧化碳)?                通过第3个问题，教会学生物质的检验方法，即按照“操作—现象—结论”的顺序叙述。 [讨论]：如何鉴别四瓶无色气体：空气，氧气、氮气、二氧化碳? [教师活动]：讲评学生的叙述。 [板书]：一.氧气的检验方法 将带火星木条伸入集气瓶里，   若木条复燃，   证明瓶内是氧气。 操作   现象 结论 [提问]：根据氧气的性质说明氧气有什么重要用途？ [新课引入]：氧气有那么多重要的用途，那么，你一定很想知道氧气是怎样制得的？ [板书]：二.氧气的实验室制法——分解反应 [教师活动]：讲述实验室制取物质的原则、特点：原料便宜、操作简单、反应速度适中等。展示实验室制取氧气的药品，学生观察它们的颜色和状态。 [实验]：演示[实验1—6] 加热少量氯酸钾 [观察]：氯酸钾沸腾前，木条没有复燃，证明无氧气放出；继续加热至沸腾后，才有少量氧气放出。 [讨论]：该实验证明只加热氯酸钾能否放出氧气？加热到什么程度才放出氧气？放出氧气的速度如何？ [实验]：演示[实验1—7] 加热少量二氧化锰。 [观察]：木条没有复燃，证明无氧气放出。 [讨论]：该实验又说明什么? [实验]：演示[实验1—8] 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 [观察]：木条迅速复燃，证明迅速放出氧气。 [讨论]：该实验又说明什么呢？比较这三个实验，你认为二氧化锰在实验[1—8]中起什么作用? [小结]：加热氯酸钾到较高温度能放出氧气，二氧化锰不行；在较低温度下不会放出氧气的氯酸钾，加入了加热时不会放出氧气的二氧化锰，却能迅速地放出氧气．并且二氧化锰的量并没有变化，且还能继续使用，说明二氧化锰的化学性质没有改变。 [学生活动]：阅读课本第16页内容，划出催化剂、催化作用的概念。 [板书]：1.催化剂：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有变化的物质。 [板书]：2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 [教师活动]：讲解催化剂的选择性，使学生澄清一下几个问题： (1)催化剂能改变(加快或减慢)其他物质的化学反应速率，不能片面地说成是加快。  (2)二氧化锰只对氧酸钾的分解具有催化作用，但不是专做催化剂。  (3)催化剂只能改变化学反应速率，不能增大或减少生成物的质量。 [举例]：例如：橡胶制品中常加入一些催化剂以减缓橡胶的老化速度。 [讲解]：实验室常采用加热氯酸钾来制取氧气，为了加快反应速度，常    加入少量的二氧化锰作催化剂。反应的文字表达式为： [板书]：3.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气 （1）文字表达式：          二氧化锰（MnO2） 氯酸钾 —————→ 氯化钾 + 氧气 加热                          KClO3                 KCl      O2 [教师活动]：介绍收集气体的常用方法。 [讨论]：根据氧气的性质，可以用什么方法收集氧气? [小结]：氧气不易溶于水，故可以用排水法；氧气的密度比空气略大，故可以用向上排空气法。 [板书]：（2）收集方法：排水集气法或向上排空气法 [教师活动]：演示[实验1-9] 加热氯酸钾与二氧化锰的混合物，制取并收集氧气。边操作、边讲解，边讨论。 [讲解]：本实验装置有几处连接口，若装置漏气将影响气体产量，故要先检查装置的气密性。 [讨论]：如何检查该装置的气密性？如何处理和装入固体试剂？ [操作]：取氯酸钾、二氧化锰约3:1，混合均匀，放人试管底部。 [讨论]：如何固定试管？试管口为什么要略向下倾斜？ [操作]：根据酒精灯的高度，调节铁夹的位置。固定好试管，并将导管插入水槽中，将盛满水的集气瓶倒立于水槽中。 [讨论]：伸人试管内的导管为什么不宜过长？药品为什么要平铺于试管底部？集气瓶口留有气泡说明什么？应如何操作？如何给试管中的固体加热？ [操作]：预热后，将酒精灯火焰固定在试管内混合物靠管口的部分。 [讲解]：酒精灯随反应的进行和需要氧气量的多少向试管底的方向移动，这样做既可防止固体混合物随气流冲向试管口，又便于控制氧气放出的速度和量。 [讨论]：当开始气泡冒出时，能否收集？为什么？何时开始收集？ [讲解]：刚开始冒出的气泡是试管中的空气，不能收集，待气泡连续、均匀地冒出时才开始收集。或用带火星的木条在试管口检验逸出的气体，确定空气已经排尽时，再开始收集。 [讨论]：如何判断氧气已经集满，集满一瓶氧气后应如何操作? [操作]：当气泡开始从瓶口逸出时，取出导气管，盖好玻璃片，将盛满氧气的集气瓶正立于台面上，用同样方法再收集1-2瓶氧气。 [讨论]：实验完毕后，将导管从水中取出，还是先移走酒精灯? [操作]：先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯，停止实验。 [讲解]：实验室除了以二氧化锰为催化剂加热氧酸钾制取氧气外，还可加热高锰酸钾制取氧演示加热高锰酸钾制取氧气。（出示高锰酸钾样品） [学生活动]：观察高锰酸钾的色、态。 [教师活动]：讲解一团棉花的作用，写出文字表达式： [板书]：4.加热高锰酸钾制取氧气   加热 （1）文字表达式：高锰酸钾———→锰酸钾+二氧化锰+氧气                        KMn04          K2Mn04    MnO2     O2  （2）管口塞一团棉花的作用：防止高锰酸钾粉末随生成的氧气飘入导管堵塞导管。 [讨论]：对比两个文字表达式共同点，归纳出分解反应的概念，并讨论分解反应与化合反应的区别。 [板书]：5.分解反应 （1）定义：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。     （2）特点：“一变多”  AB→A+B [强调]：分解反应与化合反应都是常见的反应类型，它们都属于化学反应的基本类型。 [讲解]：通常，在工业、医疗等方面需要大量的氧气，靠实验室制法制取氧气是不行的。下面我们来看看氧气的工业制法。 [板书]：三.氧气的工业制法——物理变化 [学生活动]：学生阅读课本第17页内容，讨论工业上制取氧气的原理。 [板书]：根据液氧与液氮的沸点不同，采用分离液态空气法。               压缩            蒸发     氮  气（沸点-196℃） 空气———→液态空气———→               降温                     液态氧（沸点-183℃） (四)总结、扩展  本节主要学习了实验室制取和收集氧气的操作，并在此基础上了解了催化剂和催化作用，以及氧气的工业制法，归纳出了分解反应与化合反应的区别。其中排水法适用于那些不(不易)溶于水的气体的收集。加热固体试剂制取气体的原理，我们在以后的学习中将会继续接触。 四.布置作业：回忆、总结实验室制取氧气的操作步骤及注意事项。