课题3——氧气的制取

课题3——氧气的制取

【教学目标】

一、知识与技能

（1）了解实验室和工业上制取氧气的不同原理

（2）了解催化剂、催化作用、分解反应的概念

（3）掌握实验室制取氧气的药品、反应原理、仪器装置、气体收集、验满及操作注意事项、

二、过程与方法

1.通过实验室三种制取氧气方案的比较，认识实验室制取气体反应装置的选择、气体收集和检验、验满的基本思路和方法

2.使学生初步学会观察实验、类别等科学探究的方法对实验方案的评价方法

三、情感态度与价值观

通过科学探究实验，培养学生实事求是，严肃认真的科学态度和良好的操作能力，体验探究的乐趣，激发学生学习兴趣。

【教学重点】实验室制取氧气的反应原理和操作方法

【教学难点】催化剂和催化作用

教学设计

【问题情境】运动会上燃烧的火焰、火箭的发射，潜水员带着氧气瓶在潜水、抢救危急病人、光合作用、腐烂的葡萄，这都是与氧气息息相关的。氧气是我们身边熟悉的物质，它跟世间万物如影随形，你对它有哪些了解呢？

【学生回答】氧气是无色无味的气体，密度比空气大，不易溶于水。氧气可以支持燃烧。【新课引入】前面列举的主要是氧气的用途，既然氧气对我们是如此的重要，那么我们该如何制取呢？这就是本节课的主要内容——制取氧气。

【讲述】在本章第一节中，我们知道了，空气是由78%氮气、21%氧气、0.94%稀有气体、0.03%二氧化碳、0.03%其他气体和杂质组成。因此，可以将空气中的氧气分离出来并加以应用。这便是工业生产中制取氧气的方法——分离液态空气法。在低温条件下加压，使空气转变为液态空气，然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧。该变化为物理变化。也可以利用分离技术膜技术，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。

【引入】这便是工业上制取氧气的方法。在实验室，我们又是怎样来制取氧气的呢？如果让你在实验室制取一瓶氧气，你需要解决哪些问题？

【师生共同分析】反应原理——仪器装置——收集方法——验满方法

【学生自主学习】下面我们一起来学习实验室制取氧气的反应原理。大家花8分钟阅读第37~38页。

【实验小结】以上实验可重复多次，好像二氧化锰永远用不完。如果在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，你会发现它的质量没有发生变化。把它再加到过氧化氢的溶液中，还可以加快过氧化氢的分解。

【讲述】这种在化学反应里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反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。【提问】二氧化锰是不是唯一的催化剂？还有其他的催化剂吗？二氧化锰只能作催化剂吗？【学生回答】二氧化锰只是催化剂中的一种，氧化铁、氧化铜、硫酸铜溶液、土豆片等都可以做催化剂。二氧化锰除了做催化剂，也可以作为反应物、生成物。

【讲述】

催化剂的特点：一变：化学反应速率变

两不变：质量不变、化学性质不变

催化剂的作用：

催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。如：在石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油、煤油等；在汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化；酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂，某些酶制剂还是宝贵的药物。

【注意事项】

（1）催化剂参加了化学反应；

（2）反应前后，催化剂的质量和化学性质不变；

（3）催化剂通过改变反应的途径而改变反应的速率（可加快也可减慢）；

（4）催化剂不能决定化学反应能否发生，不能改变产物的质量。

【引入】在实验室，除了用过氧化氢的方法制取氧气外，还常常用加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制取氧气。

【实验】把少量氯酸钾和二氧化锰混合（一般按质量比3:1）均匀后装入试管，用带有导管

【讲述】加热混有二氧化锰的氯酸钾固体时，放出氧气，同时还有一种叫氯化钾的物质生成。二氧化锰在这一反应中是催化剂。这个反应的文字表达式为：

氯酸钾二氧化锰氯化钾+氧气

【讲述】高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时，分解出氧气，同时还有锰酸钾和二氧化锰生成。这个反应的文字表达式为：

高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气

【问题】实验室制氧气的常用方法有哪几种？并写出化学反应的文字表达式。

【讲述小结】实验室制取氧气的反应原理

1.分解过氧化氢过氧化氢二氧化锰水+氧气

2.加热氯酸钾氯酸钾二氧化锰氯化钾+氧气

3.加热高锰酸钾高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气

【讨论】分析上述三个制取氧气的反应，它们有什么共同特征？与化合反应有什么不同？【学生活动】共同点：由一种物质生成两种或两种以上的其他物质——“一变多”

化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应——“多变一”

【讲述】分解反应的定义和特征

分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应

特征: A=B+C+……

【例题】下列反应中属于分解反应的是( )

A.氧化汞→汞＋氧气

B.碱式碳酸铜→氧化铜＋水＋二氧化碳

C.铁＋硫酸铜→硫酸亚铁＋铜

D.蜡烛＋氧气→水＋二氧化碳

【学生动手】请大家动手完成下面的表格。

【讲述】前面我们介绍了实验室制取氧气的原理，接下来我们一起来学习仪器装置。

【药品及仪器】

（1）过氧化氢溶液和二氧化锰

试管（锥形瓶）、铁架台（带铁夹）、带导气管的橡皮塞、集气瓶、（水槽）、药匙

（2）氯酸钾和二氧化锰

试管、铁架台（带铁夹）、木块、酒精灯、带导气管的橡皮塞、集气瓶、（水槽）、药匙（3）高锰酸钾固体

试管、铁架台（带铁夹）、木块、酒精灯、带导气管的橡皮塞、集气瓶、（水槽）、药匙、棉花

【实验装置】实验装置包括发生装置和收集装置。

【实验步骤】

1.组装仪器

组装仪器一般是按从左到右，从下到上的顺序进行的。

2.检查装置的气密性

将装置连接好，导气管的一端浸入水中，用手握住（或用酒精灯加热）容器（试管）的外壁，若导管口有气泡冒出，放开后在导管中形成一段水柱不消失，则气密性良好，反之则不好。

3.装样品——药品尽量平铺在试管的底部

4.固定装置——铁夹夹在离管口约1/3处，试管管口略向下倾斜（防止冷凝水回流到灼热的试管底部，使其炸裂）（加热高锰酸钾时在试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管），伸入试管中的导管稍露出橡皮塞（伸入太长，气体不易导出）

5.点燃酒精灯——用火柴点燃，酒精灯中酒精量不能超过其容积的2/3，先预热再均匀受热，用酒精灯外焰对准盛药品部位加热

6.收集氧气——刚开始加热时不能立即收集，此时气泡中混有空气