2.3 制取氧气（教案）-初中化学人教版九年级上册

第二单元 我们周围的空气
课题3 制取氧气
教学设计
教学目标
1、掌握实验室制取氧气的方法和原理；
2、深入理解分解反应的概念；
3、理解催化剂和催化作用；
4、初步认识反应原理决定实验装置、气体的性质决定气体的收集方法。
教学重难点
1.重点：
（1）实验室制取氧气的反应原理。
（2）实验室制取氧气的发生装置及收集装置的探讨。
2.难点：实验室制取氧气的反应原理及仪器、装置的探讨。
教学过程
一、导入新课
[导入]根据已有的知识，请你说出得到氧气的方法有哪些？
[生]电解水；从空气中分离氧气 ；光合作用。
[提问] 上述方法适合在实验室中制取氧气吗？为什么？
[学生活动]学生思考并回答
二、新课讲授
知识点一 氧气的实验室制法
[师]首先我们来学习高锰酸钾是如何制取氧气的，高锰酸钾是一种暗紫色固体，可溶于水，溶于水呈紫红色。下面是这个实验的实验原理以及实验装置。
[投影]实验原理：高锰酸钾 锰酸钾+ 二氧化锰+氧气。
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2
实验装置:
[师]大家思考一下图中用到的仪器分别是什么？
[生]A—试管、B—铁架台、C—酒精灯、D—导管、E—集气瓶、F—水槽
[提问]发生装置我们是如何进行选择的呢？
[提示]依据反应物状态和反应条件。若反应物为固体且反应需要加热，则选用固固加热型。若反应物为固体和液体且反应在常温下即可进行，则选用固液常温型。
[讲解]那么加热高锰酸钾制取氧气时，因高锰酸钾为固体，反应条件为加热，所以选择固固加热型发生装置。
[追问]收集装置又是根据什么标准来选择的呢？
[提示]依据气体密度和气体溶解性
[讲解]氧气不易溶于水且不与水反应，可采用排水法收集；氧气的密度比空气的密度大，可采用向上排空气法收集。
[师]制取气体前有一步很重要的操作，就是检查装置的气密性。
[讲解]将装置导管口的一端伸入水中，再用双手紧握住试管壁，手掌的温度高，使试管中的空气受热膨胀，经导管口排出气泡，手掌离开后导管中形成一段稳定的水柱。这一现象说明了装置不漏气，反之则装置漏气。
[教师活动]演示实验
[学生活动]注意观察实验，总结实验步骤。
[投影]（1）查(检查装置气密性)（2）装(把药品装在试管底部)
（3）定(把试管固定在铁架台上) （4）点(点燃酒精灯，先预热、后集中加热)
（5）收(收集气体)（6）离(撤离导管)（7）熄(熄灭酒精灯)
[师]我们可以将步骤巧记为7个字，即茶、庄、定、点、收、利、息
[过渡]实验过程中有一些注意事项，下面让我们逐一进行分析。
[讲解]首先是加热时的一些注意事项，要用酒精灯的外焰对准药品部位加热，加热前先对试管进行预热。药品要平铺在试管底部，这是为什么呢？
[生]增大受热面积，便于均匀受热。
[师]铁夹要夹在距试管口约1/3处。
[提问]试管口放一小团棉花是为什么？
[生]防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
[提问]试管内的导管稍微露出橡皮塞即可，不可过长是为什么？
[生]便于气体排出。
[提问]试管口为什么应略向下倾斜？
[提示]有些固体试剂受热往往会产生水蒸气，试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂。
[提问]用排水法收集气体时，导管伸到瓶口处即可，那什么时候才可以开始收集气体呢？
[生]当导管口出现连续、均匀的气泡时才可以开始收集
[讲解]是的，刚开始冒出的气体是受热膨胀的空气，会导致收集的气体不纯。
[提问]停止加热时，应先把导管从水槽中撤离出来，再熄灭酒精灯，这样做的原因是什么，大家思考一下。
[生]防止水槽里的水倒流到试管中，冷水与加热后的试管接触，从而导致试管炸裂。
[师]收集到的气体我们应该如何检验是否为氧气呢？进一步怎么检验是否已满呢？大家根据学过的知识思考一下。
[学生活动]小组讨论，并派小组代表回答。
[生]氧气的检验：将带火星的木条伸入瓶内,木条复燃则为氧气。氧气的验满：将带火星的木条放在瓶口,木条复燃则已满。
[过渡]除了可以用高锰酸钾来制取氧气，还可以用过氧化氢溶液来制取氧气，让我们一起来了解一下。
[教师活动]演示实验
实验编号 试管内药品 带火星的木条复燃情况 结论(是否有氧气放出)
实验1 将带火星的木条伸入A试管

实验2 在B试管中加入少量二氧化锰粉末,将带火星的木条伸入试管

[学生活动]同学们观察实验并填写学案。
[投影]药品：过氧化氢溶液（无色溶液）、二氧化锰（黑色粉末）。?
反应原理：文字表达式:过氧化氢水 + 氧气。
H2O2? H2O O2
实验装置：
[提问]大家思考一下，二氧化锰在反应中究竟起什么作用？
[学生活动]同学们思考并回答。
[师]其中，二氧化锰是过氧化氢分解制氧气的催化剂。
[追问]待B试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，又有什么现象发生？
[教师活动]演示实验
[学生活动]同学们认真观察实验现象并回答问题。
[讲解]能改变其他物质的化学反应速率，而自身质量和化学性质没有变化的物质叫做催化剂。
[过渡]最后一个要进行学习的就是氯酸钾制取氧气。
[投影]药品：氯酸钾（白色固体）、二氧化锰（黑色粉末）
反应原理：文字表达式:氯酸钾氯化钾+氧气。
KClO3 KCl O2
实验装置：
知识点二 分解反应
[提问]刚刚学习了三个实验室制取氧气的方法，观察一下这三个反应的文字表达式，有什么共同的特点？
[生]都是由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应。
[师]这种由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，就叫作分解反应。大家可以与之前我们学习的化合反应进行对比记忆。
[讲解]这种反应的特点就是“一变多”可以写成字母表达式，即ABA+B。根据特点我们之后就可以来判断这种反应类型了，也就是反应物为一种，生成物至少为两种的反应即为分解反应。
知识点三 氧气的工业制法
[过渡]学习了氧气的实验室制法，那么工业上是如何制取氧气的呢？
[投影并讲解]工业上是通过空气分离法来制取氧气的，利用的原理是空气中各成分沸点不同。需要注意的是该过程是物理变化。
板书设计
课题3 制取氧气
一、氧气的实验室制法
（一）加热高锰酸钾制氧气
高锰酸钾 锰酸钾+ 二氧化锰+氧气。
（二）过氧化氢制取氧气
过氧化氢水 + 氧气。
（三）氯酸钾制取氧气
氯酸钾氯化钾+氧气。
二、分解反应
三、氧气的工业制法