第2单元 课题3 制取氧气（教案）

课题3 制取氧气
本课题是实验室制取氧气的反应。课本首先讲述了用加热高锰酸钾的方法制取氧气，接着再讲用过氧化氢来制取氧气，同时介绍催化剂和催化作用，催化作用虽不是重点，但却是教学的难点。再通过介绍实验室加热氯酸钾和二氧化锰来制取氧气的方法，对比化合化应提出了分解反应的概念。在这部分教学中，要使学生知道实验室如何制取氧气，同时了解几个重要的概念。为拓展学生视野，丰富学生的课外知识，教材还特意介绍了工业上如何大量制取氧气。
【教学目标】
1.知识目标
(1)了解实验室制取氧气的主要方法和原理，初步了解通过化学实验制取新物质的方法。
(2)认识催化剂和催化作用。
(3)认识分解反应。
2.能力目标
(1) 学会边实验、边讨论的方法，在活动中激发学习兴趣，在兴趣中提出问题、分析问题、解决问题。
(2) 学习运用观察、实验等方法获取信息，从而提高对实验进行分析、思考的能力。
3.素养目标
(1)保持对化学实验的浓厚兴趣，从而激发学生学习化学的自觉性和积极性。
(2) 逐步认知用实验去验证化学理论，从而知道化学是一门以实验为基础的课程，学化学离不开做实验。养成实事求是，严肃认真的科学态度和良好的实验习惯。
【教学重点】
1.催化剂和分解反应的概念。
2.实验室制取氧气的原理和主要方法。
【教学难点】
催化剂的概念以及探究催化剂的方法。
【教学准备】
药品：5％的过氧化氢溶液、二氧化锰、氯酸钾、高锰酸钾；仪器：大试管(5支)、木条、酒精灯、棉花、塞子(带导管)、集气瓶(2个)、毛玻璃片、水槽、铁架台、火柴。
一、导入新课
氧气是我们日常生活中不可缺少的物质，它具有广泛的用途，如急救病人、电氧焊、炼钢等都需要较为纯净的氧气，如何制取氧气？这节课我们就来学习氧气的制取。
二、推进新课
1.加热高锰酸钾制氧气
［演示实验］将高锰酸钾放入小试管中加热，用带火星的小木条检验。
［讲述］高锰酸钾具有杀菌消毒的作用，医院里常用作消毒剂。俗称“PP”粉，实验证明高锰酸钾受热可产生氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰。
［板书］
2.分解过氧化氢溶液制取氧气
［演示］ 实验时要引导学生认真观察并进行思考。
（1）在试管中加入5 mL 5％的过氧化氢溶液，不用加热，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃？
（2）微微加热装有过氧化氢溶液的试管，有什么现象发生？把带火星的木条伸入试管，观察发生的现象。
（3）在另一支试管中加入5 mL 5％的过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察发生的现象。
［实验现象］
（1）不加热过氧化氢溶液时，带火星的木条不能复燃，说明没有氧气放出。
（2）加热过氧化氢溶液时，带火星的木条复燃，说明过氧化氢溶液受热时能产生氧气。
（3）不加热，但在过氧化氢溶液中加入二氧化锰时，带有火星的木条复燃，说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰时会产生氧气。
［思考］过氧化氢溶液与二氧化锰反应时，二氧化锰是不是一种反应物？如果是，为什么没有二氧化锰，加热过氧化氢同样也能产生氧气？
［提问］什么叫反应物？一个化学反应发生的时候，是不是某一种反应物可以有也可以无呢？
［回答］参加反应的物质。不是，必须有。
［讲解］任何一个化学反应发生的时候，反应物必须存在。而在用过氧化氢溶液制取氧气这个实验中，有二氧化锰不加热即可产生氧气，没有二氧化锰加热过氧化氢溶液也能产生氧气，可见二氧化锰不是一种必须有的物质，它也就不是一种反应物。
［思考］二氧化锰到底是一种什么物质？它在这里起什么作用？
［师］为了回答大家这个问题，我们再来做一个实验进行探讨，大家注意观察现象并进行思考。待实验的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察发生的现象。
［现象］本已不产生气泡的试管，重新加入过氧化氢溶液不进行加热，仍有气泡产生，用带火星的木条进行检验，带火星的木条能够复燃，说明产生的气体还是氧气。
［说明］此实验可以重复多次进行。
［提问］这种现象说明什么？
［回答］说明在用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰可以重复使用。
［讲解］既然二氧化锰可以重复使用，说明在反应前后它的化学性质没有改变，那么它的质量有没有改变呢？科学家们经过精确的实验，得出了“二氧化锰在反应前后质量未变”的结论。
［设问］他们是怎样得出这个结论的呢？
［学生看书回答］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，比较反应前后二氧化锰质量，发现没有变化。
［设问］既然二氧化锰的质量和化学性质都没有变化，那么它在这里到底起一个什么作用呢？谈谈你的看法。
［回答］没有加入二氧化锰时，过氧化氢溶液需要加热才能产生氧气，而加入二氧化锰后，过氧化氢溶液在常温下就能迅速产生氧气，可见二氧化锰起了一个加快化学反应速率的作用。
［师］回答得很好，化学上我们把二氧化锰这种改变化学反应速率的作用叫催化作用，而把能起催化作用的物质叫该反应的催化剂。如二氧化锰就是过氧化氢分解反应的催化剂。
［讲解并板书］
（1）催化剂：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。
（2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
［问题］在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中，二氧化锰这种催化剂起了加快化学反应速率的作用，是不是所有化学反应的速率都需要加快？所有的催化剂都起加快反应速率的作用呢？教师引导学生讨论不是所有的化学反应速率都需要加快，如钢铁的生锈，食物的变质，我们就希望它发生得越慢越好。
［设问］是不是催化剂就只能加快化学反应的速率呢？它能不能减慢化学反应的速率？教师引导学生思考
［讲解］事实上，为了加快化学反应的进行我们使用催化剂，而为了减缓反应的进行我们也使用催化剂。如在橡胶制品中常加入一些催化剂以减缓橡胶的老化速度；食用油脂里加入一些催化剂可以有效地防止酸败。所以催化剂的概念中说催化剂能"改变"其他物质的化学反应速率，而不是片面地说成“加快”。
［小结］在理解催化剂概念时，还应注意以下几点：(1)“一变”是指催化剂能改变其他物质的化学反应速率，这里“改变”包括加快和减慢，也就是有时用催化剂是为了加快反应速率，有时是用它减慢反应速率。(2)“两不变”是指催化剂的质量和化学性质在化学反应的前后没有改变。因为催化剂参与了化学反应，在反应过程中其性质可能改变，所以只能说催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变。(3) 在某个化学反应中，可以选择不同的物质作为催化剂，如在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中，既可以选择二氧化锰作催化剂，也可以选择氧化铁、硫酸铜溶液作催化剂。(4)催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量。对于某些化学反应，没有催化剂，并不意味该反应不能发生，只是反应速率较小。
［讲解］二氧化锰既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，催化剂应算作一个反应条件，所以二氧化锰应写在箭头的上方。
［板书］
3.加热氯酸钾制取氧气
［展示样品］观察氯酸钾、二氧化锰的颜色、状态、并描述。
［演示］将氯酸钾和二氧化锰混合后放入小试管中加热，用带火星的小木条检验。
［小结］实验说明氯酸钾和二氧化锰的混合物加热产生氧气，同时产生氯化钾，二氧化锰是这个反应的催化剂。
［板书］
［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？
4.分解反应
［讲解］化学上，我们把这种由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。
［板书］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。
［提问］化合反应可表示为A＋B+……→AB，那么分解反应该如何表示呢？
［回答］分解反应可表示为AB→A＋B+……。
［总结］简单地讲，化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一变多”。
［说明］分解反应和化合反应一样，都是化学反应中的常见类型，我们以后还会经常遇到。
［教师引导学生讨论］世界上的物质千千万万，如果我们一种一种地去学，穷尽我们的毕生之力是否能学完呢？
［学生］不能。
［承接］若我们采用分类的方法来学，就简单得多了，它可以起到事半功倍的效果。
［提问］大家回顾一下，前面我们学到过哪些有关分类的方法？
［回答］按照物质的成分可以把物质分为纯净物和混合物，按照反应物和生成物的种类可以把化学反应分为化合反应和分解反应等等。
［小结］利用分类的方法来学习化学，这也是我们所走的一条捷径，今后我们还将分类学习更多的化学知识。所以遇到一些相关知识时，大家要注意进行归类。
三、典例剖析
例1从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（）
【解析】通电使水分解的方法，要消耗电能，且操作复杂，不安全；加热高锰酸钾或氯酸钾分解也要消耗能源，而且操作复杂，其反应后的剩余固体处理不当，还会造成环境的污染；而过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，常温下就可分解出氧气，其另一种生成物为水，不污染环境。
【答案】D
例2 下列关于催化剂的说法中，正确的是（）
A．加入催化剂能使反应速率加快
B．不使用催化剂，物质就不能发生化学反应
C．使用催化剂可以增加生成物的质量
D．使用催化剂能改变化学反应的速率
【解析】催化剂的作用是“改变”化学反应的速率，“改变”既包括“加快”，又包括“减慢”，所以D正确，A错误；催化剂不能决定化学反应是否发生，它只能改变化学反应的速率，对生成物的质量没有影响，故B、C都错误。故正确答案为D。
【答案】D
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
五、课堂小结
［提问］
1.通过今天的学习，你知道了什么？
2.针对本节课的学习，你还有哪些疑问？
［小结］通过本节课的学习我们知道，实验室制取氧气通常用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾三种方法。二氧化锰在过氧化氢溶液和加热氯酸钾制取氧气的反应中作催化剂，了解了催化剂的概念和特点。通过对比化合反应，又认识了分解反应，同时还初步感悟了用分类的方法，对比的方法学习化学。
六、完成练习册中本课时对应课后作业.
课题3 制取氧气
1.加热高锰酸钾制取氧气
2.分解过氧化氢溶液制取氧气
（1）催化剂：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。
（2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
（3）。
3.加热氯酸钾制取氧气
4.分解反应分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
特点：一变多。表示：AB→A＋B+……。
由于过氧化氢溶液分解制取氧气时，需要用二氧化锰做催化剂，因此在这里介绍催化剂和催化作用。催化理论是一个难度较大的课题，在此只能根据实验的表面现象作些简单的介绍， 使学生了解催化剂和催化作用。当然催化剂在生产和科学研究中具有广泛应用，生物活体中的酶也是一种生物催化剂。学习这些可以激发学生学习化学的自觉性和积极性。在本课题的习题中安排了一道习题，延续这个实验，让学生探索有没有其他物质能代替二氧化锰做催化剂，并用一些新的方法制取氧气，试验性质。这样的习题有利于培养学生创造能力。