课题3 制取氧气
【学习目标】
1．了解实验室制取氧气的反应原理和实验过程。
2．认识催化剂和催化作用。
3．认识分解反应，了解分解反应和化合反应的区别。
【重点难点】
1．氧气的制法及实验操作。
2．催化剂的概念和催化作用。
学习内容一 用高锰酸钾加热制取氧气
【学习指导】
阅读课本第37页的有关内容，完成下列填空。
1．高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时，分解放出氧气，同时还有锰酸钾和二氧化锰生成。反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。
2．课本实验2－5
实验编号
现象
原因
(1)
瓶内水减少，有气泡产生
(2)
木条复燃
高锰酸钾加
热产生氧气
【讨论交流】
1．实验室用高锰酸钾制取氧气时，为什么要在试管口放一团棉花？
2．收集氧气时，可用什么方法？
【温馨点拨】
1．防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。
2．可用排水法或向上排空气法收集氧气。
【名师归纳】
实验室加热固体制氧气的反应原理：
氯酸钾氯化钾＋氧气
高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
【反馈练习】
1．现有下列仪器：①烧杯 ②酒精灯 ③铁架台 ④试管 ⑤托盘天平 ⑥集气瓶，实验室用高锰酸钾制取氧气时不需要的仪器是(A)
A．①⑤ B．①②④⑥
C．①②⑤ D．①②③⑤
2．下列关于实验室用高锰酸钾制取氧气的说法正确的是(C)
A．发生装置选用长颈漏斗和锥形瓶
B．反应不需要加热
C．实验前先检查装置的气密性
D．验满时将带火星的木条伸入集气瓶中
3．某同学在使用高锰酸钾制取氧气时发生了试管破裂的情况，造成试管破裂的原因可能是下列中的(D)
①没有给试管均匀预热 ②试管外壁有水珠
③试管口没有略微向下倾斜 ④加热时试管底部与灯芯接触 ⑤收集氧气结束时，先撤去酒精灯
A．①②③④ B．①②③⑤
C．②③④⑤ D．①②③④⑤
学习内容二 用过氧化氢制氧气和催化剂
【学习指导】
阅读课本第38～39页的相关内容，完成下列填空。
实验编号
现象
原因
(1)
木条不复燃
放出氧气的量很少
(2)
木条复燃
常温下过氧化氢溶液遇二氧
化锰时能较快分解放出氧气
(3)
木条复燃
二氧化锰能加快过氧化氢的分解
【讨论交流】
1．用过的二氧化锰能否再次使用？
2．催化剂的本质和作用是什么？
【温馨点拨】
1．向用过的二氧化锰中再次加入过氧化氢溶液，观察能否再次使带火星的木条复燃？
带火星的木条复燃。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，你会发现它的质量并没有发生变化。把它再加入到过氧化氢溶液中，还可以使过氧化氢分解。
2．①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化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂(又叫做触煤)。催化剂的本质是“一变二不变”。
②催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
【名师归纳】
1．过氧化氢水＋氧气
2．过氧化氢在常温下能缓慢分解成水和氧气。
3．催化剂的物理性质在化学反应前后可能改变。
4．催化剂的作用是改变其他物质的化学反应速率。
5．催化剂不能改变生成物的质量。
6．离开化学反应就不存在催化剂。
【反馈练习】
1．下列各组物质，可以较快地放出氧气的一组是(C)
①过氧化氢溶液 ②纯净的二氧化锰 ③高锰酸钾受热 ④过氧化氢溶液和二氧化锰
A．①② B．②③ C．③④ D．全部
2．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比，正确的是(D)
A．反应速率不变
B．生成氧气质量不变
C．反应速率加快，生成氧气质量不变
D．反应速率加快，生成氧气质量增加
学习内容三 分解反应和氧气的工业制法
【学习指导】
阅读课本第39～40页的有关内容，完成下列填空。
1．由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。
2．A.过氧化氢水＋氧气
B．红磷＋氧气五氧化二磷
C．氯酸钾氯化钾＋氧气
D．高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
以上四个反应属于化合反应的是B，属于分解反应的是ACD。
3．比较分解反应和化合反应
反应类型
分解反应
化合反应
概念
由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
表达式
AB―→A＋B
A＋B―→AB
特征
“一变多”
“多变一”
实例
如：双氧水分解
如：红磷燃烧
共性
都是化学变化
4.工业制氧气：把空气在低温条件下加压，使空气变为液态，然后蒸发，利用氧气和氮气的沸点不同，先蒸发出来的是氮气，剩下的主要是液氧。
【名师归纳】
1．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。分解反应就是一变多的反应。即AB―→A＋B。
2．实验室制氧气量少，操作简单，现象明显，制氧气的纯度高；工业制氧气量大，纯度相对低一些。
【反馈练习】
1．下列反应属于分解反应的是(B)
A．甲烷＋氧气二氧化碳＋水
B．碱式碳酸铜氧化铜＋二氧化碳＋水
C．泥水―→泥＋水
D．一氧化碳＋氧气二氧化碳
2．下列有关工业法制取氧气的说法中正确的是(B)
A．液化蒸发空气制取氧气属于分解反应
B．液化蒸发空气制取氧气的过程属于物理变化
C．液氧是无色的
D．液化蒸发空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中
3．小敏同学对下列反应进行归纳，主要有：
①石蜡＋氧气二氧化碳＋水
②碳酸钠＋盐酸―→氯化钠＋水＋二氧化碳
③锌＋盐酸―→氯化锌＋氢气
④硫酸铜＋氢氧化钠―→氢氧化铜＋硫酸钠
⑤汞＋氧气氧化汞
⑥磷＋氧气五氧化二磷
⑦铝＋氧气氧化铝
⑧碳＋氧气二氧化碳
⑨过氧化氢水＋氧气
⑩高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
?铁＋氧气四氧化三铁
其中属于化合反应的是⑤⑥⑦⑧?；
属于分解反应的是⑨⑩；
物质发生氧化反应的是①⑤⑥⑦⑧?。
实验活动1 氧气的实验室制取与性质
【学习目标】
1．学习实验室制取氧气的方法。
2．加深对氧气性质的认识。
【重点难点】
1．练习连接仪器的基本操作，动手制取氧气，并验证氧气的化学性质。
2．初步了解通过化学实验制取新物质的方法。
学习内容一 选择加热高锰酸钾制取氧气的发生装置和收集装置
【学习指导】
阅读课本第45～46页的有关内容，完成下列填空。
制取气体的装置分为发生装置和收集装置，发生装置由反应物的状态和反应条件决定。收集装置由气体的密度和水溶性决定。气体的收集方法有向上排空气法、向下排空气法、排水集气法。当气体的密度比空气的大且不与空气中的任何成分发生反应时，可以用向上排空气法；当气体的密度比空气的小且不与空气中的任何成分发生反应时，可以用向下排空气法；当气体不易溶于水且不与水发生反应时，可以用排水集气法。用排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶的底部；用排水法收集气体时，导管的末端伸到集气瓶口内一小部分即可。
【交流讨论】
1．课本第45页加热高锰酸钾制取氧气的实验中使用了哪些仪器？
2．气体的发生装置有几种类型？
【温馨点拨】
1．大试管、试管夹、单孔橡胶塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻璃片。
2．固固加热型装置，固液不需加热型装置，这两类发生装置较常见。
【名师归纳】
要确定气体的发生装置，必须考虑反应物的状态和反应条件；确定气体的收集装置要考虑气体的水溶性和密度。
【反馈练习】
1．实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，双氧水是液体，二氧化锰是固体，反应条件不需加热，发生装置选用固液不需加热型；加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾是固体，反应条件需要加热，发生装置选用固固加热型。
2．如图所示的装置中，其中收集氧气时可选用(C)
A．①② B．③④ C．①⑤ D．①④
3．实验室有如下图所示的仪器装置，某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气。下列有关说法正确的是(B)
A．用高锰酸钾制取氧气时需要二氧化锰作催化剂
B．用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置
C．要选用Ⅳ收集氧气
D．用Ⅴ收集氧气时，应从导管a通入氧气
学习内容二 加热高锰酸钾制取氧气的步骤
【学习指导】
阅读课本第45－46页的内容，完成下表。
操作步骤
注意事项
操作错误造成的后果
检验装置
的气密性
装入药品，
固定装置
应将试管口
略向下倾斜
管口朝上，冷凝水倒流回试管的底部，试管炸裂。
加热
先预热，再集中加热
试管受热不均匀破裂。
用排水法
收集氧气
等气泡连续、均匀产生时，开始收集
收集的气体不纯净。
熄灭酒精灯
先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯
先熄灭酒精灯，再将导
管移出水槽，水倒吸入
试管中，造成试管破裂。
【讨论交流】
1．如何检查装置的气密性？
2．加入高锰酸钾的试管中为何安放一小团棉花？
3．收集时为何要等气泡连续均匀放出时才能收集？
【温馨点拨】
1．用手紧握试管，如果导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。
2．以防固体高锰酸钾粉末冲入导管，导致阻塞。
3．开始出来的是空气，以防收集的氧气不纯。
【名师归纳】
1．实验室用高锰酸钾制取氧气的操作步骤
①连接装置并检查装置的气密性 ②装药品
③固定装置 ④在两个集气瓶中盛满水 ⑤加热
⑥收集氧气 ⑦将导管移出水面 ⑧停止加热
2．实验室加热高锰酸钾制氧气
七步：茶庄定点收利息(查装定点收离熄)
十步：茶房禁鼓捣(查放紧固倒)，夜深取衣洗(热伸取移熄)。
3．排水法收集气体
满水无泡倒立水中，放空充气撤管撤灯。
【反馈练习】
1．右图是实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置图，下列有关实验操作的分析错误的是(C)
A．气密性检查：用手握紧试管，观察到水中导气管有气泡冒出，说明装置不漏气
B．试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂
C．加热：直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热
D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯
2．一氧化氮在常温下是一种难溶于水的气体，密度比空气略大；它能跟空气里的氧气迅速反应，生成二氧化氮。现要收集一氧化氮气体，可采用的方法是(B)
A．向上排空气法
B．排水法
C．排水法或向上排空气法
D．排水法或向下排空气法
3．实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气时，正确的操作顺序是②④⑥①③⑤。
①当气泡连续均匀冒出时收集 ②检查装置的气密性 ③把导管移出水面 ④把药品装入试管，并固定在铁架台上 ⑤熄灭酒精灯 ⑥先均匀加热，再集中加热
4．指出下列装置中的错误并加以改正。
(1)试管的底部用内焰加热，改为用酒精灯的外焰加热；
(2)试管口朝上，改为试管口朝下；
(3)导管伸入试管内过长，改为刚露出橡皮塞即可；
(4)导管没有伸入集气瓶的底部，改为把导管的末端伸入集气瓶底；
(5)试管口没有放棉花，改为在试管口放一团棉花。
学习内容三 氧气的性质
【学习指导】
阅读课本第46页的相关内容，并做木炭、铁丝在氧气中燃烧的实验。
【交流讨论】
在进行木炭和铁丝在氧气中燃烧的实验时，为何要由瓶口向下缓慢插入，并使燃着的木炭和铁丝保持在集气瓶中央？
【温馨点拨】
以免物质燃烧时将瓶内氧气赶出，导致物质燃烧不充分，现象不明显；木炭和铁丝保持在集气瓶中央是为了防止集气瓶炸裂。
【名师归纳】
1．木炭在氧气中燃烧：发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体——二氧化碳。
碳＋氧气二氧化碳
(C) (CO2)
2．铁丝在氧气中燃烧：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体——四氧化三铁。
铁＋氧气四氧化三铁
(Fe) (Fe3O4)
提示：铁丝在氧气中燃烧时，瓶底预先应装少量水或细沙。
【反馈练习】
1．下列实验现象正确的是(D)
A．铁丝在空气中剧烈燃烧
B．硫在空气中燃烧产生无色、无味气体
C．木炭在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
D．磷在空气中燃烧产生大量白烟
2．下列关于氧气的说法中，不正确的是(D)
A．氧气用于炼钢，目的之一是除去生铁中多余的碳和其他杂质
B．将带火星的木条插入氧气瓶中，木条复燃
C．实验室可用双氧水与二氧化锰制取氧气
D．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，生成氧化铁
3．氧气是我们身边常见的物质，以下关于氧气的叙述不正确的是(B)
A．物质与氧气发生的反应都是氧化反应
B．鱼、虾能在水中生存是由于氧气易溶于水
C．氧气能使带火星的木条复燃
D．氧气可以供给呼吸，和生物体内物质反应而释放能量，维持生命活动
4．用如图所示的甲、乙两装置验证氧气的性质实验中，集气瓶底部预先装入少量水，各自作用是什么？
甲中防止铁丝燃烧时生成的高温熔化物溅落下来使集气瓶破裂；
乙中吸收有毒气体二氧化硫，防止污染空气。
课件30张PPT。课题3 制取氧气第1课时 制取氧气的原理教学目标知识与技能
1．了解实验室中制取氧气的方法和原理。
2．认识分解反应、催化剂及催化作用。
过程与方法
初步了解通过化学实验制取新物质的方法，培养学生的观察能力、分析能力、实验操作能力等。重点难点重点 氧气的制取原理。
难点 催化剂的概念和催化作用。教学准备试管(5支)、酒精灯、铁架台、5%过氧化氢溶液、二氧化锰、氯酸钾、高锰酸钾、硫酸铜溶液、小木条、火柴等教学过程一、导入新课
师：我们已经学习了氧气的性质和用途，了解到氧气能支持燃烧，是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生氧化反应，在反应中放出热量。氧气可用来供给病人呼吸，供给登山、潜水运动员呼吸；还用于气焊、气割，还用于火箭的发射等等。上节课，我们已经利用氧气做了有关氧气性质的实验，在这些实验中，我们所用的氧气从何而来呢？这节课我们就来学习氧气的制法。教学过程二、推进新课
制取氧气有两种方法：工业制法和实验室制法
(一)氧气的工业制法
方法：分离液态空气
[思考]这个变化属于什么变化？为什么？
[回答]属于物理变化，因为从空气中分离氧气并没有生成新物质。教学过程(二)氧气的实验室制法
教师参照教材37页图2－14，引导学生说出仪器名称和用途，观察药品颜色。
[课件展示]实验2－5内容
师：高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时分解出什么气体？
生：氧气。
师：对！生成了什么？
生：锰酸钾和二氧化锰。
师：下面我们再来看看实验2－5的另一项内容。教学过程学生按表格内容做实验并观察、记录、分析。
[分析]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加热二氧化锰时，带火星的木条不能复燃，说明没有氧气放出。
④不加热，但在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，带火星的木条复燃，说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰时会产生氧气。
[结论]实验室可用加热过氧化氢溶液或在过氧化氢溶液中加二氧化锰制取氧气。
师：从上面的实验中可以看出，有二氧化锰时不加热过氧化氢溶液可产生氧气，没有二氧化锰时加热过氧化氢溶液也能产生氧气，那么二氧化锰是一种反应物，还是起别的作用呢？教学过程[实验]待上述实验④中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，又会有气泡产生，用带火星的木条进行检验，带火星的木条能够复燃。
[结论]产生的气体还是氧气。
(提示：多次重复上述实验，还能观察到同样的现象)
[分析]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。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。
(提示：在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰过滤、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)教学过程[提问]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？
[分析]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。
[小结]二氧化锰在反应中起了加快化学反应速率的作用，而本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化，这样的物质叫做催化剂，又叫触媒，在反应中所起的作用叫催化作用。如二氧化锰就是过氧化氢分解的催化剂。
[分析]通过上面的实验可知二氧化锰不是一种反应物，而是一种催化剂。如果我们要把实验室用过氧化氢制取氧气的这个反应用文字表示出来，二氧化锰应写在什么位置呢？教学过程教学过程教学过程教学板书教学反思在教学中，教师可以通过学生熟悉的一些生活现象和熟悉的物质创设问题情景，使学生迅速融入到课堂教学中来。让学生在这一系列活动中了解氧气的制取方法，明确氧气制取时的注意事项。此外，教师要注意充分发挥学生的主体作用，增强他们对化学的好奇心，培养他们对科学的探究精神。第2课时 实验活动1 氧气的实验室制取与性质教学目标知识与技能
学习检查装置的气密性，会动手制取氧气。
过程与方法
在活动探究中，培养学生的观察能力、分析能力以及实验操作能力。重点难点重点 氧气制取的操作方法。
难点 检查装置的气密性以及实验注意事项。教学准备药品：5%的过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾、木炭、细铁丝、澄清石灰水；
仪器：大试管、棉花、塞子(带导管)、集气瓶(2个)、毛玻璃片、水槽、铁架台、坩埚钳、小烧杯、火柴。教学过程一、导入新课
师：上节课我们学习了制取氧气的反应原理，这节课我们来亲自动手制取氧气，并验证氧气的性质。教学过程二、推进新课
根据实验台上所给仪器，要求组内同学自行设计、组装一套实验室制取氧气的发生装置，并讨论出装置的使用范围。
1．选择装置
展示各组设计的装置，组间互相评判其优缺点。
由上述探讨，归纳出制取氧气的可行性装置(如下图)：教学过程图一：适合于固体(液体)和液体反应，不需加热；
图二：适合固体在加热条件下制取气体。
[提问]现在我们能完成制取氧气的实验吗？
[回答]不能，还需要确定收集装置。
讨论后，确定两种收集方法及装置。
方法一：排水法，氧气不易溶于水(图三)；
方法二：向上排空气法，氧气的密度比空气的密度大(图四)。教学过程2．指导学生完成制取氧气的实验探究。
师：确定了收集装置后，下面我们重点学习用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项。
[演示][实验2－7]
[思考](1)在图2－15和2－17所示的装置中，都有哪些仪器？
(2)哪部分是气体的发生装置，哪部分是气体的收集装置？
(3)实验步骤是怎样的？
(4)如何检查装置的气密性？
(5)刚开始产生气泡时能立即收集吗？为什么？
(6)实验最后应该怎样操作？最后两步能颠倒吗？为什么？教学过程让学生阅读教材“活动与探索内容”，并总结如下：
制取氧气的步骤：1.检查装置的气密性。检查气密性的方法：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握气体发生装置外壁，若水中的导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。
2．装药品。
3．固定仪器，试管口要塞棉花。组装顺序：先下后上，从左到右。
4．给试管加热，先预热，再集中加热。
5．收集气体。用排水法收集时，导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集(为什么？)，当气泡连续地并比较均匀地放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。教学过程6．①如果用排水法收集，要先把导管移出水面，再熄灭酒精灯。(如果先熄灭酒精灯，可能会造成什么后果？)
②如果用向上排空气法收集，要验满。
验满的方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。
[总结]为了便于记忆，我们可以把操作步骤简称为“查、装、定、点、收、离、熄”，谐音为“茶庄定点收利息”。教学过程[讨论]实验过程中应注意什么？
[回答]a.试管口要略微向下倾斜：防止药品中的水分或反应中生成的水回流，使试管底部破裂。
b．导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。
c．试管口塞一团棉花：防止氧气流带着高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。
d．排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。
e．实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，试管炸裂。
(强调：排水法收集气体时，刚开始冒出的气泡是空气，如果这时候就进行收集，会导致收集到的氧气不纯，所以要等气泡连续均匀地冒出时再收集)教学过程3．氧气的性质
师：下面我们进行“氧气的性质”的实验，请同学们阅读教材第46页上的内容，并按课本上的步骤完成实验，然后完成问题与交流。教学板书第2课时 制取氧气的装置和操作
一、选择装置
二、操作过程
实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄
收集方法：①排水法②向上排空气法教学反思本课题的活动与探究，实际上是由学生亲自动手制取氧气并试验氧气的性质。由于制取氧气的实验技能要求比较高，注意事项多，仍有必要在实验前向学生充分交代清楚。某些操作，例如，用排水法收集气体，有必要让学生事先练习，以免实验时慌乱，导致较多的氧气在空气中逸散而损失。在由两个学生组成的实验小组中，可让一个学生用一根导管缓慢而连续地吹气以代替气体发生器，另一个学生做排水法收集气体的练习，要求达到能连续地收满2～3瓶气体。然后两人交换练习，直到都能较熟练地操作为止。对于铁架台、铁夹、铁圈等，学生也是第一次亲自操作，因此应让他们做几次操作练习。
