氧气的获得(四川省达川地区渠县)

性质活泼的氧气
第二课时 氧气的获得
一、说教材
1、教材分析：
本章是第一章内容的具体化，它也是迈入化学之门的第一步。第二节从氧气的物理性质入手，引申出氧气的化学性质，认识氧气能跟许多物质发生氧化反应。对氧气的获得仍从工业制法和实验室制法两个方面介绍，初步学习实验室制取氧气。在练习与实践中还增加了“双氧水分解制取氧气”的方法。
本节是气体的实验室制法的探究思路的开始，并探索实验室制取氧气的药品和反应原理、归纳整理实验室制取氧气的仪器装置、收集方法、检验及操作注意事项。
2、教学目标：
知识与技能：①实验室制取氧气的反应原理；仪器装置、收集方法、检验及操作注意事项。②了解工业上制氧气的方法和原理。
能力：培养学生观察和描述实验现象的能力，使他们学习通过实验来研究物质及其变化的科学方法。
过程与方法：①学会观察、叙述并记录有关化学实验的现象，并初步学会通过比较、归纳、概括等方法对获得的信息进行加工，得出有关结论。②初步培养学生的实验操作能力、观察能力和思维能力。③能主动与他人进行交流讨论，清楚地表达自己的观点，养成良好的学习习惯与方法。
情感态度价值观：通过制取氧气的装置，体验化学的“实验美”， 养成细致的观察习惯，培养学生严谨的科学态度。
3、学习重难点：实验室制取氧气的反应原理和操作方法。
4、教学用具：药品：氯酸钾、二氧化锰、高锰酸钾。仪器：铁架台（带铁夹）、试管、单孔橡皮塞、导管、水槽、集气瓶、酒精灯、试管夹、药匙。其它：火柴。
二、说教法
本节课采用了分析类比、合作探究、分组实验等综合性的教学方法。根据化学教材和学科的特点，从学生的认识规律出发，以实验为基础、理论为线索，以教师为主导、学生为主体，引导学生在原有知识的基础上进行实验探究，边实验、边讨论、边比较，进行探究性学习，突出获取知识的主动性，同时发展学生的智能，让学生掌握科学的学习方法。
三、说学习设计：（氧气的获得）
1、氧气的工业制法：
【问题引入】空气中含有哪些成分？工业上是怎样获得氧气的？（能否从空气中获得氧气？）（空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等。可以从空气中获得氧气。）
氧气的工业制法原理：分离液态空气制氧气。过程：
除去二氧化碳、水的空气
氮气（蒸发）
空气 液态空气
液态氧气
【问题】这个变化属于什么变化？为什么？（工业制取氧气是物理变化，因为没有新物质生成。）
意图：通过复习空气的组成，引导学生思考如何分离空气制氧气；激发学生学习兴趣。
2、氧气的实验室制法：
（1）加热氯酸钾和二氧化锰的混合物氯酸钾 氯化钾+（催化剂）氧气 （2）加热高锰酸钾
[1]操作与过程：
【设问】实验室用什么方法获得氧气？我们通过实验来研究。
阅读实验：分别用酒精灯同时加热氯酸钾和二氧化锰。片刻后用带火星木条伸入试管口，观察现象。
小结：用酒精灯加热氯酸钾至较高温度时产生氧气，加热二氧化锰不产生氧气。
观察记录：氯酸钾是白色固体，二氧化锰是黑色粉末。氯酸钾加热至熔化后产生少量气体，使带火星木条复燃。同时加热的二氧化锰不产生气体，带火星木条没有变化。
意图：进一步激发学生学习兴趣，指导学生观察实验和准确描述实验现象。
【阅读实验】将试管内的二氧化锰迅速倒入热的氯酸钾中，把带火星木条伸到管口内观察现象。
观察记录：热的氯酸钾中加入二氧化锰后迅速产生大量气体，带火星木条复燃。
意图：学会观察实验和准确描述实验现象，进行分析对比。
【阅读实验】待试管内不再产生气体时再加入少量氯酸钾并加热，把带火星木条伸入管口内观察。
观察记录：试管内迅速产生大量气体，带火星木条，复燃。
讨论：二氧化锰在反应中起什么作用？本身的质量和化学性质有无变化。（二氧化锰可以加快氯酸钾的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不发生变化。）
归纳：这里二氧化锰是催化剂。
催化剂的特点：（1）一变：“改变”（加快或减慢）速率；（2）“二不变”：质量、化学性质都不改变；（3）催化剂不会改变生成物的质量；（4）催化剂可参与反应中也可不参与反应中；（5）催化剂的用与不用和物质是否反应无关。
特别提醒：①二氧化锰并不是所有反应的催化剂；②二氧化锰是双氧水分解的催化剂，但不是唯一的，Fe2O3、CuO等也行。
意图：通过认真分析实验的发生、发展和条件，找出规律，促进学生思维的发展。
【问题】实验室制取氧气时选用哪些仪器？用什么方法收集氧气？选用哪些仪器？（实验室制氧气需用铁架台（带铁夹）、试管、带导管的单孔塞、酒精灯；用排水法或向上排空气法收集氧气。选用的仪器有水槽、集气瓶、玻璃片。）
[2]收集方法：（1）排水法（氧气不易溶于水）（2）向上排空气法（氧气比空气略重或密度比空气略大）
意图：从氧气的物理性质思考、认识问题，培养学生的实验能力和知识迁移能力，认识物质的性质与制法的关系。
【问题】给试管中固体加热应如何操作？为什么用排水法收集氧气时应如何操作？为什么？用排空气法收集氧气时如何操作？（①试管口要略向下倾斜防止水倒流后炸裂试管。②试管夹应夹持试管中上部。③导管伸入试管内要短。④先均匀加热，再将火焰固定在约品处加热。⑤用排水法收集完毕时，应先从水中取出导管再停止加热，防止水倒吸后炸裂试管。用排空气法收集气体时，导管应伸入到接近瓶底。）
意图：培养正确的实验操作能力和良好的实验习惯，了解物质的性质与实验操作的关系。　
【问题】用排气法收集氧气时如何验满？如何检验氧气？
[3]操作要求 [4]验满方法 [5]检验方法
（用带火星的木条伸到瓶口验满；用带火星的木条伸到瓶中检验；记录并加深理解。用对比的方法进行学习，理解。）
小结：实验室制取氧气
①常见的物质：
过氧化氢（双氧水：H2O2）（无色的液体）和二氧化锰（MnO2）（黑固）
高锰酸钾（紫黑色固体KMnO4）
氯酸钾（白色固体KClO3）和二氧化锰
特点：均是含氧元素的物质。
②常用仪器：铁架台（带铁夹）、试管、单孔橡皮塞、导管、水槽、集气瓶、酒精灯、玻璃片。
③用加热固体制取氧气，并用排水法收集，其实验步骤可以概括为“查、装、定、点、收、离、熄 ”等7个字；
说明：①图2－3 “捕捉”空气实验可以作为探究空气成分的准备实验，可将广口瓶换成其他各种合适的容器。水能把空气从瓶子中“赶出来”，空气又能把水从瓶子里“赶出来”，说明空气有何性质？②氧气的性质实验是否可以添加“少量硫磺的燃烧”，用以说明物质的量的多少对反应的影响；氧气的制取实验是否可以在高锰酸钾中添加玻璃纤维、玻璃丝或石棉粉末，用以替代棉花，以减少可能出现的危险；“双氧水分解制取氧气”的实验可以引进课堂，与“高锰酸钾分解制取氧气”的实验进行相应的比较。
3、学生自学：在学生自学阶段，我主要是设计通过小组交流氧气的实验室制法的注意事项以及实验步骤两个环节的内容，从而为下一步动手收集氧气做热身。通过他们的相互交流，可以将理论比较全面地展示给学生，为下一步学生动手实践奠定一定的基础。
4、当堂验收：为了检测本节课学生掌握的程度，我设定了不同层次的习题在最后5分钟进行验收。并给予适当的课后作业。
5、板书设计：
装置 决定因素
发生装置 由反应物的状态和反应条件决定
收集装置 由制取气体的物理性质决定
蒸发
降温
加压
－196℃
（天蓝色钢瓶中）
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