第二单元 我们周围的空气教案

第二单元　我们周围的空气
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1.认识物质的多样性,初步认识纯净物、混合物并学会区分.
2.认识空气的组成.
3.说出氧气、氮气、稀有气体等的用途.
4.掌握氧气的性质和用途,学会氧气的实验室制法,并通过学生实验锻炼其实验技能.
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通过学生实验锻炼学生的实验技能,并且让学生通过观察、比较、分析、归纳的方法对信息进行加工整理,提高学生的想象能力、创新能力.
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激发学生学习化学的兴趣,培养学生严谨求实的科学态度,强化学生的安全意识.
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本单元知识虽然包括三个课题,其实是两大部分——自然界的空气和氧气.第一部分自然界的空气,首先让学生了解空气成分的发现史,通过实验探究得出空气的组成成分;通过对氮气、氧气、稀有气体用途的学习知道要保护空气,寻找大气污染的原因及防治措施;第二部分氧气,氧气的性质可通过几个具体实验得出;氧气的实验室制法要注重药品、实验原理、装置以及检验方法的选择,制取时严格按照制取步骤进行.
本单元的知识结构共有七点:第一,空气成分探究实验,这个实验要注重操作技能;第二,从氧气的性质实验得出文字表达式的书写,从而引出化合反应的概念;第三,氧气的实验室制取,一方面是氧气的制取和收集过程,另一方面是在制取过程中的注意事项;第四,分解反应的概念;第五,催化剂及其作用;第六,工业制取氧气简介;第七,氧化反应的概念.
从知识结构来说,空气对学生来说是一种非常熟悉的气体,教材选择空气作为初中化学中接触具体物质的开端,不仅因为小学对空气知识作过介绍,更重要的是它与人类的生活关系最为密切.通过对它的认识和了解,可以顺利地引导学生进入化学世界来探索物质的奥秘.选择以空气为主题,开始这一单元的教学活动,符合“从学生熟悉的事物入手,进行科学教育”的原则. 在能力培养方面,从看图了解拉瓦锡研究空气成分开始,到做仿照实验来测定空气里氧气的含量,再到看图片认识空气的主要用途和保护空气,可以说教材深入浅出,为以后的学习提供了一个合理的思维方式. 在情感培养方面,通过本单元的学习,让学生充分体验到探究的乐趣,对化学学习充满兴趣.
初中的学习要求学生的思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡,因此老师在教学过程中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识,通过理论分析和推理判断来获得新知识,发展抽象思维能力.当然在此过程中仍需要以一些感性认识作为依托,可以借助实验演示或多媒体电教手段,加强实验的直观性和形象性,以便学生理解和掌握.因此教师应做好每一个演示实验和调动好学生的积极性,不断提供动脑的问题情景,提供动手的练习机会,让每个学生参与到学习中来.
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【重点】
1.空气的组成、各成分的用途、氧气的含量及空气的污染与防治.
2.氧气的化学性质和物理性质.
3.氧气的实验室制法.
【难点】
1.测定空气中氧气含量的实验原理、装置及产生误差的原因.
2.化学性质与化学反应在实际应用中的区别.化合反应与氧化反应的关系.
3.催化剂的概念.
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本单元共有6个实验,建议补充加热分解氯酸钾制氧气实验.
测定空气里氧气含量的实验:可让学生分成小组参与,边实验边探究.用各小组控制多个相同变量、测量一个不同变量的方法进行实验,如在其他条件相同的情况下将红磷换成别的可燃物或装置不密闭或红磷不足量或未等装置冷却就观察水面变化等进行对比思考以理解该实验的原理及药品的选择和装置操作的要点.
实验室制氧气的几个实验可在老师做完教材37页【实验2-5】之后由4个学生协助同时进行演示.
这些制氧气的实验包括常温下双氧水加二氧化锰;加热分解氯酸钾;加热分解氯酸钾和二氧化锰的混合物;加热分解高锰酸钾.
让学生在观察比较的过程中学会对实验室制取物质方法的选择.
本单元课题1测定空气里氧气含量的实验,教材的实验误差较大,主要原因有止水夹后的导管内的氧气很难参加反应、盛水烧杯内水的多少与导管在水中伸入的深浅都会影响水的倒吸的程度、点燃红磷后,燃烧匙伸入集气瓶中的速度会影响实验结果.空气中氧气含量测定实验为何选红磷,一般解释是其燃烧产物为固体.其实另一个重要原因是红磷燃烧几乎能消耗密闭容器中的全部氧气,而其他可燃物却不行.如当空气中氧气的体积含量从21%减少到17%,木材就不能继续燃烧;低于16%,大多数液体燃料的火焰就会熄灭;低于9%,煤炭的燃烧就会停止;接近零时磷才不能燃烧.
本单元课题2中硫在氧气中的燃烧实验,集气瓶中装的是水,实际上装碱溶液效果更好.此处要向学生强调,化学反应必须注意保护环境,还可启发学生思考其他吸收二氧化硫的办法,如在集气瓶口放装有吸附性物质的沙包等.
　　为更好地理解课题3中催化剂的概念,上新课前可布置学生准备一些(少许一点即可)有机物如土豆、动物生肉、动物鲜血等,做双氧水分解实验时加入,看能否起催化作用,加深学生对催化剂的认识.设置与催化剂的概念相关的问题若干个并层层推进,使学生在解决问题的过程中不断领悟概念的内涵,正确理解什么是催化剂.
在充分交代实验所采用的药品、装置、原理的基础上做好对比实验(每一个实验测量一个变量),组织学生观察、讨论、分析实验,从而理解整个实验的意图及原理,并感悟到化学实验要得出正确结论必须注意每一个细节的严谨性.通过实验使学生初步掌握制取氧气的方法、认识氧气的化学性质、学习探究气体性质的方法.
抓住关键词,使学生理解化学性质与化学反应在实际应用中的区别,如“燃烧”与“能燃烧”,前者是动词,描述一种变化过程——化学变化,后者是动词前加了助动词“能”或“可以”或“会”,则描述一种属性——化学性质;通过化合反应与氧化反应的交叉关系的集合图并用举例的方法使学生理解二者的关系.
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课题1空气
2课时
课题2氧气
1课时
课题3制取氧气
2课时
实验活动1 氧气的实验室制取与性质
1课时
单元复习教案
1课时
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课题1　空　气
第/课时
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1.了解空气的主要成分.
2.初步认识纯净物、混合物的概念,能区分一些常见的纯净物和混合物.
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1.通过对“测定空气里氧气含量”实验的操作、观察、分析,了解空气的组成.
2.通过对空气、氧气等几种常见物质的比较,了解混合物和纯净物的概念;了解空气污染的主要原因、危害及防治方法.
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在自主设计实验探究的过程中,使学生体验探究的乐趣,增强对生活中和自然界中科学现象的好奇心和探究欲,发展学习化学的兴趣.
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【重点】　
了解空气的主要成分.
【难点】　
能区分一些常见的纯净物和混合物.
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【教师准备】　集气瓶、燃烧匙、红磷、导气管等.
【学生准备】　酒精灯、注射器、火柴、塑料瓶、澄清石灰水.
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导入一:
【猜谜语】　奇物到处有, 用棒赶不走; 眼睛看不见, 手摸也没有; 咀嚼无滋味, 没它难活喽.(打一种我们身边的物质)同学们知道它是什么吗?
【引入】　谜底是空气.空气是一种既看不到踪影又闻不到气味的气体,所以科学家们经过了漫长岁月的研究,才揭开了组成“空气王国成员”的奥秘,认识到空气并不是一种单一的物质.18世纪70年代,瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里,首先发现并制得氧气.法国化学家拉瓦锡,在前人工作的基础上,首先通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成的结论.
导入二:
【材料引课】　空气是生命呼吸的必需气体,它的成分有哪些呢?是怎样发现的呢?在古时的中国和希腊,科学家都认为空气是组成世界的一种基本物质,但这种说法是否正确呢?随着科学水平的发展,这种说法逐渐受到了质疑,直到二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分.让我们带着这些问题回到二百多年前,一起看看科学家们当年是如何工作的,或许会给我们今天的研究带来一些启发.
【多媒体展示】　人类认识空气的历程,重点展示拉瓦锡的照片以及拉瓦锡研究空气成分所用装置的图片,并讲述拉瓦锡发现空气组成的故事.
导入三:
【回忆】　通过第一单元的学习,我们知道化学与我们的生活密切相关,今天我们就来研究我们人类每时每刻都离不开的物质——空气.
【提问】　你能用一个简单的实验或实例来说明无色、无味,不易察觉的空气确实存在吗?
【小实验】　将烧杯倒扣入水中.
【提问】　烧杯里有什么物质?水为什么不能充满整个烧杯?
【点拨】　水不能充满整个烧杯,说明空的烧杯并不空,其中有空气.
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　　[过渡语]　空气是人类和一切动植物的生命支柱,同时也是一种宝贵的自然资源.今天我们就共同来学习和研究与我们生命息息相关的空气.你能用一个简单的实验或实例来说明无色、无味,不易察觉的空气确实存在吗?
一、空气的组成
思路一
【展示】　多媒体展示拉瓦锡对空气成分研究的实验.
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【讲述】　了解空气发现史:18世纪70年代,瑞典化学家舍勒、英国化学家普利斯特里先后通过实验制得了氧气,但他们受传统错误理论的束缚,没有继续实验.法国化学家拉瓦锡在实验过程中重视化学反应中物质体积的变化,摆脱了传统错误理论的束缚,尊重事实,得出空气是由氮气和氧气组成的结论.
【演示】　“测定空气里氧气含量”的实验.
介绍仪器名称,操作顺序,提示学生观察要点,红磷燃烧的主要现象和水面变化的情况(强调烟和雾的区别).
【分析讨论】　师生间、生生间相互交流讨论,得出结论.
(1)你观察到哪些实验现象?(红磷燃烧,产生大量白烟;熄灭后,集气瓶内水面上升,大约占集气瓶剩余容积的1/5)
(2)为什么红磷要过量?剩余的红磷为什么不燃烧?(燃烧匙中放较多红磷是为了使瓶内氧气充分反应,氧气耗尽后,剩余的红磷不能燃烧)
(3)实验误差:进水体积不足
1
5
是什么原因?(装置气密性不好;红磷量不足;没冷却至室温就打开止水夹等)
【拓展延伸】　(1)钟罩或集气瓶内水面为什么会上升?为什么水面只上升1/5而不是全部?(红磷燃烧消耗空气中的氧气,集气瓶内的气体体积减小,压强减小,故液面上升;氧气只占空气体积的
1
5
,故液面只上升
1
5
,而不是全部)
(2)猜想剩下的气体具有什么性质?(剩下的气体不可燃,不助燃,难溶于水,且不与水反应)
【结论】　(1)反应的表达式:磷(P)+ 氧气(O2)/五氧化二磷(P2O5).
(2)氧气约占空气体积的
1
5
.
【讲述】　在十九世纪末以前,人们深信空气中
仅含有氧气和氮气.后来陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体,才认识到空气中除了氧气和氮气之外,还有其他的成分.目前人们已能用实验方法精确地测定空气的成分.
【展示】　空气成分示意图:
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【板书】　空气的组成:(按体积分数):氮气(N2)78%,氧气(O2)21%(氮气与氧气比约为4∶1),稀有气体0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其他气体和杂质0.03%.空气的成分以氮气和氧气为主,属于混合物.
　　思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【提出问题】　空气无色、无味,不易察觉,你能设计一个简单的实验或列举生活实例来说明空气确实存在吗?
【小结】　用生活中的小经验和儿时的游戏来说明空气的存在,反映出了部分学生善于观察生活、善于思考问题的良好习惯
【设计实验并汇报交流】
生1:(边演示边讲解)把一个空集气瓶倒放入盛满水的水槽,向下压,集气瓶内的水无法上升到顶端,说明集气瓶内确实存在空气.
生2:把一个压扁的塑料袋抖开,再将袋口系住,用双手挤压塑料袋,感觉到有压力,是因为塑料袋内充满了空气.这可以说明空气的真实存在.
生3:用一个注射器在空气中抽拉一下,再向水中推挤,会看到有许多气泡从针头冒出,说明空气确实存在.
生4:用扇子朝脸扇,感觉有风,就是因为空气在流动.
生5:(望了一眼窗外)你们看,树叶在动,那是因为空气在流动
引导学生并激发他们的探究欲望
【提问】　以上事实说明空气确实存在,那么空气中含有哪些气体成分呢?如何证明这些气体的存在?
【拓展】　稀有气体的发现史(在百度上搜索)
【交流讨论】　学生回顾生活经验和以往的探究活动,汇报交流空气中已知的气体成分.
生6:有氧气.物质能在空气中燃烧,就是因为空气中有氧气.
生7:有二氧化碳.向空集气瓶内倒入澄清的石灰水,振荡,石灰水变浑浊,证明空气中确实含有二氧化碳.
生8:空气中还含有水蒸气,早晨的露珠就是空气中的水蒸气冷凝成的小水滴.
生9:夏日从冰箱中取出一瓶汽水放在空气中一会儿,瓶外壁有水珠凝结
温故知新,学会由生活现象分析推理出化学知识
【提出问题】　设计实验粗略测定空气中O2的体积分数.前后的四个同学可以组成一个小组,相互讨论,4分钟后,请同学发表自己的见解.
【交流讨论】　参与学生讨论,一起探讨实验方案的可行性,适时给予引导、点拨、激励性评价.
【小结】　引导学生认同“利用红磷燃烧消耗氧气来测定体积分数”是较合理的
【讨论交流与设计实验】　组间交流,上台展示本组方案,共同讨论可行性,共同得出较合理的方案
【小结】　从生活经验和以往的探究活动中,我们知道了空气中含有氧气、CO2和水蒸气
相互交流与借鉴,以期互相启发,思维产生碰撞,让学生体会合作学习的快乐
【演示实验】
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【小结】　及时评价学生方案的闪光点,激励学生大胆参与,再引导学生发现方案中的不足,发动学生一起改进
【观察与讨论】　(1)盛放红磷的集气瓶内,除了水,还有什么?(空气)
(2)将红磷点燃后放到集气瓶里,见到什么现象?(放热、产生大量白烟等)
(3)红磷熄灭冷却后把弹簧夹打开后会有什么现象?为什么?(水会进入集气瓶约1/5体积,因为红磷燃烧消耗了瓶内的氧气,且生成物是固体,导致集气瓶内的气压减小,因而水倒流)
学会从不同角度分析看待问题
二、混合物和纯净物
　　[过渡语]　空气是由多种成分组成的,里面含有氮气、氧气、二氧化碳等许多物质,而组成空气的每一种物质的成分是单一的.
思路一
【引导】　由空气成分引出纯净物概念.空气中的氧气是一种物质,氮气也是一种物质,属于纯净物.
【归纳】　纯净物概念:只由一种物质组成的物质.
【引导】　由空气成分引出混合物概念.空气中含有氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体和杂质0.03%.
【归纳】　混合物的概念:由两种或多种物质混合而成的物质.
【提问】　你还知道家庭厨房里有哪些混合物吗?
【回答】　酱油、醋、白酒、加碘盐、食盐水等.
【活动】　查阅实验室提供的碘盐包装袋,了解碘盐的成分,明确混合物的概念.
配料表:氯化钠、食用碳酸钙、碘酸钾
净含量:500 g
成分表:氯化钠≥88%
含钙(以Ca计):0.5%~1.3%
含碘(以I计):20~50 mg/kg
【点拨】　加碘食盐是一种混合物.其中的氯化钠、碘酸钾和碳酸钙是纯净物.
【归纳】　纯净物可以用专门的化学符号来表示.如氮气N2、氧气O2、二氧化碳CO2 、水H2O 、五氧化二磷P2O5.
【小结】　混合物的物质之间没有发生反应,各自保持着各自的性质.如蔗糖溶液中的蔗糖仍旧有甜味.
思路二
【讨论】　分析讨论下列物质的组成,并完成表格.
氮气
二氧化碳
红磷
空气
河水
白酒
组成物质
　　比较各物质的异同,归纳混合物和纯净物的概念.
【小结】　(1)混合物:
①定义:由两种或多种物质混合而成的物质.这些物质之间没有发生反应,各自保持着各自的性质.
②特征:无固定的性质、组成,不能用专门的化学符号表示,如空气、海水、饮料等.
(2)纯净物:
①定义:只由一种物质组成的物质.
②特征:具有固定的性质、组成,可用专门的化学符号表示,如氮气N2、氧气O2、二氧化碳CO2 、水H2O 、五氧化二磷P2O5.
【注意】　没有绝对纯净的物质,一般达到一定纯度,就可认为是纯净物,如高纯硅的纯度可高达99.999999999%.
[设计意图]　引导学生对所获得的事实与依据进行归纳,得出结论.培养学生规范的表达能力.
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1.按体积分数计算:
空气成分
较固定成分
氮气
氧气
稀有气体
可变成分
2.探究空气中氧气的体积分数实验:
(1)原理:红磷在空气中燃烧,消耗氧气,集气瓶中压强减小,水倒流入集气瓶.
(2)装置: /
(3)现象:红磷燃烧,产生白烟,放热,集气瓶中水面上升约至
1
5
处.
(4)结论:O2约占空气体积的
1
5
.
(5)误差
偏大原因
偏小原因
/
1.如图是空气成分示意图,请回答下列问题.
/
(1)完成图中的有关填空;
(2)仔细观察上图,写出从图中获得的有关信息.
①　　 　　;②　　 　　.?
解析:空气是由多种气体组成的混合物,其组成较为稳定.故答案为:
(1)21%;氮气　(2)①空气中含有氮气、氧气和其他气体等　②空气是混合物(或氮气、氧气占空气的绝大部分等)
2.在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,小明设计了如图所示实验装置,集气瓶下端为开口(即没有瓶底),上端瓶口有一带有燃烧匙的橡皮塞,瓶上带有刻度线,把集气瓶中水面的位置与橡皮塞之间的容积分成五等份.实验时把点燃的红磷立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞.回答下列问题:
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(1)如果不出现意外,实验中应观察到的主要现象是　　　　、　　　　;化学反应的文字表达式是　　　　;?
(2)可以得到关于空气中氧气含量的结论是　　　　(写一条);?
(3)小红所测氧气含量与小明的有较明显的偏差,导致偏差的原因可能有(要求答出两种)　　　　.?
解析:本题实验可以得到氧气约占空气体积的1/5的结论.此外瓶中剩余的气体在相同的条件下没有发生变化,说明这部分气体不溶于水、不能燃烧也不支持燃烧.若要取得正确的结论,必须保证燃烧消耗了密闭容器中的全部氧气,并且产物中不能有新的气体生成.故答案为:
(1)红磷继续燃烧,放热并生成大量白烟;一段时间后红磷熄灭,集气瓶内水面上升,最后大约上升至1/5刻度;红磷+氧气/五氧化二磷　(2)氧气约占空气体积的1/5(或剩余气体不溶于水或剩余气体不与水反应,不能燃烧,也不能支持燃烧等)　(3)红磷不足、容器内温度还未冷却至室温就读数(或者装置漏气等)
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课题1　空　气
第1课时
一、空气是由什么组成的
1.拉瓦锡对空气成分的研究.
2.空气中氧气含量的测定.
①实验原理　②实验现象　③实验结论
3.空气的组成.
按体积分数计算:氮气(N2)78%,氧气(O2)21%等.
二、混合物与纯净物
1.纯净物:由一种物质组成.
2.混合物:由两种或多种物质组成.这些物质相互间没有发生化学反应,各物质都保持各自的性质.
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一、教材作业
【必做题】
教材第32页练习与应用的1、2题.
【选做题】
教材第32页练习与应用的3题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.(2014·天津中考)空气成分中,体积分数最大的是 (　　)
A.氧气 B.氮气
C.二氧化碳 D.稀有气体
2.用如图装置测定空气中氧气的含量,物质R应该选用 (　　)
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A.铁片 B.硫粉 C.木炭 D.红磷
3.用如图所示的实验测定空气中氧气的含量,下列操作会使测定结果偏大的是 (　　)
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A.装置漏气
B.药匙中放入的红磷量不足
C.点燃红磷伸入瓶中时,没有立即塞紧瓶塞
D.红磷燃烧结束后,没等装置冷却就打开弹簧夹
4.根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理,小军认为可用木炭替代红磷测定空气中氧气的含量,并按下图所示装置进行实验.
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(1)小军依据的实验原理是　　　　.小军检查装置气密性后,将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入广口瓶中,并把塞子塞紧,待红热的木炭熄灭并冷却至室温后,就打开弹簧夹,并未发现倒吸现象.经过认真分析,小军发现实验失败的原因是(答一条)　　 　　.?
(2)小军反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择和生成物的要求上应考虑的是　　 　　.?
【能力提升】
5.某班同学用下图装置测定空气里氧气的含量.先用弹簧夹夹住乳胶管.点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况.实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5.下列对这两种现象解释合理的是 (　　)
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①甲同学可能使用的红磷量不足,瓶内氧气没有消耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞,红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹紧弹簧夹,红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出
④乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内空气受热逸出
A.①③ B.②④
C.①②③ D.①②③④
【拓展探究】
6.为测定空气中氧气的含量,小华同学打算设计如下方案:选用实际容积为40 mL的试管作反应容器,将过量的白磷放入试管,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管与实际容积为60 mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图所示的实验装置.
假设此实验能按照小华的设想正常进行,且白磷所占体积与导管内的气体体积相比可忽略不计,请回答下列问题:
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(1)实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至15 mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至20 mL刻度处,则说明　　　 　.?
(2)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,等到试管冷却后再松开弹簧夹.可观察到的现象为　　 　　.?
(3)若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,充分反应直至燃烧结束,试管冷却.可观察到的现象为　　 　　.?
(4)若按小华的设想进行实验,实际可能遇到诸多问题而发生危险,造成实验失败.例如　　 　　.?
【答案与解析】
1.B(解析:空气的成分按体积分数计算,大约是:氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体和杂质占0.03%.)
2.D(解析:铁片在空气中不能燃烧,硫粉能在空气中燃烧,但生成二氧化硫气体,木炭燃烧产物也是气体;红磷能在空气中燃烧,且产物是固体,装置内红磷燃烧消耗尽氧气,瓶内气压减小,水吸入装置的体积数就是空气中氧气的体积数.)
3.C(解析:装置气密性不好,在冷却过程中有外界的空气进入瓶中,结果偏小.红磷量不足,氧气没有完全消耗,结果偏小.点燃红磷后,燃烧匙深入集气瓶后的操作过于缓慢,导致瓶口附近的气体因受热膨胀而逸出集气瓶,实质等于瓶中空气质量的减少,气压减小,水倒吸得多了;实验中没有等到装置冷却至室温就打开弹簧夹,由于瓶内气体温度偏高,气压偏大,会导致测量结果偏小.)
4.(1)木炭在空气中燃烧消耗空气中的氧气;木炭在空气中燃烧虽然消耗了空气中的氧气,但生成了二氧化碳气体,致使广口瓶内气体压强未减小　(2)药品要能在空气中燃烧,燃烧时只消耗氧气,且生成物不能是气体(解析:解此题的关键是判断可燃物在空气中燃烧能否使密闭容器内气体体积减小,气体压强变小.(1)木炭在空气中燃烧的过程虽然消耗了氧气,但同时生成了二氧化碳气体,而生成二氧化碳气体的体积会弥补所消耗的氧气体积,反应前后广口瓶内气体压强并无明显变化,因此烧杯中的水不会倒吸到广口瓶内,造成实验失败.(2)探究空气中氧气含量的实验,选择药品的条件是:①药品能在空气中燃烧,燃烧时只消耗氧气,不与空气中的其他成分反应,②药品在空气中燃烧后的生成物不是气体(若生成物为气体,可将水换成易吸收该气体的液体).)
5.D(解析:甲同学的实验结果比实际偏低,原因可能有:(1)红磷量不足,瓶内氧气没有耗完;(2)未塞紧瓶塞,外界空气进入瓶内;(3)未冷却到室温就打开弹簧夹.乙同学的实验结果比实际偏高,原因可能是没夹紧弹簧夹或插入燃烧匙太慢,广口瓶内的部分空气受热逸出,致使广口瓶内气体的体积减小更多.)
6.(1)装置的气密性良好　(2)白磷燃烧,产生白烟,活塞前沿约在12 mL的刻度线上　(3)白磷燃烧,产生白烟,活塞先向右移动,最终稳定在约8 mL的刻度线上　(4)橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等(解析:(1)实验操作前后装置内气体压强不变,证明该装置的气密性良好.(2)白磷在空气中燃烧时消耗氧气,产生白烟(生成五氧化二磷),导致密闭体系内气体压强减小,由于氧气约占空气体积的1/5,而试管内空气中氧气的体积约为:40 mL×1/5=8 mL,且过量的白磷燃烧能将试管内空气中的氧气耗尽,因此最终活塞的前沿约在12 mL(20 mL-8 mL=12 mL)的刻度线上.(3)白磷在空气中燃烧时放出大量的热,会使密闭体系内的空气受热膨胀,气体压强增大,活塞就会向右移动,当白磷燃烧耗尽密闭体系内的氧气且试管冷却后,密闭体系内气体的压强减小,外界大气压就会推动活塞向左移动,而密闭体系内空气中氧气的体积约为:(40 mL+20 mL)×1/5=12 mL,因此最终活塞的前沿约在8 mL(20 mL-12 mL=8 mL)的刻度线上.(4)因为白磷燃烧放出大量的热,会使密闭体系内气体压强增大,所以该实验中可能出现的问题有:橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等.)
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　　本课时以学生自主解决“测定空气中氧气含量” 的实验问题为中心,引导学生从日常生活经验和第一课时的知识出发,先是让学生用多种方式感知空气的存在,接着由学生举实例证明空气含有的多种物质,进而提出探究空气中多种成分(主要是氧气)含量的任务.这样就创设了一个生动而真实的问题情境.符合探究性学习的要求.学生为解决这个问题,进行大胆的探索,先是讨论,明白可以通过燃烧耗氧的方法,用水的体积来间接感知氧气体积的原理.至此学生自主地认识了这个实验的设计原理,使学生兴趣与信心倍增,课堂气氛也逐步达到高潮.教师适时肯定后,及时给出这个实验的装置和药品,可谓水到渠成.学生在成功喜悦的鼓舞下,兴致盎然地完成了后继的学习任务.
在解决“测定空气中氧气含量”的问题之中,采用设想、辨析、否定、改进、完善的循序渐进的探究方式,使学生真正体验到探究实验的乐趣.
有条件的学校可利用钟罩进行实验或做如下改进:将25毫米直径(大一些更好)试管截去底部(口用橡皮塞塞好)替代钟罩,烧杯装水替代水槽,将试管直接放在烧杯中(橡皮塞上穿一个燃烧匙,内装红磷),装置和操作更简单,现象也更明显,液面上升高度几乎就是理论值.要提醒学生实验刚开始时烧杯中水面的变化情况并分析原因.
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　　一、用量筒和锥形瓶测定空气中氧气的含量
改进后测定空气中氧气含量的实验装置——量筒锥形瓶装置(如图).
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1.装置改进后的特点:
(1)改进的实验装置原理与教材原理相同,有区别的是,空气中氧气的体积可用差值法准确读出.
(2)改进后的装置气密性的检查方法同课本检查试管气密性相同.
(3)改进后装置中的红磷用量,虽然仍过量,但与之前比较仍属于微型实验用量,解决了红磷浪费问题.
(4)改进后的装置不用给装置上画等分线,减少了测量的误差.
(5)装置所用材料取材容易,普通实验室就有,装置结构简单,可操作性强.
(6)改进后的实验装置,两直角玻璃导管高度一样,且内部充满水,解决了液面高度差导致的误差.
2.制作材料:
250 mL锥形瓶1个、8号橡胶塞1个、100 mL量筒1个、长32 cm直角玻璃弯管2个(直角在距一端6.5 cm处)、长27.5 cm的乳胶管1段、止水夹1个、燃烧匙1个、记号笔1支.
3.制作方法:
(1)在乳胶管距两端管口2 cm处,各用记号笔画一圈,乳胶管对折中央处画线一圈,并把两个直角玻璃弯管与乳胶管连接,重叠部分至2 cm处.
(2)在8号橡胶塞偏离中心处打一个燃烧匙柄刚好能通过的小孔.
(3)在8号橡胶塞偏离中心另一侧打一个适合直角玻璃弯管插入的孔,并把直角玻璃弯管插入橡胶塞.
(4)把止水夹夹在直角玻璃弯管上.
(5)把燃烧匙柄穿过其对应小孔,将橡胶塞塞在锥形瓶上,调整燃烧匙高度,使其底部距瓶底约4 cm,并把燃烧匙柄弯成圆形便于抓握.
4.操作方法:
(1)在锥形瓶内注满水(水与瓶口相平),用量筒测定锥形瓶内水的体积(设该体积为V1,本装置中V1=345 mL).
(2)将锥形瓶内水在指定地点倒出,即采集该地点空气样本.
(3)用量筒量取45 mL水,注入采集有空气的锥形瓶内,同时在100 mL量筒中准确量取100 mL水.
(4)在烧杯中注入半杯水,把之前制作好的导管一端浸入水中,在连有橡胶塞的另一导管口用洗耳球吸气,使水连续流出,此时将止水夹夹在中央画线处(注意要使管中都充满水).
(5)把酒精灯、锥形瓶、注水100 mL的量筒从左到右放在水平桌面上,把不连接橡胶塞的导管伸入盛水的量筒中.
(6)向燃烧匙内加满红磷,在酒精灯上引燃红磷后迅速把燃烧匙伸进锥形瓶内,并塞紧橡胶塞.
(7)一手按住橡胶塞,一手握燃烧匙柄,并上下抽动,使燃烧匙内红磷与装置内空气充分接触.
(8)完全燃烧后冷却,把止水夹移到直角玻璃弯管上,让水进入锥形瓶,等到水不再从直角玻璃弯管流入锥形瓶时,再将止水夹移夹在中央画线处.
(9)小心移开量筒中的导管,读出量筒内水的体积(设体积为V2).量筒内水减少的体积数就是进入锥形瓶内水的体积数,即消耗掉瓶内空气中氧气的体积数:(100-V2 )mL.
(10)氧气在空气中的体积分数计算公式:(100-V2 )mL÷(345-45) mL×100%.
5.装置的成功之处:
(1)两直角玻璃导管高度一样,且内部充满水,解决了液面高度差导致的误差.
(2)燃烧匙可上下抽动使燃烧匙内红磷与装置内空气充分接触,即便是在装置内空气稀薄的情况下红磷也不会轻易熄灭,能把氧气消耗完.
　　二、巧用废输液器测定空气中氧气的含量
1.实验仪器及试剂:
输液瓶、燃烧匙、玻璃棒、玻璃导管、铁架台、烧杯、石棉、白磷、止水夹、镊子、橡皮塞.
2.实验仪器装置图:如图所示.
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3.组装说明:选取大小合适的橡皮塞,将燃烧匙和玻璃棒分别穿过橡皮塞,使玻璃棒位于燃烧匙上方.将输液瓶盖打孔,放入橡皮塞,并将瓶盖和瓶体进行黏合.
4.实验操作:
将石棉和白磷放入燃烧匙内,给玻璃棒预热,然后迅速放入瓶中,旋转燃烧匙,使玻璃棒接触到白磷,将白磷引燃.此时我们会观察到瓶内产生大量白烟,并且有白色的颗粒粘在器壁上,打开止水夹,水沿导管进入瓶中.
5.实验改进的优点:
(1)改变引燃方式,避免操作带来的误差.
(2)选取易燃物白磷,其着火点低,利于氧气的充分反应.
(3)瓶体的刻度利于直接读取进入瓶内的水的体积.
第/课时
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1.了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途.
2.初步了解空气污染给人类带来的严重危害.
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通过对空气污染情况的调查,学会一些简单的防治方法.
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养成关注环境、热爱自然的情感.
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【重点】　
说出氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途.
【难点】
通过对空气污染情况的调查,知道空气污染的危害.
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【教师准备】　多媒体课件,收集空气污染的资料和图片.
【学生准备】　收集空气污染的资料和图片.
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导入一:
【展示】　让学生朗诵或投影展示:诗歌——《水调歌头·雾霾》
雾霾三千里,车辆慢如牛.
寒潮来袭,万树琼花落枝头.
谁料世间坎坷,环境污染严重,何时才到头.
霜降平原路,雾凇点清秋.
愁难断,恨难收,白了头.
治理之路,大家携手共奋斗.
踏去巫山白雪,梦游华山日出,盛世上新楼.
华夏不平路,政策改神州.
【引入】　过去的一年里,全国大部分地区上演过“十面霾伏”.防治雾霾,让天空变蓝,是每个人的梦想,呼吸到干净的空气是健康的需求.
导入二:
【复习提问】　你能说出空气的主要成分吗?
【展示】　空气组成中按体积分数计算:氮气占78%;博学多才的氧气博士占21%;用途广大的二氧化碳教授占0.03%;沉默寡言的惰性世家(稀有气体)占0.94%;还有其他气体和杂质占0.03%.
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　　[过渡语]　通过空气的组成成分,知道空气是一种混合物,其中的氧气、氮气、稀有气体有着广泛的用途,因此空气不仅是人类生活必需的物质,而且还是一种宝贵的自然资源.
三、空气是一种宝贵的资源
思路一
【讲解】　过去,人们曾把氧气叫做“养气”,这充分说明了氧气的重要性.
【设问】　氧气有哪些用途?
【交流讨论】　学生根据自己的经验并结合课本内容回答,教师引导学生看教材28页图2-5.
【板书】　氧气的主要用途:
(1)供给呼吸.
(2)支持燃烧.
【设问】　为什么要在装入零食的食品袋中充入氮气?
【讲解】　氮气之所以能用于食品防腐,是由于氮气性质不活泼.另外,灯泡中充氮以延长使用寿命,焊接金属用氮作保护气,都是利用了氮气不活泼这一性质.
【设问】　氮气除了可用作保护气外,还可用作什么呢?
【交流讨论】　学生看书并对氮气的用途进行总结.
【展示】　氮气的用途的图片,见教材29页图2-6.
【板书】　氮气的用途.
【设问】　从氮气可作保护气这一事实知,物质的用途决定于物质的性质.你们能通过讨论获悉氮气的性质吗?
【交流讨论】　学生分组讨论,并汇报讨论结果.在测定空气中氧气含量的实验中,集气瓶内剩下的气体主要是氮气.老师引导学生结合实验和日常生活经验讨论:
(1)燃着的红磷熄灭了,这种现象说明氮气能不能支持燃烧?
(2)集气瓶内水面上升一定高度后,还继续上升吗?这种现象能不能说明氮气不易溶于水?
(3)空气所表现出来的性质,能不能代表氮气的性质?
【结论】　(1)氮气不能支持燃烧.
(2)集气瓶内水面上升一定高度后,不能继续上升.该现象说明氮气不易溶于水.
(3)空气所表现出来的性质,不能代表氮气的性质(如磷能在空气中燃烧,但却不能在氮气中燃烧).
要求学生总结氮气的性质.
【补充】　许多实验事实表明:氮气的性质不如氧气活泼.如食物放置在含有氧气的环境中容易腐烂,而氮气则能使食物在长时间内不变质.
【板书】　稀有气体.
【讲解】　稀有气体曾叫做“惰性气体”,这是由于稀有气体性质不活泼,人们在发现它们的时候,普遍认为这些气体不能跟其他物质发生化学反应,但随着科学技术的发展,人们发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应,生成其他物质,于是又把它们改为“稀有气体”.
　　[过渡语]　在空气的成分中,稀有气体所占比率虽然不大,但却很重要.
【阅读】　学生阅读教材29页稀有气体的用途的有关内容,并进行总结.
【拓展】　除了教材上讲到的稀有气体的用途外,谁还知道稀有气体的其他用途呢?(①广场、体育场、飞机场等场所所用的灯里充了氙气,通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光,因此叫做“人造小太阳”.②航空、航海的指示灯里充入了氖气,通电时发出红光,这种光能穿透浓雾).
【小结】　通过回答和讨论,可以总结出稀有气体具有如下用途:
①可用作保护气;②可制成多种用途的电光源;③可用于激光技术.
思路二
【展示】　请各小组展示所搜集的空气中各成分的用途的资料.
教学内容及问题情境
学生活动
设计意图
【提出问题】　氧气具有哪些用途?
【展示】　氧气的资料图片
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【交流讨论】　结合图片、资料分组讨论,汇报交流,归纳出氧气的用途
【小结】　氧气用途:潜水;医疗;炼钢;气焊; 化工生产; 宇宙航行等
学会从图片中挖掘信息,培养自学能力,表达和交流能力;暗示物质的用途与性质之间的关系
【展示】　氮气的资料图片
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【小结】　引导学生归纳总结氮气的用途,并补充完善
【交流讨论】　讨论氮气有哪些用途
【小结】　作食品的保护气;制氮肥;用于医疗等
【展示】　稀有气体的用途
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【交流讨论】　讨论、归纳稀有气体的用途
【小结】　稀有气体的用途:
保护气(焊接金属、充灯泡);
各种用途的电光源;
激光技术 ;制造低温环境 (氦);
医疗麻醉 (氙)
【总结】　归纳氧气、氮气、稀有气体的用途,并指出物质的用途是由其性质决定的
【总结】　对氧气、氮气、稀有气体的用途进行归纳
四、保护空气
　　[过渡语]　空气是一种宝贵的资源.随着现代工业的发展,排放到空气中的有害物质的数量超过其自净能力时,就会出现空气污染.空气污染严重影响人类和自然界万物的生长.
思路一
【讲解】　少量有害物质进入空气中.依靠大自然的自我净化能力,仍能保持空气的洁净.如果进入空气的有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力,就会造成空气的污染.
【交流讨论】　引导学生看教材30页图2-8.结合图示,讨论下述问题:
(1)在你身边发生过哪些污染空气的现象?
(2)大气污染会造成哪些危害?
(3)为了保护人类赖以生存的空气,你能做些什么?
【小结】　(1)污染来源:汽车尾气、工厂废气、沙尘暴、酸雨、使用含氟冰箱造成臭氧空洞、温室效应等.
(2)危害:使人发生呼吸道疾病、农作物不能正常生长、水中生物濒临死亡、温室效应使沿海城市下陷、酸雨使建筑物被腐蚀、臭氧空洞使人受到紫外线的伤害而易得皮肤病和影响视力等等.
(3)防治方法:积极植树、造林、种草、爱护花草树木,向周围的人宣传保护空气的重要性及保护空气应采取的措施.
　　[过渡语]　加强空气质量监测,有针对性地改善环境状况,是我们常常采取的一种措施.那么,你知道空气质量日报的内容吗?
【交流讨论】　请学生看教材30页有关保护空气的资料,讨论如何去改善当地的空气质量.
【小结】　(1)大量植树造林,鼓励市民种草养花.
(2)把工厂建在人口不太集中的地区.
(3)使用和开发化石燃料以外的清洁能源.
(4)汽车不再用汽油,而用车用乙醇汽油.
(5)加大检测汽车尾气的力度,禁止没达到环保标准的汽车上路.
(6)加大宣传力度,提高居民的环保意识.
【学生总结】　本课题我们重点学习了空气的组成和用途,同时还知道了纯净物和混合物等概念.另外,还了解了洁净的空气对我们人类的重要性以及保护空气的一些措施.
　　思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【展示】　投影展示教材30页图2-8.
【提问】　请同学们说说由这幅图,你获取了哪些信息?由此想到了什么?
【交流讨论】　学生畅所欲言.
1.目前存在的环境问题有:汽车尾气、工厂废气大量排放导致的健康问题、沙尘暴、酸雨、使用含氟冰箱造成的臭氧空洞、温室效应等.
2.这些环境问题带来的影响:使人发生呼吸道疾病、农作物不能正常生长、水中生物濒临死亡、温室效应使沿海城市下陷、酸雨使建筑物被腐蚀、臭氧空洞使人受到紫外线的伤害而易得皮肤病和影响视力等等
提高识图能力
【组织讨论】
1.在你的身边发生过哪些污染空气的现象?
2.大气污染会造成哪些危害?
3.为了保护人类赖以生存的空气,你能做些什么?
【小结】　归纳空气污染源、污染物、防治办法
【分组讨论】　知道自己该怎么做
培养热爱自然、关注环境的意识
【展示】　当地当日空气质量日报
【交流讨论】　阅读资料,了解空气质量日报的意义和指标
联系生活实际,让学生感受到化学与生活是息息相关的
【小结】　组织学生通过各种形式,对本课时进行总结,可用漫画、短文、框图,或以“我想说……”为题等,总结知识或告诫世人爱护环境的重要性均可
【交流讨论】　自由发挥,自我表现　　　　
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1.空气是一种宝贵的资源.
空气中的成分
性质
用途
氧气
供给呼吸
潜水、登山、医疗救护
支持燃烧
炼钢、气焊、宇宙航行、化工生产
氮气
化学性质不活泼
用作保护气
在一定条件下可以发生化学反应
制硝酸和氮肥
稀有气体
化学性质不活泼
用作保护气
通电时稀有气体会发出不同颜色的光
用作电光源
　　2.保护空气.
(1)任意排放的有害气体和烟尘易造成空气污染.被污染的空气会严重损害人体健康,影响作物的生长,破坏生态平衡.全球气候变暖、臭氧空洞、形成酸雨等都是大气环境恶化的表现.
(2)我们可以采取使用清洁能源、植树、造林、种草等措施保护大气.宣传、立法和国际合作也很重要.
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1.小明整理出了空气成分的性质与用途的关系,其中错误的是 (　　)
A.氧气支持燃烧,常用作宇宙航行中的重要燃料
B.氮气化学性质不活泼,可用作焊接金属的保护气
C.二氧化碳可供给植物进行光合作用
D.稀有气体化学性质不活泼,可用作灯泡的填充气体
解析:物质的性质决定它们的用途,氮气和稀有气体的不活泼性决定它们可以作为保护气,灯泡中填充的稀有气体主要也是由于它们的性质很不活泼;燃料燃烧离不开氧气,但氧气本身不是燃料;绿色植物进行光合作用时需要二氧化碳.故答案为:A.
2.下列物质排放到空气中,不会造成污染的是 (　　)
A.汽车排放的尾气
B.焚烧垃圾产生的气体
C.化工厂排放的烟尘
D.动植物呼吸排出的气体
解析:动植物呼吸排出的气体主要是二氧化碳等,这些气体不会造成空气污染.而A、B、C三项中的物质含有有害气体或可吸入颗粒,都会造成空气污染.故答案为:D.
3.(2014·重庆中考)打捞韩国“岁月号”沉船是水下作业,潜水员需要呼吸富氧空气.富氧空气中氧气含量高于普通空气中的含量,富氧空气中氧气与其他气体的体积比可以是 (　　)
A.1∶2　　B.1∶5　C.1∶4　D.21∶79
解析:氧气的体积分数大于空气中氧气的体积分数的空气称为富氧空气,1∶2时氧气的体积分数大约是33.3%;1∶5不可以,比空气中的氧气含量还低;空气的成分主要以氮气和氧气为主,氧气约占五分之一,氮气约占五分之四,1∶4属于普通空气的组成;21∶79与空气的成分相同.故答案为:A.
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第2课时
三、空气是一种宝贵的自然资源
1.氧气:供给呼吸、支持燃烧.
2.氮气:保存食品、制氮肥.
3.稀有气体:作保护气、电光源.
四、保护空气
1.污染源.
2.保护空气的措施.
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一、教材作业
【必做题】
教材第32页练习与应用的4题.
【选做题】
教材第32页练习与应用的5、6题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.(2014·昆明中考)下列说法不正确的是 (　　)
A.空气的主要成分是氮气和氧气
B.氧气可用于医疗急救
C.食品包装中充入氮气以防腐
D.新鲜空气中不含二氧化碳
2.(2014·烟台中考)空气是人类宝贵的自然资源,下列有关空气的说法错误的是 (　　)
A.液氮可用作制冷剂
B.氧气可用作火箭发射的燃料
C.氦气可用来填充探空气球
D.二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
3.(2014·齐齐哈尔中考)有关空气及其成分的说法正确的是 (　　)
A.空气是一种宝贵的资源,工业上可以用分离液态空气的方法制氧气
B.空气中氮气约占空气总体积的五分之一
C.空气中的稀有气体不与任何物质发生反应
D.汽车排放的尾气不会对空气造成污染
4.(2014·株洲中考)人类每时每刻都离不开空气,通过治理,株洲市的空气质量近年来有所好转.下列有关空气的说法不正确的是 (　　)
A.空气是由多种单质和化合物组成的混合物
B.空气中含量较多且化学性质活泼的是氮气
C.呼吸、燃烧、炼钢、化工生产等都要用到氧气
D.空气是一种宝贵的自然资源,要保护空气,防止污染空气
【能力提升】
5.(2014·泰安中考)据探测卫星发回的数据分析,火星大气中95%是二氧化碳,其余为少量的氮气、氢气,还找到了有液态水存在的证据.根据以上信息,某同学作出如下推断:
①火星大气是混合物
②火星大气与地球大气成分相似
③火星上钢铁不容易生锈
④火星环境适宜人类生存
⑤火星上温室效应显著
你认为正确的是 (　　)
A.①③⑤　B.②③⑤　C.②③④　D.①④⑤
6.根据下列现象说明空气中含有哪些成分或用到了哪些成分:
(1)一杯饮料从冰箱中取出来,一会儿杯子的外壁凝结有小水滴,说明空气中含有　　　　.?
(2)空气是生产化肥的一种原料,说明了空气中含有　　　　.?
(3)澄清石灰水长期放置在空气中,表面出现了一层白色的膜,说明空气中含有　　　　.?
(4)夜晚街道两旁亮起了五彩缤纷的霓虹灯,是因为霓虹灯中填充了空气中的　　　　.?
【拓展探究】
7.(2015·本溪模拟)空气是一种宝贵的自然资源,我们要保护空气,防止污染空气.请回答:
(1)在物质分类中空气属于　　　　(填“纯净物”或“混合物”).?
(2)利用膜分离技术,在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,能得到含氧量较高的富氧空气.该过程发生　　　　变化(填“化学”或“物理”).?
(3)下列物质中属于空气污染物的有　　　　(填选项字母).?
A.二氧化碳　　　B.可吸入颗粒物
C.一氧化碳　　　D.稀有气体
(4)鱼虾能在水中生存是因为氧气易溶于水,这种说法　　　　(填“正确”或“不正确”).?
【答案与解析】
1.D(解析:空气的成分主要以氮气和氧气为主,氧气约占五分之一,氮气约占五分之四;氧气用途有:支持燃烧和供给呼吸等;氮气的用途是:制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以作制冷剂;新鲜空气中也含有二氧化碳.)
2.B(解析:液态氮可以作制冷剂;空气中的氧气主要有两种化学性质:氧化性和助燃性,没有可燃性,因此不能作燃料;氦气密度比较小,因此氦气可用来填充探空气球;二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质,因此可以作气体肥料.)
3.A(解析:氧气在工业上可以通过分离液态空气的方法制取;氮气约占空气体积的五分之四,错误;稀有气体在一般情况下不发生化学反应,在特殊情况下,是可以和其他物质发生反应的;汽车排放的尾气中含有一氧化氮和一氧化碳等气体,会对空气造成污染.)
4.B(解析:空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种气体,是由多种单质和化合物组成的混合物;空气中含量较多且化学性质活泼的是氧气;呼吸、燃烧、炼钢、化工生产等都要用到氧气;空气是一种宝贵的自然资源,要保护空气,防止污染,造福人类.)
5.A(解析:①火星大气中95%是二氧化碳,其余为少量的氮气、氢气,是由多种物质组成的,是混合物;②火星大气中95%是二氧化碳,其余为少量的氮气、氢气,而空气的组成按体积分数计算,大约是:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%;③铁生锈是铁与空气中的氧气和水反应生成铁锈,火星大气中无氧气,铁不会生锈;④人类生存就必须呼吸,氧气能供给呼吸,火星大气中无氧气;⑤主要的温室气体是二氧化碳、甲烷、臭氧、氟利昂,火星大气中95%是二氧化碳,温室效应强于地球.)
6.(1)水蒸气　(2)氮气　(3)二氧化碳　(4)稀有气体(解析:(1)杯子的外壁凝结有小水滴是空气中的水蒸气液化形成的.(2)空气中的氮气是生产氮肥的一种原料.(3)澄清石灰水长期放置在空气中,表面出现一层白膜,是因为二氧化碳能使石灰水变浑浊,因此此现象说明空气中含有二氧化碳.(4)稀有气体化学性质稳定,充入灯泡中能发出不同颜色的光.)
7.(1)混合物　(2)物理　(3)BC　(4)不正确(解析:(1)由于空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等,所以在物质分类中空气属于混合物.(2)利用膜分离技术,在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,能得到含氧量较高的富氧空气.该过程没有新物质生成,发生的是物理变化.(3)可吸入颗粒物、一氧化碳属于空气污染物.(4)鱼虾能在水中生存是因为水中溶有一定量的氧气,氧气不易溶于水.)
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　　从知识角度看,本节课的教学内容主要包括感知空气的存在;空气成分的探究;氧气、氮气、稀有气体的物理性质和用途;空气的污染及防治等.由于空气就在我们身边,学生在学习化学之前又学习过空气的知识,因此本节课在知识方面没有难点.教师在教学中要从学生已有知识出发,让学生循序渐进,逐步形成完整的关于空气的知识结构.使学生感觉到化学就在身边,学化学并不难.
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练习与应用(教材第32页)
1.氮气;氧气;氮气;氧气
2.①③⑤;⑥,含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等成分(或其他合理答案)
3.(1)B　(2)C　(3)A
4.纯净物:氧气、氮气、氖气、二氧化碳;用途:(1)氧气:动植物的呼吸离不开氧气,燃料燃烧离不开氧气,炼钢、气焊以及化工生产等离不开氧气.(2)氮气:制造硝酸和化肥的主要原料,可用作保护气.(3)氖气:作电光源.(4)二氧化碳:植物进行光合作用的原料.
5.此题属于开放性的习题,学生答案可有多种,不强求一致.在城镇繁华街道附近,一般空气质量较差,原因是多方面的,如机动车尾气、垃圾、细菌等较多;在农村广阔的田野中,空气质量较好.
6.从空气中分离制得的氧气、氮气、稀有气体都是很有用的物质.例如,人需要空气中的氧气进行呼吸,炼铁需要氧气,氮气可作保护气等.
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　　一、空气质量周报和空气质量
从1997年开始,我国社会生活中又多了一件新鲜事,许多城市就像发布天气预报那样,在当地电视台、电台、报纸上公布一周来本城市的空气质量情况.从此,城市空气质量的好坏对于许多老百姓来说,不再是一个未知数了.
通过新闻媒介向全社会发布空气质量周报是国务院环境保护委员会1997年1月作出的决定,当时要求在全国46个环境保护重点城市发布空气质量周报.当年5月23日,南京市率先在当地新闻媒介上发布空气质量周报,紧接着,上海、武汉、沈阳……到1998年6月,46个城市全部推出了空气质量周报.这46个城市包括所有的直辖市、省会城市、经济特区城市以及一部分重点旅游城市.
2000年,中国停止发布空气质量周报,取而代之的是空气质量日报.空气质量日报的主要内容为:空气污染指数、空气质量级别、空气质量状况和首要污染物.空气污染指数就是将监测的几种空气污染物的浓度值简化成为单一的数值形式,并分级表示空气污染程度和空气质量状况.污染指数的分级标准是:1.污染指数在50以下对应的空气质量级别为Ⅰ级,即优;2.污染指数在50以上、100以下对应的空气质量级别为Ⅱ级,即良;3.污染指数在100以上、200以下对应的空气质量级别为Ⅲ级,即轻度污染;4.污染指数在200以上、300以下对应的空气质量级别为Ⅳ级,即中度污染;5.污染指数在300以上对应的空气质量级别为Ⅴ级,即重度污染.
根据我国空气污染的特点,目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物等.二氧化硫主要来自燃煤废气,它是生成酸雨的元凶;氮氧化物主要来自于汽车尾气;总悬浮颗粒物主要来自燃煤排放的烟尘和地面扬起的灰尘.一般取这3种污染指数最大的物质作为首要污染物,并将首要污染物的污染指数确定为该城市的空气污染指数.例如广州市在某一天的空气质量监测中,氮氧化物的污染指数是最高的,达到了134,那么氮氧化物就被确定为本日的主要污染物,同时,氮氧化物的污染指数134及其对应的空气质量级别Ⅲ级就作为广州市本日的空气污染指数和空气质量级别.
　　二、二氧化硫污染对健康的影响
二氧化硫 (SO2)是一种常见的和危害较大的大气污染物.在五种主要大气污染物(一氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物、飘尘、氮氧化物)中,它的含量约占15%.二氧化硫形成对人类健康有害的硫酸雾有两种过程:一是二氧化硫遇水蒸气可生成具有腐蚀性的亚硫酸,进而被氧化成硫酸雾;二是二氧化硫在空气中氧化物的作用下,可生成三氧化硫,进而形成硫酸雾.此外,飘尘中所含的铁、锰、镁等金属成分,也可催化二氧化硫形成三氧化硫.若大气干燥,二氧化硫可停留1~2个星期.若大气潮湿或含有其他污染物,则只需 1小时就可能将二氧化硫氧化成三氧化硫,并以硫酸雾的形式沉降到地面上.
　　二氧化硫污染主要有下列三个来源:①含硫燃料(如煤和石油)的燃烧;②含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼;③化工厂、炼油厂和硫酸厂等的生产过程.到20世纪60年代后期,全世界二氧化硫的年排放量约为1.5亿吨.二氧化硫在大气对流层中的平均浓度约为0.2ppb,在城市上空的年平均浓度则高达0.1~0.15ppm
课题2　氧　气
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1.初步建立起研究物质的一般方法和合理顺序,学习沿着知识的内在脉络进行学习的初步方法,并知道性质与用途之间的关系.
2.说出氧气的物理性质和用途.掌握氧气的化学性质(碳、硫、磷、铁、蜡烛在氧气中燃烧时所表现出来的化学性质).认识硫、磷、碳、铝与氧气反应的现象、文字表达式.
3.认识化学反应,了解化学反应的基本特征,认识化合反应和氧化反应.
/
1.通过活动与探究,培养学生观察与分析、合作与交流的能力.
2.通过对实验现象及结论的分析,学习从具体到抽象、从个别到一般的归纳方法.
/
1.从五彩缤纷的化学变化中,让学生体验化学的神奇性,知道化学反应的重要用途.
2.对学生进行“性质决定用途,用途体现性质”的辩证思维教育.
3.培养学生通过实验研究物质及其变化规律的科学方法,培养学生实事求是、尊重科学、尊重事物发展规律的科学态度,激发学生探索科学的进取精神.
/
【重点】　
1.氧气的化学性质.
2.化合反应、氧化反应概念的建立.
【难点】　
化合反应与氧化反应的区别.
/
【教师准备】　实验用品:集气瓶、燃烧匙、酒精灯、硫、木炭、红磷、铁丝,多媒体课件.
【学生准备】　预习有关实验操作和本课题知识.
/
/
导入一:
【展示】　多媒体展示有关氧气用途的图片:运动会场上燃烧的火炬,抢救病人等.
【思考】　学生观看并结合身边的实例思索氧气是一种什么样的物质.
导入二:
【演示实验】　验证光合作用产生氧气.等气体充满试管的1/2时,取出试管迅速把快要熄灭的木条置于试管口.
//
/
[过渡语]　氧气是一种非常重要的气体,每时每刻我们都在呼吸空气,空气中的氧气有颜色和气味吗?我们对氧气有多少了解呢?现在让我们来学习氧气的性质.
一、氧气的物理性质
思路一
【思考】　让学生观察、比较木条在空气中和在纯氧气中燃烧的现象.思考此现象说明了什么?
[设计意图]　从所学的光合作用实验入手创设问题情景,让学生感受生物中有化学,学生的兴趣一下子被点燃!
教师活动
学生活动
设计意图
【教师】　让我们一起深呼吸.
【提问】　吸入的是什么?
【追问】　氧气就在我们的周围,大家能描述一下氧气吗?
【导入】　节日的时候,我们经常看到美丽的彩球在空中飘荡.你们知道彩球中填充的是什么气体吗?
【追问】　用氧气行不行?
【实验】　我们来做一下,看一看到底行不行?
【展示】　出示医用氧气袋.
【师生共同做实验】　向气球中填充氧气(使用医用氧气袋)
【学生】　做深呼吸.
【生答】　空气.
【生答】　无色、无味的气体
通过师生对话,营造平等、和谐、民主的课堂氛围
【观察】　师生共同观察气球的升降情况.
【提问】　为什么用氧气填充节日彩球不行?
【追问】　通过学习,你能总结一下氧气的物理性质吗?
【提问】　鱼儿在水中能自由生活,为什么?市场上卖鱼的,为什么要不断向池中通入空气呢?
【探究实验】　证明氧气是不易溶于水的
【生答】　氧气的密度比空气大.
【归纳、总结、发言】　氧气是无色、无味气体,密度比空气大,水中溶有O2,但可能溶解的量不大.
【讨论交流】　分组设计方案,完成实验,表达交流.
【实验方案】　见下图:
/
【结论】　O2不易溶于水
从生活实例走进化学,激发学生探究欲望
【课件展示】　不同条件下的氧气.
【归纳小结】　让学生总结氧气的物理性质,并参与学生的归纳总结
【学生】　观看思考,加深对氧气的认识,同学们相互补充共同完成.
【归纳小结】　氧气的物理性质:
1.在通常状况下: (101 kPa、室温)无色、无味.
2.不易溶于水(1∶0.03).
3.在标准状况下: (101 kPa、0 ℃):氧气的密度为1.429 g/L,空气的密度为1.293 g/L,氧气的密度比空气略大.
4.101 kPa、-183 ℃时,O2液化为淡蓝色液体;101 kPa、-218 ℃时,O2固化为雪花状淡蓝色固体
培养学生的总结、概括能力
　　思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【设疑】　氧气能否溶解在水中?
【提问】　联系生活,回忆前面的学习,你对氧气都有哪些了解?
【追问】　氧气容易溶解于水吗?
【小结】　氧气不易溶于水,但不是绝对不溶于水,在室温下,1 L水中只能溶解30 mL氧气,这对水中动物生存有着重要意义
【回忆、整理】　联想水中的生物通过喝水获取氧气,从而得出结论.
【回答】　氧气不易溶于水
从学生生活入手,集中解决问题
【提问】　物理性质包括哪些方面呢?
【讨论】　桌面上放置没有标签的两瓶气体,一瓶是空气,一瓶是氧气,如何区别呢?用眼看、用鼻子闻能区分吗?
【讨论】　氧气是无色的物质,这句话对吗?
【指导学生讨论总结】
1.通常状况下,是无色、无味的气体.
2.标准状况下,密度为1.429 g/L,比空气(1.293 g/L)略大.
3.不易溶于水 ,溶解度为30 mL O2/1 L H2O(室温).
4.三态变化.
【拓展】　101 kPa时,工业生产的氧气,一般加压贮存在钢瓶中(天蓝色、黑字)
【回忆并回答】　色、态、味、密度、熔点、沸点和溶解性等.
【交流】　不能,都是无色、无味的气体.
【交流】　不对,液态和固态时不是无色的
引导学生关注生活中的化学问题,并用学到的化学知识解决实际问题
二、氧气的化学性质
　　[过渡语]　在炼钢过程中往往需要纯度较高的氧气,你知道利用了氧气的什么性质吗?
思路一
【探究】　我们通过下面的实验探究一起来研究氧气的性质.
教师活动
学生活动
【分组实验】　将学生分成四组,进行分组实验,每小组分别探究木炭、硫、磷、铁丝与氧气的反应.来到学生中间,加入学生的讨论中去并指导各小组的实验步骤.
【提示】　向学生强调观察重点是燃烧前后物质的本质.
【观察要点】
1.哪些物质发生反应.
2.物质的颜色、气味、状态等.
3.反应条件是什么?
4.是否发光、放热.
5.生成物的种类.
6.生成物的颜色、气味、状态等
【进行实验】　1.首先观察实验的仪器、药品.
2.每小组派代表介绍本组实验内容、仪器名称、实验药品.
3.讨论各小组实验的操作步骤.
4.各小组派代表介绍本组实验操作步骤,经师生共同讨论,改进实验,最后在实验步骤上达成共识.
【汇报总结】　各组学生用不同的呈现方式汇报实验现象.经师生讨论后得出结论:氧气能支持燃烧,具有助燃性
　　师生共同完成,对上述实验进行梳理归纳如下.
物质
现象
操作要点
文字表
达式
符号表达式
反应前
在空气中燃烧
在氧气中燃烧
木炭
黑色固体
燃烧发出红光,放热,生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体
剧烈燃烧,发出白光,放热,生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体
木炭自上而下缓慢伸入O2瓶中(使木炭与O2充分接触,有利于完全反应)
碳+氧气/二氧化碳
C+O2/CO2
硫
黄色固体
微弱、淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
燃烧,产生明亮、蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
集气瓶瓶底放少量水(或氢氧化钠溶液)来吸收SO2,防止污染空气
硫+氧气/二氧化硫
S+O2/SO2
红磷
暗红色粉
末状固体
放出热量,生成白烟
放出热量,生成白烟
玻璃片半盖在O2瓶口,最好在通风橱内进行
磷+氧气/五氧化二磷
P+O2/P2O5
铁丝
银白色
固体
在空气中持续加热发红,离火后变冷
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,有黑色固体物质生成
①将铁丝在一根火柴上绕成螺旋状,待火柴即将燃尽再伸入O2瓶中.②瓶底放少量水或铺一薄层细沙(防止熔化物溅落炸裂瓶底)
铁+氧气/四氧化三铁
Fe+O2/Fe3O4
　　【小结】　O2是一种化学性质比较活泼的物质,在化学反应中,常提供氧,具有氧化性.
思路二
【猜谜语】　猜猜看以下是指哪种物质发生的变化并作出解释:
黑块块,烧就红,投入宝瓶仙气中,金光耀眼银光闪,无影无踪瓶中空,一杯钙泉入宝座,化作牛奶无人用.
【谜底】　木炭.
[设计意图]　谜语中包含的内容既有前一课题的探究成果,又有本课题的新成果,使课堂达到了高潮.
【提问】　氧气都能支持哪些物质燃烧呢?
【学生】　争先恐后回答.
【讲解】　我们选择几种常见典型的物质,看看它们在空气和在氧气中燃烧到底相不相同.若不同,又能说明氧气具有什么性质呢?
【学生】　兴致高昂,在教师参与下,确定用木炭、硫和铁丝来探究氧气的性质.
【讨论交流】　学生分组设计实验,进行交流.
【教师】　参与指导.
【提出目标、要求】　从四个方面比较观察硫、木炭、铁丝三种物质及其发生的变化.学生进行实验并根据现象完成下表:
反应前
反应后
物质
色、态
在空气中燃烧
在纯氧气中燃烧
生成物(气味、颜色、状态)
硫
木炭
铁丝
1.硫在空气和在氧气中的反应
【演示】　请一位学生在教师的参与下进行硫分别在空气和氧气中燃烧的实验,其他同学进行观察,并注意观察的方法.(进行全面、有序的观察)看谁观察到的信息多.
【表达交流、归纳小结】　硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧得更旺,发出蓝紫色火焰,生成一种有刺激性气味的气体,并放热.
文字表达式:硫+氧气/二氧化硫.
【反思】　(1)瓶底放少量水的原因.(吸收SO2,防止污染空气)
(2)硫在空气和氧气中燃烧现象不同.(说明氧气能支持燃烧,氧气浓度越大,燃烧越剧烈)
2.碳的燃烧
【演示】　同上,由师生共同完成.
【表达交流,归纳小结】　木炭在空气中发出红光,在氧气中燃烧得更旺,发出白光,放出热量,生成一种无色气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊.
文字表达式:碳+氧气/二氧化碳.
【反思】　木炭要自上而下缓慢伸入氧气瓶中.(使木炭与O2充分接触,有利于完全反应)
3.铁丝燃烧
【演示】　同上,由师生共同完成.
【表达交流,归纳小结】　铁丝只在纯氧中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热.
文字表达式:铁+氧气/四氧化三铁.
【反思】　(1)铁丝需打磨.
(2)铁丝需缠绕在火柴梗上.(引燃)
(3)铁丝绕成螺旋状.(增大受热面积,聚热)
(4)氧气瓶底要放少量水或铺一薄层细沙.(防止高温熔化物溅落,炸裂瓶底)
【总结归纳】　O2是一种化学性质比较活泼的物质.
三、化合反应、氧化反应、缓慢氧化
　　[过渡语]　通过学习,我们发现物质燃烧的过程中都有氧气参加,这些化学变化还有哪些共同的特征?
思路一
【观察】
红磷+氧气/ 五氧化二磷
硫+氧气/二氧化硫
铁+氧气/四氧化三铁
石蜡+氧气/二氧化碳 + 水
【比较】　说出硫、木炭、铁燃烧及其文字表达式的所有相同点,并填入下表:
相同点
归类或命名
由两种物质发生反应生成另一
种物质　　　　　　　　　　
称　　　　反应?
物质与氧发生的反应
称　　　　反应?
生成物都叫氧化某
称氧化物
反应条件都是　　　?
—
变化现象都有　　　?
—
　　【列举】　列举生活中的缓慢氧化现象,引出缓慢氧化的概念.
(1)剧烈的氧化反应:硫、木炭、铁丝、蜡烛在氧气中燃烧,火药爆炸等.
(2)缓慢的氧化反应:食物腐烂、钢铁生锈、动植物的呼吸等.
【归纳】　氧化反应是一大类反应,根据反应的剧烈程度,分成剧烈氧化、缓慢氧化等.如燃烧有剧烈的发光、放热现象,是剧烈氧化.食物的腐败变质是缓慢氧化.
思路二
【展示】　介绍反应文字表达式的书写方法:
以红磷、木炭、硫、铁的燃烧为例:
磷+氧气/五氧化二磷
碳+氧气/二氧化碳
硫+氧气/二氧化硫
铁+氧气/四氧化三铁
石蜡+氧气/水+二氧化碳
【分析】　氧气与红磷、木炭、硫粉、铁丝、石蜡的反应,找出这几个反应的共同点.
【归纳】　(1)化合反应:两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应.特征:多变一.
(2)氧化反应:物质与氧(氧元素)发生的反应.
注意:有氧气参加的反应都是氧化反应,但氧化反应中不一定有氧气参加.
(3)缓慢氧化:有些氧化反应进行得很慢,不容易被察觉,这种氧化反应叫做缓慢氧化.特点:通常无发光现象,但会放出热量.如:动植物的呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造等.
【拓展延伸】 　(1)氧化反应是指物质跟氧发生的化学反应,而不是专指物质跟氧气发生的化学反应.物质跟氧气发生的化学反应只是氧化反应的一种形式.
(2)化合反应不一定是氧化反应,氧化反应也不一定是化合反应,两者没有必然的联系.如氧化钙+水→氢氧化钙,是化合反应,但不是氧化反应.再如:石蜡+氧气/二氧化碳+水,是氧化反应,但不是化合反应.
(3)化合反应和氧化反应的关系:
/
/
1.氧气的物理性质.
通常状况下,是无色、无味的气体,密度比空气大,不易溶于水.
2.氧气的化学性质.
物质
现象
反应表达式
反应前
在空气中燃烧
在氧气中燃烧
木炭
黑色固体
燃烧发红,放热,生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体
剧烈燃烧,发出白光,放热,生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体
碳+氧气/二氧化碳
C+O2/CO2
硫
黄色固体
微弱、淡蓝色火焰,生成有刺激性气味的气体
产生明亮、蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
硫+氧气/二氧化硫
S+O2/SO2
红磷
暗红色粉
末状固体
放出热量,生成白烟
比在空气中燃烧剧烈,放出热量,生成白烟
磷+氧气/五氧化二磷
P+O2/P2O5
铁丝
银白色固体
在空气中持续加热发红,离火后变冷
在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量热
铁+氧气/四氧化三铁
Fe+O2/Fe3O4
镁条
银白色固体
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成白色固体
——
镁+氧气/氧化镁
Mg+O2/MgO
蜡烛
固体
放热,瓶壁有水雾出现,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
燃烧更旺,发出白光,放出热量, 瓶壁有水雾出现,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
石蜡+氧气/水+二氧化碳
　　3.化合反应、氧化反应和缓慢氧化.
(1)化合反应:“多变一”.
(2)氧化反应:物质跟氧发生的化学反应.
(3)缓慢氧化.
/
1.下列有关氧气性质的描述中,错误的是 (　　)
A.通常情况下,氧气易溶于水
B.氧气能支持燃烧
C.标准状况下,氧气的密度比空气大
D.氧气被压缩为液体时显淡蓝色
解析:通常情况下,氧气不易溶解于水;氧气具有助燃性,能支持燃烧;标准状况下,氧气的密度比空气略大;液氧是一种淡蓝色的液体.故答案为:A.
2.如图是小菊和小王关于O2(氧气)的有关对话,其中错误的是 (　　)
/
解析:氧气的密度大于空气的密度.故答案为:D.
3.(2014·苏州中考)下列有关物质燃烧现象的叙述中,正确的是 (　　)
A.铁丝在氧气中燃烧:火星四射,生成红色固体
B.硫粉在空气中燃烧:产生淡蓝色火焰,生成一种刺激性气味的气体
C.镁条在空气中燃烧:发出耀眼的白光,只生成一种黑色固体
D.红磷在空气中燃烧:发出白光,生成大量的白色烟雾
解析:铁丝在氧气中燃烧:火星四射,生成黑色固体;硫粉在空气中燃烧:产生淡蓝色火焰,生成一种有刺激性气味的气体;镁条在空气中燃烧:发出耀眼的白光,生成白色固体;红磷在空气中燃烧:生成大量的白烟,不是烟雾.故答案为:B.
/
课题2　氧　气
一、物理性质
1.通常状况下,无色、无味的气体.
2.密度比空气略大.
3.水溶性:不易溶于水.
4.氧气的三态变化:
/
二、化学性质
碳+氧气/二氧化碳
硫+氧气/二氧化硫
铁+氧气/四氧化三铁
三、化合反应、氧化反应、缓慢氧化
1.化合反应.
(1)两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应.
(2)特点:多变一.
2.氧化反应.
物质跟氧发生的化学反应.
3.缓慢氧化.
/
一、教材作业
【必做题】
教材第36页练习与应用的1、2题.
【选做题】
教材第36页练习与应用的3、4题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.下列关于氧气的说法正确的是 (　　)
A.氧气易溶于水
B.大多数金属能与氧气反应
C.食物腐败不需要氧气
D.硫在氧气中燃烧生成SO3
2.(2014·潍坊中考)下列物质在氧气中燃烧产生大量白烟的是 (　　)
A.铁丝　B.红磷　C.木炭　D.硫黄
3.(2014·重庆中考)做铁丝在氧气中燃烧的实验时,要先点燃铁丝上系着的火柴,再深入集气瓶中,火柴燃烧的作用是 (　　)
A.补充氧气
B.增加可燃物
C.升高铁丝的着火点
D.升高细铁丝的温度
4.下列描述属于氧气化学性质的是 (　　)
A.液态氧可用作发射火箭的助燃剂
B.通过低温加压,可使氧气液化成淡蓝色的液体
C.通常状况下,氧气是无色、无味的气体
D.氧气是一种性质比较活泼的气体,能氧化许多物质
【能力提升】
5.(2015·本溪模拟)规范操作是实验成功的关键,下列有关实验中涉及的操作错误的是 (　　)
A.铁丝在氧气中燃烧:把光亮的细铁丝盘成螺旋状
B.做铁丝在氧气中燃烧实验时,预先在集气瓶底加少量水
C.用试管夹给试管里的液体加热时,试管口不要对着自己或旁人
D.测定空气中氧气的含量:红磷在氧气中燃烧熄灭后,即可观察水面上升情况
6.(2014·许昌二模)根据图示实验回答:
/
(1)该实验探究的目的是什么?　　　　.?
(2)实验中B操作的目的是　　　　.C步骤中观察到的现象为　　　　.?
【拓展探究】
7.如图所示,取三根粗细、长度均相同的光亮细铁丝,将其中两根分别盘成螺旋状,在每根铁丝一端绑上粗铜丝,另一端系一根火柴,点燃火柴,待快燃尽时,分别插入充满氧气的集气瓶中(预先放入一些水).观察到:Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧,且Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中的更剧烈;Ⅲ中铁丝没有燃烧.
(1)为什么Ⅲ中铁丝没有燃烧?
(2)分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因.
/
【答案与解析】
1.B(解析:氧气是不易溶于水的;在一定条件下,大多数金属能与氧气反应;食物腐败的过程,是食物中的有机物和氧气发生了缓慢氧化;硫在氧气中燃烧生成的是二氧化硫,不是三氧化硫.)
2.B(解析:铁丝在氧气中燃烧能生成黑色固体;红磷在氧气中燃烧能够产生大量白烟;木炭在氧气中燃烧,发出白光;硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰.)
3.D(解析:火柴燃烧消耗了氧气,不能补充氧气;增加可燃物,消耗了氧气,不利于铁丝的燃烧;铁丝的着火点是铁的属性,一般不能改变;火柴燃烧的作用是升高细铁丝的温度,利于铁丝燃烧.)
4.D(解析:液态氧可用作发射火箭的助燃剂,属于氧气的用途;通过低温加压,可使氧气液化成淡蓝色的液体,属于物理性质;通常状况下,氧气是无色、无味的气体,属于氧气的物理性质;氧气是一种性质比较活泼的气体,能氧化许多物质,属于氧气的化学性质.)
5.D(解析:把光亮的细铁丝盘成螺旋状,可以增大与氧气的接触面积,有利于燃烧;做铁丝在氧气中燃烧实验时,为防止生成的熔化物溅落而炸裂瓶底,应预先在集气瓶底加少量水;用试管夹给试管里的液体加热时,为防止灼热的液体喷出伤人,试管口不要对着自己或旁人;测定空气中氧气的含量时,如果红磷在氧气中燃烧熄灭后,立即观察水面上升情况,会导致测定的氧气含量偏低.)
6.(1)证明木炭在氧气中燃烧生成了二氧化碳　(2)使可燃物温度达到着火点;剧烈燃烧,放热,发出白光(解析:(1)由实验的操作过程及现象可知,木炭在氧气中燃烧,生成了能使澄清石灰水变浑浊的气体,所以,实验探究的目的是:证明木炭在氧气中燃烧生成了二氧化碳.(2)实验中,将木炭放在酒精灯火焰上加热,只有达到一定温度时才能燃烧.所以,实验中B操作的目的是使可燃物温度达到着火点.C步骤中观察到的现象为:剧烈燃烧,放热,发出白光.)
7.(1)实验Ⅲ中火柴在铁丝上方,用其火焰内焰对铁丝加热,内焰温度低,没有对铁丝充分预热,因此不能达到铁丝的着火点.　(2)实验Ⅱ中铁丝绕成螺旋状,增大受热面积,反应更充分,因此铁丝燃烧更剧烈.(解析:(1)实验Ⅲ中火柴在铁丝上方,用其火焰内焰对铁丝加热,内焰温度低,没有对铁丝充分预热,因此不能达到铁丝的着火点,铁丝不能燃烧.(2)实验Ⅱ中铁丝绕成螺旋状,增大受热面积,反应更充分,因此铁丝燃烧更剧烈.)
/
　　本课题以学生自主探究氧气的物理性质和化学性质为中心,从测定光合作用中氧气的生成入手,体现学科的相互渗透,使学生感到亲切,同时也创设了探究氧气的化学性质的情景,然后引导学生由特殊到一般的认识过程:除木炭外,其他物质是否也能在纯氧气中燃烧得更旺.学生通过一系列的、有目的性的思维性观察活动,得出氧气的化学性质,并引用描述木炭燃烧的猜谜语活动使学生兴趣盎然,活跃了课堂气氛.该课改变了传统的先介绍物质的物理性质,再根据它的性质介绍用途的教学方法,让学生根据一些氧气的用途、收集方法等,归纳它的物理性质,锻炼了学生的逆向思维能力,也教给了学生一些归纳知识的方法,教师真正起到了引导者和组织者的作用.
/
练习与应用(教材第36页)
1.将带火星的木条伸入集气瓶中,如果木条复燃,证明此气体是氧气
2.硫+氧气/ 二氧化硫;磷+氧气/五氧化二磷;铁+氧气/四氧化三铁
3.(1)C　(2)C　(3)D　(4)C　(5)D
4.液化石油气;现象:石油气燃烧,发出淡蓝色火焰;燃料燃烧是化学变化,因为燃料燃烧生成了二氧化碳等新物质.(解析:这是化学知识与日常生活相联系的应用题,关键是掌握化学变化和物理变化的本质区别——有无新物质生成.)
/
　　一、常用气体钢瓶简介
除装毒气的钢瓶外,钢瓶的一般工作压力都在150 kg/cm2左右.按国家标准规定涂成各种颜色以示区别.例如:氧气钢瓶为天蓝色,黑字;氮气钢瓶为黑色,黄字;压缩空气钢瓶为黑色,白字;氯气为草绿色,白字;氢气钢瓶为深绿色,红字;氨气钢瓶为黄色,黑字;石油液化气钢瓶为灰色,红字;乙炔钢瓶为白色,红字等等.钢瓶运输和储存期间不得暴晒.
　　二、硫在氧气中燃烧实验的绿色化设计
1.原装置的不足.
硫在氧气中的燃烧实验,教材中要求在通风橱中进行,目前一般的教室没有通风橱,故生成的气体易造成污染.为解决这一问题,笔者对该实验进行了绿色化设计.
2.实验的绿色化设计.
(1)实验装置:如图.
/
(2)实验器材:
125毫升集气瓶、5毫升注射器、燃烧匙、90度弯形玻璃管、单孔7号橡胶塞、气球、橡皮筋、氢氧化钠的浓溶液等.
(3)实验装置的制作方法:
仪器的组装:
①将燃烧匙、90度弯形玻璃管、单孔7号橡胶塞按图组装连接,90度弯形玻璃管的一端绑上一个气球;
②用5毫升注射器取5毫升的氢氧化钠的浓溶液后,插入橡胶塞中.
(4)实验步骤:
①按图准备好装置并制取一瓶氧气,在燃烧匙里放入少量硫,加热,直到发生燃烧,观察硫在空气里燃烧时发生的现象;然后把盛有燃着硫的装置伸进充满氧气的集气瓶中,塞紧胶塞,再观察硫在氧气里燃烧时发生的现象,比较硫在空气里和氧气里燃烧有什么不同.
②实验结束后,把注射器中的氢氧化钠溶液注入集气瓶中,振荡以除去装置内生成的二氧化硫气体.
3.装置改进的意义.
(1)装置制作简单,操作方便;
(2)装置的密封性强,安全、环保,把污染降低到了最低程度.
课题3　制取氧气
第/课时
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/
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.
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1.知道反应原理决定实验装置,气体的性质决定气体的收集方法和验满方法.
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.
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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.
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【重点】　
氧气的制法及实验操作.
【难点】　
催化剂的概念和催化作用.
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【教师准备】　(1) 高锰酸钾、5%的过氧化氢溶液、二氧化锰;(2)大试管(3支)、木条、酒精灯、天平、火柴.
【学生准备】　(1)高锰酸钾、木炭、细铁丝、澄清石灰水;(2)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.
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导入一:
【展示】　播放有关氧气用途的视频.
【讲解】　我们学习了氧气的性质和用途,了解到氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它能与许多物质发生氧化反应,支持物质的燃烧,在反应中放出热量,物质在纯净的氧气中燃烧要比在空气中燃烧剧烈得多.氧气在工农业生产中和科学研究方面还有许多用途.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、火箭的发射等等.氧气有许多重要的用途,在实际应用中又往往需要纯度较高的氧气,你们想知道怎样获得纯净的氧气吗?
导入二:
【展示】　一瓶氧气.
【讲解】　上节课我们了解了氧气的性质,那么老师做实验用的氧气是怎么来的呢?这节课我们就来探讨这个问题.
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　　[过渡语]　氧气可以供给呼吸和支持燃烧,在工农业生产和科学研究方面,氧气也有着非常重要的用途.有时,由于空气中氧气含量不够高,我们经常需要较纯的氧气.那么,氧气是如何制得的呢?本节课中,我们将简单介绍氧气的实验室制法和工业制法.
一、用高锰酸钾制取氧气
思路一
【讲解】　当只需要少量氧气时,我们可以在实验室里制取.
【讨论】　在实验室制备气体时,从原料、仪器、反应条件等方面要考虑哪些因素?
【学生】　讨论交流,汇报结果.
1.所选原料必须含氧,否则不会产生O2.
2.原料要廉价易得.
3.反应条件要简单,装置要简单,操作要简单.
4.反应速率要适中,便于控制.
5.在反应过程中,不生成污染环境的物质.(学生相互补充完成)
【小结】　同学们考虑得十分详尽,不仅考虑到了反应本身的合理性和科学性,还考虑到了“绿色化学”.下面我们先学习一种常见的制备氧气的物质——高锰酸钾.
【展示】　高锰酸钾.
【学生】　观察、描述、记录:高锰酸钾是暗紫色固体.
【讲解】　高锰酸钾在加热的情况下能分解出氧气,同时生成锰酸钾和二氧化锰.
高锰酸钾/锰酸钾+二氧化锰+氧气.
【拓展】　在二氧化锰的催化下,加热氯酸钾也可以分解出氧气,同时生成氯化钾.请同学们用文字表达式把这个反应表示出来.
氯酸钾/氯化钾+氧气
思路二
【教学情景】　展示一些高锰酸钾,让学生观察它的颜色和状态,并描述.
【学生】　高锰酸钾是—种暗紫色的固体.
【介绍】　大家对于高锰酸钾其实并不陌生,医院里常用的紫药水,事实上就是高锰酸钾和水形成的溶液.它具有杀菌、消毒的作用.
【讲解】　通过预习大家知道,高锰酸钾在加热的情况下能分解出氧气,同时生成锰酸钾和二氧化锰.这个实验下一节课我们专门安排有实验探究,所以这里就不做实验了.我们一起把这个反应表示出来.
【板书】　高锰酸钾/锰酸钾+二氧化锰+氧气.
【讲解】　另外,还可以利用加热氯酸钾的方法制取氧气.
【板书】　氯酸钾/氯化钾+氧气.
二、用过氧化氢溶液制取氧气
　　[过渡语]　除了使用高锰酸钾制取氧气,我们还可以使用一种家中的常备药品制取氧气,该药品的价格才3~5元,你想知道这是什么药品吗?它就是过氧化氢溶液,也就是大家常说的双氧水,它也可以用来制取氧气.
思路一
【演示】　用过氧化氢溶液制取氧气.
实验
现象
原因
用带火星的木条伸入有过氧化氢溶液的试管
木条不复燃
没有氧气放出(或产生的氧气很少)
用带火星的木条伸入加热过氧化氢溶液的试管
带火星的木条很快复燃
有氧气放出
向装入过氧化氢溶液的试管中加绿豆大小的MnO2 ,再将带火星的木条伸入其中
带火星的木条很快复燃
有氧气放出
表达式
过氧化氢/水+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的方法制取氧气.
【小结】　从上面的实验中可以看出,有二氧化锰不加热可产生氧气,没有二氧化锰加热过氧化氢溶液也能产生氧气, 那么二氧化锰是一种反应物,还是起别的作用呢?
【实验】　待上述实验中加二氧化锰的试管中没有气泡产生时,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,实验后把二氧化锰洗净、干燥,再称量,比较反应前后二氧化锰的质量,发现没有变化.
【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?
【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.
【分析】　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.
【板书】　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.
催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用.
【提问】　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?
【回答】　不是所有的化学反应速率都需要加快,如钢铁的锈蚀,食物的变质,我们就希望它们发生得越慢越好.
【分析】　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老化的速度;食用油脂里加入一些催化剂可以有效地防止油脂腐败.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,既包括“加快”,也包括“减慢”.
【提问】　催化剂有哪些应用呢?
【回答】　催化剂在化工生产中具有重要而广泛的应用,许多反应需要借助于催化剂才能进行或者很快地进行.例如,在化肥、农药、多种化工原料的生产过程中都要用到催化剂,在汽车尾气处理、酿造工业和制药工业中也要用到催化剂,生物体内存在的各种各样的酶其实都是起催化剂的作用.
【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溶液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?催化剂应算作一个反应条件,应写在箭头的上方:
过氧化氢/水+氧气
【拓展】　除了上述方法外还可以采用加热氯酸钾的方法制取氧气,氯酸钾是一种白色固体.
【展示】　氯酸钾.
【引入】　单独加热氯酸钾需等到氯酸钾熔化后才会缓慢有气泡——氧气放出,速率过慢,同学们有什么高招?
【学生】　异口同声地回答:加入催化剂——二氧化锰.
【教师】　用过氧化氢或氯酸钾制氧气考虑用催化剂没问题,加入二氧化锰也没问题.加入二氧化锰后确实让过氧化氢和氯酸钾在较低温度下快速分解了,但过氧化氢分解的催化剂只能是二氧化锰吗?
【学生】　思考、交流确定用实验方法证明.
【实验】　/
【结论】　(1)同一反应可选用不同种催化剂,催化效果不同.
(2)不同反应可选用同一种催化剂.
思路二
【介绍】　在实验室里采用加热高锰酸钾的方法制取氧气,还采用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气.
【演示】　用过氧化氢溶液制取氧气.
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　　【板书】　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化学反应前后都没有变化的物质叫做催化剂(或叫触媒).
催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用.
【拓展延伸】　(1)并不是所有有氧气生成的反应都可用于实验室制氧气.实验室制取气体时尽量满足以下条件:原料易得,且价格不贵,反应速率适中,简单易行,安全无毒等.如:加热氧化汞会产生氧气,但同时会生成有毒的汞,所以不宜采用.综合各方面的因素,实验室中一般用加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物或二氧化锰催化分解过氧化氢溶液的方法制取氧气.
(2)催化剂在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,既可以是加快化学反应速率(正催化剂),也可能是减慢化学反应速率(负催化剂).有的化学反应需要催化剂,有的化学反应不需要催化剂.同一反应可以选用不同的催化剂.例如,要使氯酸钾很快产生氧气,除了可以用二氧化锰作催化剂外,也可以选氧化铁作催化剂.硫酸铜溶液等对过氧化氢的分解也具有催化作用.
(3)在一定量的氯酸钾中加入少量的高锰酸钾,能加快氯酸钾的分解速率.因为高锰酸钾受热后容易分解,生成物中有二氧化锰,二氧化锰可以降低氯酸钾分解的温度,因此可以加快氯酸钾的分解速率.
(4)高锰酸钾不是该反应的催化剂.因为高锰酸钾受热易分解,生成了其他物质,在反应前后,高锰酸钾的质量和化学性质都发生改变了,因此高锰酸钾不是该反应的催化剂.但是高锰酸钾分解生成的二氧化锰是加快氯酸钾分解的催化剂.
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实验室制取氧气的三种常见方法:
药品
高锰酸钾
过氧化氢溶液和二氧化锰
氯酸钾和二氧化锰
反应物状态
紫黑色晶体
无色液体、黑色粉末
白色固体、黑色粉末
催化剂
无
二氧化锰
二氧化锰
反应条件
加热
不加热
加热
文字表达式
高锰酸钾/锰酸钾+二氧化锰+氧气
过氧化氢/水+氧气
氯酸钾/氯化钾+氧气
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1.加热高锰酸钾制取氧气,反应结束后,残余固体中的二氧化锰是 (　　)
A.催化剂　B.生成物　C.氧化剂　D.反应物
解析:用高锰酸钾制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,因此二氧化锰是生成物.故答案为:B.
2.实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,一定用不到的仪器是 (　　)
A.酒精灯　B.集气瓶　C.导管　D.药匙
解析:因为实验室用过氧化氢(二氧化锰作催化剂)制取氧气不需要加热,故不需要加热装置.故答案为:A.
3.写出符合下列条件的化学反应的文字表达式.
(1)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气:　　　　.?
(2)木炭在空气中燃烧:　　　　.?
解析:(1)H2O2在MnO2的催化下生成H2O和O2;(2)C在空气中燃烧生成CO2.故答案为:
(1)过氧化氢/水+氧气　(2)碳+氧气/二氧化碳
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课题3　制取氧气
第1课时
一、加热高锰酸钾制取氧气
高锰酸钾/锰酸钾+二氧化锰+氧气.
二、分解过氧化氢溶液制取氧气
过氧化氢/水+氧气.
三、氯酸钾分解制取氧气
氯酸钾/氯化钾+氧气.
四、催化剂及催化作用
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.
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一、教材作业
【必做题】
教材第41页练习与应用的1题.
【选做题】
教材第41页练习与应用的4题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.在加热氯酸钾制取氧气的反应中,二氧化锰是 (　　)
A.反应物
B.生成物
C.催化剂
D.既是反应物又是催化剂
2.实验室用高锰酸钾加热制取氧气时,必须用到的一种仪器是 (　　)
A.酒精灯　B.燃烧匙　C.石棉网　D.量筒
3.实验室用分解高锰酸钾的方法制取氧气,必不可少的操作是 (　　)
A.加热　　B.过滤　　C.蒸发　　D.溶解
4.用过氧化