3.2 制取氧气 教案

制取氧气
【教学目标】
1．知识与技能
（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）练习连接仪器的基本操作。动手制取氧气。
（3）认识分解反应。
（4）认识催化剂和催化作用。
2．过程与方法
（1）学习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。
（3）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．情感态度与价值观
（1）通过实验装置的美对学生进行美育教育。
（2）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。
（3）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。
【教学重难点】
1．氧气的制法及实验操作。
2．催化剂的概念。
3．催化作用。
【教学过程】
问题引入：
1．空气中含有哪些成分？能否从空气中获得氧气？
学生答：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。
2．实验室用什么方法获得氧气？我们通过实验来研究。
分别用酒精灯同时加热过氧化氢溶液和二氧化锰。片刻后用带火星木条伸入试管口，观察现象。
观察记录：过氧化氢溶液是无色透明液体，二氧化锰是黑色粉末。过氧化氢溶液加热后产生少量气体，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。
3．小结：用酒精灯加热过氧化氢溶液时产生氧气。加热二氧化锰不产生氧气。
二、引入新课：既然氧气具有如此重要的用途，那么你一定很想知道氧气足如何制得的，这节课我们就来学习氧气的制取。
1．介绍：本节课我们主要学习氧气的实验室制法，在实验室里常采用分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾的方法制取氧气。首先我们学习分解过氧化氢溶液来制取氧气这种方法。
2．实验1：
（1）在试管中加入4 mL 10％的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃？
（2）在试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃？
（3）在试管中加入4 mL 10％的过氧化氢溶液，再加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃？
3．实验2试管内不放出气泡后，再加入4mL过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃？
注意：实验时要引导学生认真观察并进行思考。
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，说明没行氧气放出。
（2）放有二氧化锰的试管中，带火星的木条不能复燃，说明没行氧气放出。
（3）在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，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。
学生提：过氧化氢溶液与二氧化锰反应口，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？
老师：这个问题问得真及时，这也正是我想问大家的，二氧化锰到底是不是一种反应物呢？
提问：什么叫反应物？
回答：参加反应的物质。
提问：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：不，必须有。
总结：任何一个化学反应发生的时候。反应物必须存在。而在用过氧化氧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。
学生提问：二氧化锰到底是一种什么物质？它在这里起什么作用？
老师：为了问答大家这个问题，我们再来做一个实验进行探讨，人家注意观察现象并进行思考。
现象：本已不产生气泡的试管，重新加入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，二氧气锰可以重复使用。
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？
科学家们经过料确的实验，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。
三、讲解：
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？
学生议论后，代表回答：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”。
补充：能加快化学反应进行的催化剂一直是科学家们致力研究的，因为它对人类发展的意义更大。
介绍：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。
转折：通过上面的实验并讨论、总结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？
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。
过渡：实验室制氧气的方法是否仅此一种呢？非也。实验室可用多种方法来制取氧气，下面，我们就来介绍实验室制取氧气的另一种方法——加热高锰酸钾制取氧气。
四、加热高锰酸钾制取氧气
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。
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。
高锰酸钾
?
锰酸钾+二氧化锰+氧气。
讨论：用加热过氧化氢和加热高锰酸钾制取氧气的反应与化合反应有什么不同？
讨论结果：
1．化合反应是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。可表示为A+B→AB。
2．本节课所学制氧气的两个反应都是由一种物质生成两种或两种以上物质的反应，不属于化合反应。
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。
五、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。
设问：世界上的物质千千万万，如果我们一种一种地去学，用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。
总结：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和加热高锰酸钾两种方法。在用过氧化氢溶液制取氧气时，通常用二氧化锰作催化剂，它在这里起催化作用。通过对比化合反应，我们还知道用过氧化氢和高锰酸钾制取氧气的反应都属于分解反应。同时还告诉我们要学会用分类的方法来学习化学。
【板书设计】
制取氧气
一、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．文字表达式：过氧化氢→水+氧气。
二、加热高锰酸钾制取氧气
1．文字表达式：
高锰酸钾
?
锰酸钾+二氧化锰+氧气。
2．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。