人教版九年级化学第二单元课题3 制取氧气的教学设计

课题3
制取氧气
【教学目标】
1、知识与技能：了解实验室制氧气的反应原理、实验装置、实验操作。
2、过程与方法：通过探究氧气的制法，认识分解反应，认识催化剂和催化作用，掌握探究过程。
3、情感态度与价值观：通过对催化剂的探究和阅读有关材料，培养勇于创新的科学精神。
重点：氧气的制法及实验操作。
难点：催化剂的概念及催化作用。
【重点、难点】
1．本节课的重点是实验室制取氧气和收集气体的操作方法的示范。
2．催化剂的概念是教学难点。（非重点知识）
【教学过程】
【引入】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很高，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。
【板书】
第三节
氧气的制法
一、氧气的工业制法
工业上用分离液态空气的方法制取氧气。
（由于液态氮的沸点是－196℃，比液态氧的沸点低，所以氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。为了便于贮存、运输和使用，通常是把氧气加压到1.5×107Pa，并贮存在天蓝色钢瓶中。氮气贮存在黑色的钢瓶中）
原理：利用空气中各物质的沸点不同（物理性质），通过蒸发的方法将氧气分离出来，发生的是物理变化。
在实验室里，我们通常采用分解过氧化氢溶液，加热氯酸钾或高锰酸钾的方法来制取氧气。
二、氧气的实验室制法
（一）过氧化氢分解：
【实验2-5】
实验
现象
结论
解释
（1）在试管中加入5mL
5%
的H2O2
溶液，把带火星的木条伸入试管，木条是否复燃？
木条不复燃
过氧化氢溶液常温下缓慢分解成水和氧气
二氧化锰加快了过氧化氢分解生成氧气的速率，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变化的物质叫做催化剂（或叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。二氧化锰就是用过氧化氢分解制氧气的反应中的催化剂。
（2）在试管中加入5mL
5%
的H2O2
溶液，加热，把带火星的木条伸入试管，木条是否复燃？
木条复燃
过氧化氢在加热时能分解出氧气
（3）向盛有5mL
5%
的H2O2
溶液的试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管
木条复燃
常温下过氧化氢遇二氧化锰时能分解出氧气
（4）待实验（3）的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察，以上实验（4）重复多次。
木条复燃
二氧化锰反应前后化学性质不变
（5）实验后把二氧化锰洗净、干燥、再称量
质量不变
【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。
【注意】
1．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）。
2．有的化学反应需要催化剂，有的化学反应不需要催化剂。
3．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。
4．催化剂是反应的催化剂，而不是物质的催化剂。
1.
反应原理：
2H2O2====
2H2O+O2↑
过氧化氢
发生装置：根据反应物的状态和反应条件
2.
实验装置：
收集装置：根据生成物的物理性质
（1）发生装置：固体与液体反应生成气体
试管，单孔橡胶塞，导气管，铁架台（带铁夹）
改进：
（2）收集装置：集气瓶，水槽（排水法）
集气瓶
（向上排空气法）
（二）加热氯酸钾制取氧气
反应原理：
2KClO3
====
2KCl
+
3O2↑
（白色固体）
（白色固体）
（三）加热高锰酸钾制取氧气
【演示实验2-7】把少量高锰酸钾放在试管里加热几分钟，用带火星的木条插入管口，观察木条是否复燃。如果复燃，表明有什么气体放出？
1。反应原理：2KMnO4
====
K2MnO4
+
MnO2
+
O2↑
高锰酸钾
锰酸钾
二氧化锰
（紫黑色固体）
（墨绿色固体）（黑色固体）
现象：紫黑色的固体变成黑色，产生的气体使带火星的木条复燃。
【讲解】高锰酸钾全部反应后剩余的是锰酸钾和二氧化锰两种固体的混合物，看到的是黑色固体。
【讨论】比较以上两个化学反应具有什么共同特点？
【讲解】和化合反应相反，以上两个化学反应都是由一种物质生成了两种或两种以上其他物质的反应，化学上将这类反应叫做分解反应。
【板书】
分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
2．实验装置
选择仪器装置的依据：根据反应物的状态和反应条件来选择仪器装置。
粉末状固体气体
（1）实验仪器：大试管、单孔塞、导管、铁架台、酒精灯、集气瓶、水槽。
（2）检验方法：用带火星的木条放在导管排气处，带火星的木条复燃，证明生成的气体是氧气。
（3）收集方法：根据气体的物理性质。
O2
不易溶于水，采用排水法收集；
O2密度大于空气，采用向上排空气法收集。
（4）验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已收集满。
3．操作步骤
（1）连接仪器；
（2）检验装置的气密性；
（3）装药品：取高锰酸钾装入试管（约１/4试管），在试管口处放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管。
（4）固定试管：调整铁架台上的铁夹高度，将试管口略向下倾斜，固定在距试管口1/3处。
（5）加热：加热前应准备好集气瓶、水槽、玻璃片等用品。
（6）收集气体：用排水法、排气法各收集一瓶氧气。
【注意】
1．加热开始产生少量气泡时不能收集，当产生大量气泡再收集。为什么？
2．用排水法收集气体，收集结束时，一定要先撤导管后撤酒精灯。如果先撤酒精灯后撤导管，会产生什么后果？（为了防止水倒流，避免试管炸裂。）取氧气
【讨论】
（1）在一定量的氯酸钾中加入少量的高锰酸钾，是否能加快氯酸钾的分解速率？为什么？
答：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。
（2）高锰酸钾是不是该反应的催化剂？为什么？
答：高锰酸钾不是该反应的催化剂。因为高锰酸钾受热易分解，生成了其它物质，在反应前后，高锰酸钾的质量和化学性质都发生改变，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反应的催化剂。
空气
空气
除去二氧化碳
干燥
氮气
液态空气
降温
加压
升温-196℃
液态氧
升温-183℃
氧气
MnO2
MnO2
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