资源简介

怎样得到氧气——氧气的制备方法
1、教学目标
1.知识与技能
(1)了解氧气的物理性质和氧气的用途
(2)知道工业上从空气中提取氧气的基本原理
(3)掌握实验室制取氧气的方法和原理：药品选择、装置选择、气体收集方法
(4)认识催化剂及催化作用
2.过程与方法
(1)由氧气制备与收集的实验装置进行分析，得出实验室中气体制备与收集的一般方法，让学生学会由特殊到一般的思维方法。
(2)通过课堂演示实验的观察，学生对实验现象进行分析、对比得出结论的过程，培养学生归纳、分析以及总结的能力。
3.情感、态度与价值观
(1)通过实验探究激发学生学习的积极性和主动性。
(2)逐步认知用实验验证化学原理，从而进一步体会到化学是一门以实验为基础的科学。
2、教学重难点
教学重点：实验室制氧气的方法和原理，气体的发生装置与收集装置的选择
教学难点：催化剂概念及催化作用
3、教学用具
实验药品：双氧水，二氧化锰、氯酸钾
实验仪器：试管、铁架台（带铁夹）、酒精灯、水槽、集气瓶、毛玻璃片、玻璃导管、橡皮管、火柴、木条、试管夹、药匙等
4、课堂教学思维结构
环节一：学习主题的引入
1.氧气在生活中的应用（医疗、登山、潜水、航空等）
氧气的主要用途（供给呼吸与支持燃烧）
2.引出课题：既然氧气具有如此重要的用途，那么你一定很想知道氧气是如何制得的，这节课我们就来学习氧气的制取。
制备方法：从含有氧元素的物质中去寻找
方法一：从直接含有氧气的混合物中提取
方法二：由含有氧元素的物质反应制备
【过渡】空气中含有较多氧气，且空气廉价易得，因此可作为制氧的原料。
环节二：空气中提取氧气的方法（分离液态空气法）
1.观看分离空气得到氧气的视频，结合书本P49的空气中各组分的沸点表格，完成思考与讨论中的填空
2.工业制氧气的流程
分离液态空气法的原理（利用氮气和氧气沸点不同，物理方法）
【过渡】那我们在实验室里，常采用什么方法制取氧气？
环节三：实验室制取氧气的原理
1.可以从某些含有氧元素的化合物中得到氧气，实验室中常用的制取方法有：（1）分解过氧化氢溶液（2）加热氯酸钾（3）加热高锰酸钾的方法
2.探究实验一：加热氯酸钾制取氧气
【原理】氯酸钾氯化钾+氧气
【问题】氯酸钾和二氧化锰中都有氧元素，如何确定反应产生的氧气来自于哪一种物质呢
【探究活动】请学生提出根据可能的情况，提出假设，并设计实验来验证假设，填写学案上的表格。
假设一：二氧化锰产生氧气
假设二：氯酸钾产生氧气
假设三：氯酸钾和二氧化锰混合后产生氧气
【回顾】1.检验氧气是否产生的方法：带火星的木条放在试管口，复燃则证明有氧气产生
2.加热固体时，装置注意点：（1）试管口略向下倾斜
（2）铁夹夹在离试管口1/3处
验证实验 现象 原因
假设一：.加热二氧化锰，用带火星的木条放到导管口 带火星的木条没有复燃 没有氧气放出
假设二：加热氯酸钾，用带火星的木条放到导管口 加热较长时间后带火星的木条复燃 有氧气放出
假设三：加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，用带火星的木条放到导管口 加热片刻后带火星的木条复燃 很快放出大量氧气
【结论】1.氯酸钾可以产生氧气，二氧化锰不能。
2.二氧化锰在反应中起到了加快反应速率的作用，它不是反应物。
3.探究实验二：二氧化锰在反应中的作用
【问题】二氧化锰在可以加快反应速率，它本身的质量和化学性质在反应前后有无变化？
实验 现象 原因
待上述实验3中试管内不再产生气体时再加入少量氯酸钾并加热，把带火星的木条伸入试管内观察 加热片刻后带火星的木条复燃 有氧气放出
【结论】二氧化锰能加快氯酸钾的化学反应速率，而它本身的质量和化学性质在反应前后都不发生变化
4.引出催化剂概念
（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，在化学反应前后都没有改变的物质是催化剂。（2）催化作用：催化剂在反应中起到的是催化作用。
【设问】是不是所有的化学反应速率都要加快？所有的催化剂都是加快反应速率吗？它能否减慢化学反应的速率？
【讲述】像钢铁的生锈，橡胶的老化，食物的变质，我们希望发生的越慢越好。如在食用油脂里加入一些催化剂防止酸败。所以催化剂的概念中是“改变”其他物质的化学反应速率，而不是片面的加快。由前面实验可知催化剂不是反应物，在反应前后的质量和化学性质都不改变，是反应的条件，用文字表达式时应写在箭头上方。
【归纳】催化剂特点：一变二不变
环节四：氯酸钾制氧气的实验装置与实验步骤
1.发生装置
【问题】如果要收集制得的氧气，在刚才的实验基础上，还应该加什么实验仪器呢？（加上带有导管的单孔橡皮塞）
演示 现 象 文字表达式
在空气中 在氧气中
木炭在氧气中燃烧 持续红热，无烟、无焰 燃烧更旺，发出白光，放出热量，生成物使澄清灰水变浑。 碳+氧气→二氧化碳
铁丝在氧气中燃烧 不能燃烧 引燃后火星四射，放出热量，将铁丝熔成小球，生成黑色固体。 铁+氧气→四氧化三铁
蜡烛在氧气中燃烧 黄色火焰 燃烧更旺，发出白光，放出热量，生成物使澄清灰水变浑。瓶壁有水珠产生。
【注意】（1）导管不能伸入试管口过长（原因：防止药品堵塞导管）
（2）试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流，使试管底部破裂）
（3）铁夹夹在离试管口1/3处
【对比】列出双氧水制取氧气的反应原理和反应装置，两者进行对比
【问题】如果用加热高锰酸钾制取氧气，应该选哪一个实验装置呢？
【结论】气体的发生装置取决于反应物的状态和反应条件
反应原理 氯酸钾氯化钾+氧气 过氧化氢水+氧气
反应装置
反应前物质状态 固体和固体 固体和液体
反应条件 需加热 常温
装置名称 固固加热型 固液不加热型
2.收集方法：气体的物理性质决定其收集方式
（1）排水法收集气体（适用于难溶于水的气体）
（2）向上排空气法收集气体（适用于密度大于空气的气体）
（3）向下排空气法收集气体（适用于密度小于空气的气体）
【结论】收集装置取决于气体的密度和气体的溶解性
【问题】实验室制氧气的收集装置为
由此得到氧气的什么物理性质呢？（氧气难溶于水，氧气的密度大于空气）
【问题】怎样知道集气瓶中氧气已经收集满了？
排水集气法：有气泡从瓶口外逸出
向上排空气法：带火星的木条放在瓶口复燃
3.实验装置：发生装置+收集装置（书本P50）
4.实验步骤的确定
【问题】将下列实验步骤按照正确的顺序排序：①收集气体②装药品(KClO3、MnO2)③熄灭酒精灯④点燃酒精灯⑤检查装置的气密性
⑥撤离导管于水面⑦固定仪器于铁架台
【结论】⑤②⑦④①⑥③
【问题】为什么先将导管取出水槽，再熄灭酒精灯？
（为了防止水倒吸进试管，导致试管破裂）
谐音：“茶”“庄”定点收“利”“息”
环节五：小结与练习
【小结】氧气有很多用途，本节课我们学习了工业制备氧气和实验室中制备氧气的方法。实验室制氧气的方法中，重点学习了氯酸钾制氧气的方法与原理，二氧化锰在反应中是作催化剂，可以加快反应速率。根据这个实验的装置，我们初步了解了如何去选择气体制备的发生装置与收集装置。气体的发生装置取决于反应物的状态和反应条件，收集装置取决于气体的密度和气体的溶解性。
【练习】
七、教学过程
5、板书
加热

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