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(共13张PPT)
跨学科实践活动4　基于特定需求设计和制作简易供氧器
【活动分析】
氧气是空气中的一种重要成分,是生物体呼吸不可或缺的物质,也是工业生产的必备原料。供氧机在生产生活中扮演着重要的角色,对氧气制取、性质和相关用途的学习也显得尤为重要。
【活动内容】 活动一　了解实验室和工业制取及收集氧气的方法和原理
Ⅰ.化学实验是进行科学探究的重要途径。某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究,请你分析并回答问题:
(1)图中标号a的仪器名称是　 　。
分液漏斗
(2)若用加热高锰酸钾固体制取并收集一集气瓶氧气,可选用的装置组合是　 　(填字母)。
(3)F是密封良好充满空气的单气阀充气袋,现用F收集一袋较纯净的氧气,则导气管口b、c连接之前需进行的一项操作是　 .
。
Ⅱ.如图为工业制取氧气的部分流程示意图。
AC(或AE)
排尽充气袋内的
空气　
(4)洁净的空气属于　 　(填“混合物”或“纯净物”),其中含量最多的物质是　 　。
(5)液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气,原理是利用氮气和氧气的 　(填“密度”或“沸点”)不同而将氮气和氧气分离。
(6)当打开一个装有液态空气的容器盖,并将一根燃着的木条置于容器口上方,观察到的现象是　 　。
混合物
氮气
沸点
木条熄灭
活动二　设计和制作供氧器
化学课上,某小组同学利用老师提供的实验器材,设计了一套简易“供氧器”。
(浓硫酸具有吸水性,能干燥氧气)
(1)根据设计的“反应装置”,写出制取氧气的反应原理:　 .
(用化学方程式表示)。
2H2O+O2↑
(2)图中标号①的仪器名称是 　。
(3)为制取干燥的氧气,装置接口连接的正确顺序为 　(填字母)。
A.a→b→c→d B.a→b→c→e
C.a→c→b→d D.a→c→b→e
(4)当反应停止,取出“储气装置”中氧气的操作为　 .
　。
集气瓶
C
将水加入分液
漏斗中,打开分液漏斗活塞,使水进入集气瓶中,将氧气排出
[活动一] 认识制氧机
(1)观察窗的作用是　 　。
(2)加湿仓的作用是　 　。
观察是否有气泡和产生气体的快慢
洗气,使氧气具有一定的湿度
[活动二] 选择制氧剂
实验一:过氧化氢
小组设计了图乙实验装置,用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2 g MnO2,注入溶液,记录并处理20 min内数据如图丙。
编号 浓度/% 体积/mL
① 5 9.11
② 15 2.89
③ 25 1.66
④ 30 1.37
(3)检查图乙装置气密性的操作是　 .
　。
(4)反应的化学方程式为　 　。
(5)④比③产氧量少,可能的原因是　 　。
堵住末端导管口,将注射器活塞拉
动到一定位置,松开手后,活塞回到原位置,说明气密性良好
反应放出大量热,使反应物减少
实验二:过碳酸钠
往锥形瓶中加入a g过碳酸钠、0.2 g MnO2和9.11 mL水,待反应完全后收集到约159.1 mL水(产生氧气的量与上表中试剂得到氧气的最大量相等)。其他试剂质量相等,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20 min内数据如图丁。
(6)a=　 　g(氧气密度为1.43 g/L,忽略其他因素的影响)。
(7)由图丁可得出的结论是　 .
。
1.4
过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加
而增大
[活动三] 制作供氧器
(8)综合分析,选用过碳酸钠作制氧剂的理由是　 .
　。
(9)学习小组利用身边物品自制了如图戊的简易供氧器。与真实产品对比中,形成的观点不正确的是　 　(填字母)。
A.产氧和洗气装置组合不用一体化
B.内部气体流向采用高进低出方式
C.特定需求是选择制氧方法的重要依据
D.制氧机要符合美学、工程、安全等标准
便于携带,能持续平
稳地提供氧气　
A
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课题2　化学方程式
第1课时　化学方程式的意义
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.知道化学方程式是描述化学变化的语言。
2.能从质与量的角度说出化学方程式的含义,根据化学方程式列举化学反应的有关信息。
课堂探究
知识点一　化学方程式的读法　
生成与整理
化学式
化学反应
典型例题
C
知识点二　化学方程式的意义　
生成与整理
视角 意义 举例(以2H2+O2 2H2O为例)
物(宏观) 表示反应物、生成物及反应条件 　 和氧气在　 　条件下生成水
数(微观) 表示反应物和生成物间的　 　比 　 　个氢气分子和 　个氧气分子在点燃的条件下生成　 　个水分子
量(质量) 表示反应物和生成物间的　 　比 每　 份质量的氢气和　 　份质量的氧气完全反应生成　 份质量的水
氢气
点燃
2
1
2
4
粒子个数
质量
32
36
典型例题
C
课后巩固
基础题
C
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
A
D
提升题
C
5.下面是某化学变化的微观示意图,X、Y、Z分别表示不同类别的原
子,据图回答问题。
(1)该化学反应中生成物的分子个数比为　 。
(2)由X原子构成的物质在该反应中　 　(填“是”或“不是”)催化剂。
(3)从微观角度分析,化学反应前后各物质的质量总和相等的原因是
　 　。
1∶1
不是
化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变
拓展题(选做)
6.拉瓦锡曾利用如右图装置探究水的组成:往A杯中滴加少量的水,水通过灼热的铁管时发生汽化,水蒸气与灼热的铁反应,生成了一种黑色固体(Fe3O4)和“可燃空气”,将气体通过放在冷水中的铜管,在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终,拉瓦锡证明了水是由两种元素组成的。
(1)将气体通过放在冷水中的铜管,其目的是除去　 　。
(2)将B装置收集到的“可燃空气”在氧气中点燃,生成了水,“可燃空气”的名称是　 　。
(3)若该实验中生成的黑色固体质量为m1,“可燃空气”的质量为m2,“可燃空气”完全燃烧生成水的质量为m3,如果水是由氧元素和“可燃空气”元素组成的,写出m1、m2、m3三者应满足的关系式子,并解释原因。
水蒸气
氢气
第2课时　化学方程式的书写
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.能够说出书写化学方程式的两个原则,能够根据反应事实书写化学方程式。
2.初步学会用最小公倍数法配平化学方程式。
课堂探究
知识点一　化学方程式的书写原则　
生成与整理
例1　天然气的主要成分的化学式是　 　;地壳中含量最多的金属元素所形成的氧化物的化学式是　 ;碳在氧气不足的情况下燃
烧,会生成使人中毒的有害气体,反应的化学方程式是　 　。
典型例题
CH4
Al2O3
知识点二　化学方程式的书写步骤　
生成与整理
书写步骤
[注意]
(1)如果只有生成物中有气体,则在气体物质的化学式右边 　(填“标”或“不标”,下同)“↑”;如果反应物和生成物中都有气体,则气体生成物的化学式右边　 　“↑”。
(2)溶液中的反应如果只有生成物中有固体,则在固体物质的化学式右边　 “↓”;如果反应物和生成物中都有固体,则固体生成物的化学式右边　 　“↓”。
标
不标
标
不标
典型例题
C
课后巩固
基础题
D
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
C
3.自来水消毒时,一般是通入氯气(Cl2),氯气和水反应生成盐酸(HCl)和次氯酸(HClO)。氯气和水反应的化学方程式为 .
　。
HClO
提升题
D
B
B
拓展题(选做)
H2O
+3
(2)碳转化:一定条件下,可将二氧化碳在催化剂表面转化成某种有机清洁燃料,其反应原理如下图所示,该反应的化学方程式为　 .
　。
3H2+CO2
第3课时　化学方程式的配平
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.能够逐步记住一些基本的反应事实及其化学方程式。
2.感受定量实验的研究方法,认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。
课堂探究
知识点一　化学方程式的常用配平方法　
生成与整理
常用配平方法
典型例题
1
3
2
2
知识点二　配平的注意事项　
生成与整理
典型例题
C
课后巩固
基础题
4
5
4
6
2
15
12
6
3
1
2
1
1
3
2
1
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
2.写出下列反应的化学方程式。
(1)用甲醇(化学式为CH3OH)作燃料: 　。
(2)在440 ℃和高压下,利用金属钠与二氧化碳反应得到金刚石和碳酸钠:　 。
(3)铝能与氢氧化钠和水发生反应,生成偏铝酸钠(NaAlO2)和一种气体单质:　 　。
(4)四氯化硅(SiCl4)是制造半导体材料硅的中间原料,在空气中容易吸收水蒸气生成H4SiO4(白色胶状沉淀)和HCl而产生白色烟雾,这一过
程的化学方程式为　 　。
(5)黑色氧化铜粉末装入试管中加热,通入氨气(NH3)则生成红色的铜、
水和一种气体单质:　 　。
提升题
D
4.如下图所示,下列说法错误的是( )
A.反应Ⅰ的反应前后原子数目不变
B.反应中甲与乙的分子个数比为1∶1
C.反应Ⅱ丙中N的化合价为-3
D.想要得到更多H2,应减少反应 Ⅱ 的发生
B
5.在一定条件下,反应前后各物质的质量如下表所示,下列说法不正确的是( )
√
拓展题(选做)
C
第4课时　利用化学方程式进行计算
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.知道利用化学方程式进行计算的依据是化学方程式中各物质的质量关系,能从中找出已知量和未知量的比例关系,初步学会规范的解题格式。
2.学会根据实际参加反应的一种反应物或生成物的质量计算另一种反应物或生成物的质量。
课堂探究
知识点一　化学方程式计算的依据　
生成与整理
化学方程式计算的依据
例1　利用化学方程式计算的依据是( )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.化学方程式体现了一种化学反应过程
B.化学方程式体现了反应物、生成物和反应条件
C.化学方程式体现了反应前后反应物与生成物的质量关系
D.化学方程式中,各反应物的质量比等于各生成物的质量比
典型例题
C
知识点二　化学方程式计算的步骤　
生成与整理
化学方程式
计算的步骤
典型例题
答案:至少应准备2 340 kg过氧化钠。(计算过程略)
1.质量相同的下列四种物质,完全分解后制得氧气质量最小的是( )
A.过氧化氢 B.高锰酸钾
C.氯酸钾 D.水
2.某同学将8 g高锰酸钾放在试管中加热,反应后称得剩余固体物质的质量为7.2 g,则剩余的固体物质是( )
A.锰酸钾 B.二氧化锰和锰酸钾
C.高锰酸钾和锰酸钾 D.二氧化锰、锰酸钾、高锰酸钾
课后巩固
基础题
B
D
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
提升题
D
B
6.(2024武汉)化学项目小组用图1所示装置验证质量守恒定律。点燃红磷前电子天平示数为106.23 g(见图1)。验证质量守恒定律后,待白烟完全沉降后取下橡胶塞,片刻后再一起称量,电子天平示数稳定为106.28 g(见图2)。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为　　　　　　(填“锥形瓶”或“烧杯”)。
答案:(1)锥形瓶
图1 图2
(2)计算参加反应红磷的质量(结果精确到0.01 g)。
拓展题(选做)
7.取75 g某过氧化氢溶液放入锥形瓶中并加入一定量的二氧化锰,用电子天平测其质量,不同时间电子天平的读数如下表所示。试计算
75 g该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量(不考虑H2O逸出,写出计算
过程)。
反应时间/min 0 1 2 3 4 5
锥形瓶和瓶内物质的总质量/g 375.00 371.56 366.28 365.56 365.40 365.40
第5课时　用化学方程式进行计算的应用
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.通过学习化学方程式,体会化学语言在化学研究中的重要作用。
2.通过学习化学方程式的简单计算,认识化学变化中的质量关系在生产和科学研究中的重要意义。
课堂探究
知识点一　根据质量差计算纯净物的质量 　
生成与整理
通常用质量守恒定律来求解,还需要考虑原混合物的成分,杂质是否能溶解;需要特别注意的是反应中溶液质量的改变,如生成气体或沉淀
时,注意溶液的质量差。
典型例题
(1)生成二氧化碳的质量为　　　　g。
答案:(1)8.8
(2)该样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
知识点二　表格数据类计算　
生成与整理
该类题目一般有三种形式:(1)随着加入某一反应物的质量增大,另一反应物的质量不断减小直至不再改变,或某一生成物的质量不断增大直至不再改变;(2)随着时间的推移,某一反应物的质量不断减小或某一生成物的质量不断增大直至不再改变;(3)给出三组数据,其中两组中分别有一组有一种反应物过量,一组恰好完全反应。
典型例题
答案:(1)1.6
例2　某兴趣小组利用如图所示装置加热某不纯净的高锰酸钾样品制取氧气,反应过程中试管中固体物质的质量随时间变化的数据如表所示。请计算:
(1)共生成氧气的质量为　　　　g。
加热时间/min t0 t1 t2 t3 t4
固体质量/g 20.0 19.3 18.8 18.4 18.4
(2)求高锰酸钾样品中高锰酸钾的质量。(写出计算过程)
课后巩固
基础题
B
含H2S的尾气、空气
反应炉
(高温)
催化转化器
　(高温)
硫冷凝器
(130～200 ℃)
排放
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
2.某石灰厂需要测定产品生石灰中杂质(杂质只含CaCO3)的质量分数。小刚进行了如图实验。请计算:(已知:CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑)
(1)生成CO2气体的质量(假设气体全部逸出,不考虑水蒸气的影响)。
(2)样品中CaCO3的质量分数。
答案:(1)0.22 g(计算过程略)　(2)5%(计算过程略)
提升题
3.小红为了测定如图的钙片中碳酸钙的含量标注是否属实,取出5片钙片(每片2.5 g),研碎后放入烧杯中,把30 g稀盐酸分3次加入烧杯中进行反应(假设钙片中其他成分不与盐酸反应),每次充分反应后得到的实验数据如表。
(1)碳酸钙中碳元素和氧元素的质量比为　　　　。
(2)5片钙片完全反应可生成二氧化碳的质量为　　　　g。
答案:(1)1∶4　(2)2.75
××钙片　　　　
[主要成分]碳酸钙(CaCO3)
[功效成分]每片含碳酸钙≥1.2 g
[用法用量]每日2片,嚼食
[适应人群]需要补钙者　
实验编号 1 2 3
稀盐酸的用量/g 10 20 30
二氧化碳的质量/g 1.1 2.2 2.75
(3)钙片中碳酸钙的含量标注是否属实 (写出计算过程)
答案:(1)分解反应　(2)32.5 g(计算过程略)
5.胆矾(CuSO4·5H2O,相对分子质量为250)广泛应用于生产生活中。将25.0 g胆矾放在坩埚内加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。
(1)加热至　 　时,CuSO4开始分解。
(2)加热至1 000 ℃时,CuO开始分解,生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体,该气体为　 　。CuO完全分解时产生该气体的质量为　 　g。
650 ℃
拓展题(选做)
O2(或氧气)
0.8
(4)下列物质均可作为炼铜的原料。理论上,冶炼等质量的下列物质得到铜最多的是　 　(填字母)。
A.CuSO4·5H2O　　　　B.CuSO4　　　　C.CuO　　　　D.Cu2O
D
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课题 1　质量守恒定律
第五单元 化学反应的定量关系
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.能用质量守恒定律判断常见化学反应中的质量关系,解释某些反应发生前后物质质量发生变化的现象。
2.能用粒子的观点对质量守恒定律的本质作出解释,并能结合具体实例推测某种物质的粒子构成。
课堂探究
知识点一　质量守恒定律的验证实验　
生成与整理
铜与氧
气反应
铁丝与硫酸铜溶液反应
碳酸钠粉
末与稀
盐酸反应
镁条
燃烧
典型例题
例1　小组同学通过加热铜粉来验证质量守恒定律(如图所示)。下列说法错误的是( )
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.铜粉加热后由红色变为黑色
B.气球可防止加热时橡胶塞弹出
C.铜粉加热结束,应冷却至室温再将锥形瓶放在天平上称量
D.反应前瓶内铜粉和氧气的总质量一定等于生成氧化铜的质量
D
知识点二　质量守恒定律
生成与整理
质量守恒定律
典型例题
例2　下列关于质量守恒定律的说法正确的是( )
A.参加反应的氢气和氧气的体积,一定等于生成的水的体积
B.100 g冰融化得到100 g水,符合质量守恒定律
C.高锰酸钾加热后固体质量减小,说明这一反应不符合质量守恒定律
D.镁条燃烧后,生成物质量比镁条的质量大,该反应符合质量守恒定律
D
知识点三　宏观、微观解释质量守恒定律　
生成与整理
宏观
微观
典型例题
例3　据报道,科学家发明了一种月球制氧机。这种月球制氧机利用聚焦太阳能产生的高温使月球土壤发生化学反应制取氧气,据此可推测月球土壤中一定含有( )
A.氧元素 B.氧气 C.水 D.氯酸钾
A
课后巩固
基础题
1.下列物质均可用作燃料,在O2中充分燃烧时,不会产生CO2的是( )
A.CH4 B.NH3
C.木炭 D.CO
B
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
2.下列说法中,不正确的是( )
A.变化与守恒:某物质R燃烧后生成CO2和H2O,则R中一定含C、H元素,可能含O元素
B.模型与推理:氧化物一定含有氧元素,但含有氧元素的化合物不一定是氧化物
C.宏观与微观:凉开水养鱼不利于鱼儿的生存,是因为水中几乎不含氧分子
D.探究与创新:探究红砖粉是否为过氧化氢分解的催化剂,只需设计实验证明红砖粉能否改变反应速率即可
D
B
提升题
4.将甲、乙、丙、丁四种物质放入一密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示,下列说法错误的是( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 17 20 1 3
反应后质量/g 3 5 x 32
A.x=1
B.该反应属于化合反应
C.丙一定是该反应的催化剂
D.参加反应的甲、乙的质量比为14∶15
C
5.科学家模仿光合作用,利用太阳能制造化学燃料。如图为CO2光催化转化为CH4的微观示意图,下列说法正确的是( )
A.反应物都是化合物
B.该反应属于分解反应
C.参加反应的甲、乙质量之和等于生成的丙、丁质量之和
D.反应前后原子的数目会发生改变
C
6.密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应的基本反应类型为化合反应
B.该化学反应中乙、丙质量比为3∶17
C.物质丙可能为单质
D.物质丁可能是该反应的催化剂
C
7.某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了一个化学反应,容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是( )　
A.a的值为12
B.丁属于化合物
C.当丁为5 g时,容器中乙的质量为11 g
D.当甲为2 g时,容器中丙与丁的质量之比为12∶5
D
8.甲、乙、丙、丁四种物质在反应前后的质量关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应是化合反应
B.甲可能是化合物
C.丙一定是该反应的催化剂
D.反应前后乙和丁变化的质量比为8∶15
C
拓展题(选做)
9.在“宏观—微观—符号”之间建立联系并进行合理的分析、总结是学习化学特有的思维方式。请回答下列问题:
(1)如图1是氧气变成液氧的微观示意图,在此变化前后分子种类　　,化学性质保持不变。
(2)如图2是氧气在放电的条件下变成臭氧的微观示意图。
①请写出臭氧的化学式　 　;
不变
O3
②根据质量守恒定律,应在丙中补充1个　 　(填“A”或“B”)。变化后,氧气的化学性质不再保持。
(3)结合(1)和(2)的分析可总结出,由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的　 　。
A
最小粒子
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