内容正文:
课题3 制取氧气
一、教材分析
气体的制取是学生学习化学必须掌握的基本实验技能。本课题的主要内容分为两部分,一是介绍实验室制取氧气,另一部分是通过探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”介绍催化剂的概念。通过本课教学,可以让学生初步掌握制取气体的一般思路,即如何确定实验原理,如何确定实验发生装置,如何确定实验收集装置等,为今后学习更多物质的制备奠定基础。而且学生还能在实验活动的过程中,进一步练习化学实验基本操作,培养相互合作、交流的能力以及实事求是的精神。
二、学情分析
学生之前已经认识了一些化学实验常用仪器,学习了药品取用、加热、仪器连接、排水集气等基本操作,学习了纯净物、混合物的概念、学习了氧气的性质和用途,可以说已经具备了学习制取氧气的知识基础。本课是气体制备的起始课,是学生对化学实验基本操作的综合应用。教师在教学中要注重学生思维的引导,使学生从药品选择到实验操作都形成规范的思路,为今后学习更多物质的制备奠定基础。
三、课时安排
本课程共分为二课时:课时1 实验室用高锰酸钾制氧气
课时2 过氧化氢制氧气、分解反应
课时2 过氧化氢制氧气、分解反应
一、教学目标
1.学习实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验装置和实验步骤;
2.了解催化剂和催化作用,知道催化剂对化学反应的重要作用;
3.认识分解反应,并会判断分解反应。
4.通过化学实验探究二氧化锰在分解过氧化氢制氧气中的作用,体会科学探究的方法。
二、教学重难点
教学重点:1.过氧化氢制氧气的原理、装置及操作;2.分解反应。
教学难点:催化剂和催化作用。
三、教学过程
【知识回顾】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验原理、实验装置及操作步骤。
【过渡】上节课我们学习了实验室制氧气的三种方法中其中一种,本节课我们继续学习后面两种制取方法。首先来看第一种,过氧化氢制氧气。
【实验原理】过氧化氢水+氧气
【讲解】实验室常用过氧化氢溶液做制取氧气的试剂,反应物状态为液态。另一种药品二氧化锰,是黑色的固体。
【提问】在这个文字表达式中,为什么二氧化锰写在这里呢?它在反应中起什么作用?做反应物还是反应条件?
【实验探究】分解过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用。
【设计实验】
1.取一支干净的试管,加入5 mL 5%过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察现象。
2.另取一支干净的试管,加入少量二氧化锰,观察现象。
3.在第二支试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察现象。
4.待上述试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液;把带火星的木条伸入试管,观察现象。待试管中又没有现象发生时,再重复上述操作,观察现象。
【实验验证并分析】
实验编号
现象
分析
1
带火星的木条不复燃
常温下过氧化氢溶液分解很慢,放出的氧气少,不足以使带火星的木条复燃。
2
带火星的木条不复燃
一般情况下,二氧化锰不能分解产生氧气。试管中氧气含量低,不足以使带火星的木条复燃。
3
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃
在二氧化锰存在的情况下,过氧化氢分解速率加快,产生了大量的氧气,放出的氧气能使带火星的木条复燃。
4
重新加入过氧化氢溶液,试管中又有大量气泡产生,带火星的木条复燃
在多次重复加入过氧化氢溶液后,实验现象均一致,说明氧气是过氧化氢产生的,二氧化锰只起加快产生氧气的作用。
【结论】
反应前后二氧化锰的物理性质颜色和状态会有所变化即物理性质会发生变化,但用过的二氧化锰能多次重复使用,还能加快过氧化氢的分解,即化学性质不变,这就是催化剂。
【板书】一、催化剂和催化作用
【讲解】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。如在此反应中,过氧化氢水+氧气,二氧化锰是该反应的催化剂,属于反应发生的条件而不是反应物,催化剂不参与反应,在反应中起催化作用,改变反应的速率。
【拓展】并不是只有二氧化锰可以催化过氧化氢,如图中展示的二氧化锰、氯化铁、水泥块和鲜土豆等,都可以加快过氧化氢的反应速率。
【学生活动】根据过氧化氢制取氧气的原理确定发生装置和收集装置。
【分析】发生装置的确定与反应物状态和反应条件有关,在用过氧化氢制氧气时,反应物为过氧化氢溶液,是一种液体,反应条件为加固体催化剂和不加热,所以需要的反应仪器是可以盛放液体和固体,同时能塞橡胶塞,以便气体被导出,试管是合适的反应仪器之一。如图展示的为固液常温型装置,可以作为过氧化氢制氧气的发生装置。收集装置还是根据氧气的性质确定,可以用排水法或向上排空气法。
【学生活动】观看教师演示实验,总结用下图制取氧气的操作步骤。
【总结】1.连接仪器,检查装置的气密性;2.向试管中加入二氧化锰后