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1实验室用高锰酸钾制氧气
一、教学目标
1. 认识实验室可以用高锰酸钾、过氧化氢、氯酸钾制取氧气。
2.了解实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置及操作步骤,初步了解通过化学实验制取物质的一般思路。
二、教学重难点
实验室用高锰酸钾制氧气的原理、装置和基本操作。
三、教学过程
【新课引入】上节课我们研究了氧气的性质,氧气作为一种纯净物,有其固定的物理性质和化学性质。实验室中研究氧气的性质时用到的是纯净的氧气,那么实验室如何获取一瓶纯净的氧气呢?空气中有大量的氧气,但与其他物质混合在一起,不易获取。我们是否可以通过化学转化来获取呢?其反应原理有哪些要求?具体制取时又需要哪些实验仪器和操作呢?本节课我们就来探究氧气的实验室制法。
【板书】一、氧气的制取原理
【过渡】植物的光合作用就是一种常见的能产生氧气的化学反应,但光合作用原理进行较缓慢,且要求高,实验室不便操控。那怎样才能比较容易的在实验室中制得比较纯净的氧气呢?
【讲解】实验室制氧气选择药品和反应时需考虑的因素:
1.制氧气的原料须是含氧的物质;
2.利用比较简单的实验条件就能较快得到氧气;
3.生成的气体成分单一,便于收集。
【查阅资料】生活中还有很多利用化学反应产生氧气的例子,如鱼塘经常会用到增氧剂,其有效成分是过氧化氢,一种化学试剂,可以分解产生氧气,使用时撒入水中供给鱼类呼吸。还有特种部队用高锰酸钾野外生火,高锰酸钾是一种化学试剂,也可以分解产生氧气,以支持燃料燃烧,使特种兵在户外更易生火。
【过渡】上述材料中的试剂也是我们实验室制氧气常用的,实验室常采用加热高锰酸钾、分解过氧化氢或加热氯酸钾的方法制取氧气。
【展示】三种氧气制取原理。
【学生活动】观察这三种氧气制取原理,分析选择用这些化学反应的原因。
【总结】主要原因是生成物中只有氧气一种气体,成分单一,便于收集,另外实验条件比较简单,能较快得到氧气。
【过渡】今天我们先来学习第一种实验室制氧气的方法,加热高锰酸钾制氧气。
【实验原理】高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气(高锰酸钾为一种暗紫色固体)
【学生活动】根据上述实验原理推测实验中需要用到的仪器。
【总结】实验药品为固体,且反应需要加热,所以选用的反应容器一方面要能加热,另一方面还要能加橡胶塞,以便导出气体,所以选用试管,另外还需要酒精灯进行加热,制取的氧气为气态产物,需要收集起来,所以需要集气瓶,另外实验时需要夹持装置铁架台。
【板书】二、氧气的制取装置
【过渡】气体的制取装置分为发生装置和收集装置,发生装置主要是药品发生化学反应的场所,而收集装置即收集气体的场所。
【讲解】根据选择的仪器和药品,组装了如下图所示的发生装置,根据其特点可以归纳为固体加热装置,在选择气体制取的发生装置时要根据反应物的状态和反应条件进行选择。
【学生活动】在利用此装置加热固体药品时有哪些注意事项?
【总结】1.试管口略向下倾斜,防止冷凝水流至热的试管底部,避免试管破裂;2.药品平铺试管底部;3.试管外壁保持干燥,加热时先预热,再利用酒精灯外焰集中加热。
【学生活动】发生装置产生的氧气如何收集呢?收集方法的依据是什么?
【讲解】在探究人体吸入的空气和呼出的气体时,我们接触了排水集气法,利用此方法收集气体时主要有两方面的要求,气体不易溶于水且不与水反应,氧气同时满足两个要求,可用此方法收集氧气。
【讲解】实验室常用的收集气体的方法除排水法外,还有排空气法。排空气法分为向上排空气法和向下排空气法,向上排空气法适用于密度比空气大的气体,向下排空气法适用于密度比空气小的气体,另外还要求气体不与空气成分反应。根据氧气性质可以判