4.3 氧气的实验室制取（第一课时）---2024--2025学年九年级化学鲁教版（2024）上册

第四单元 我们周围的空气 第三节 氧气的实验室制取 （第一课时） 活动目标： 1.学会逻辑性的思考制取气体的一般思路，能从各个方面考虑制取氧气的方法和原料的选取。 2.学会边实验、边讨论的方法，在活动中激发学习兴趣，在兴趣中提出问题、分析问题 、解决问题 氧气-----生命之源 1 导入新课 氧气作为生命之源，作为人类生存必不可少的物质，那么在现代社会生活中那我们又该如何获取它呢？ 工业上，一般会使用较大量的氧气，一般采用分离液态空气的方法制得。 缺点：操作复杂，对设备要求高 结合生活实际，还有哪些途径可以获取氧气？ 缺点：成本高，反应速度太慢。 缺点：反应复杂，产物不易收集。 在实验室中，因研究和学习的需要常常要制取少量氧气，那么如何才能方便、安全地制取氧气呢? 。 2 新课讲授 实验室制取气体物质的思路分析 制取气体物质我们需要考虑哪些问题呢？ 1.小明同学认为，确定实验室制取气体的化学反应时，应考虑以下几个方面的因素。 A.反应物是否容易获得 B.实验条件是否容易控制 C.实验装置是否容易装配 D.实验操作是否安全可靠 请思考讨论以下问题: 你是否同意他的观点?你还考虑到了哪些因素? 在实验室要制取一种气体时： 最后要明确具体的实验操作，并系统审查整个反应体系是否符合安全、环保的要求 然后是确定制取气体的实验装置，包括气体发生装置和收集装置; 首先要确定制取气体的化学反应原理，即选择什么反应物，控制什么反应条件制取气体; 气体实验室制法的一般思路 反应原理 仪器装置 注意事项 药品 气体发生装置 实验步骤 气体收集装置 一、选药品 1、食盐（主要成分为NaCl) 2、过氧化氢（ H2O2） 3、氧化汞 （ HgO） 4、高锰酸钾（KMnO4） 5、氯酸钾（KClO3） 6、甲烷（CH4） 7、水 ( H2O ) 选择反应的原则： ①反应速度适中 ②安全无毒无污染 ③廉价易得经济 ④反应条件易达到等。 含有氧元素的物质 食盐（ NaCl ）、甲烷（ CH4 ）中无氧元素，根据反应前后元素种类不变，无法制取氧气。 根据前面所学知识， 通过电解水获得氧气，设备复杂，成本高 × × × 12 一、选药品 1、食盐（主要成分为NaCl) 2、过氧化氢（ H2O2） 3、氧化汞 （ HgO） 4、高锰酸钾（KMnO4） 5、氯酸钾（KClO3） 6、甲烷（CH4） 7、水 ( H2O ) 选择反应的原则： ①反应速度适中 ②安全无毒无污染 ③廉价易得经济 ④反应条件易达到等。 含有氧元素的物质 H2O2过氧化氢又称双氧水，是一种无色的液体，常温下就可生成氧气和水，反应速度适中，价格低廉。 √ HgO氧化汞是一种红色粉末，加热时能产生氧气，同时产生有毒的物质汞。 KMnO4高锰酸钾是一种紫黑色的固体，在加热时能产生氧气。 √ KClO3氯酸钾是一种白色固体，加热时能产生氧气 √ × 13 其中，利用催化剂分解过氧化氢制取氧气是比较符合环保、安全要求的方法。 适合在实验室中制取氧气的物质和方法有多种。 分解过氧化氢制取氧气的实验原理 取 A、B 两支试管，用 10%的过氧化氢溶液和二氧化锰完成下列实验。观察并记录实验现象 1.向A试管中加入3~5 ml过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管口 2.向B试管中加入少量二氧化锰粉末，将带火星的木条伸入试管口。 现象：带火星的木条无现象 现象：带火星的木条复燃 4.待B试管中的现象不明显后，小心将上部液体倒出，再加入3~5 mL过氧化氢溶液将带火星的木条伸入试管口 3.将A试管中的过氧化氢溶液倒入B试管中，将带火星的木条伸入B试管口。 现象：带火星的木条复燃 现象：带火星的木条复燃 观察并记录实验现象 带火星的木条无现象 带火星的木条复燃 带火星的木条复燃 带火星的木条复燃 讨论:对比上述实验现象，你能得出什么结论? 结合查阅资料和实验现象，过氧化氢分解制取氧气速度较慢，加入二氧化锰能加快过氧化氢的分解，能快速产生氧气，且不断加入反应物，其还具有加快反应的能力。 2.第4步实验可以多次重复，反应后将试管中的二氧化锰干燥称量，发现反应前后质量没有改变。 据此你认为，二氧化锰在此反应中起什么作用? 根据查阅资料显示，这种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叫作催化剂。 催化剂 21 22 在二氧化锰的作用下，过氧化氢迅速分解产生氧气和水，这一反应可表示如下： 过氧化氢 水 + 氧气 H2O2 二氧化锰 H2O O2 二氧化锰 + 反应中，二氧化锰作为催化剂，起到了催化作用 加快了过氧化氢的分解。 23 　　过氧化氢（H2O2）是一种可以在药店买到的商品。如果购买的是3%的溶液，用它来清洗割伤和擦伤是一种不错的选择，而且产生的泡沫看起来很酷。这是为什么呢？ 24 　　原来啊，人的血液和细胞中都含有一种叫做过氧化氢酶的酶类。这种酶会促使过氧化氢分解，分解为水和氧气，所以会出现大量气泡，同时，还能杀死细菌。在实验室中，我们就可以用过氧化氢溶液来制氧气。 25 1.根据化学反应元素种类不变，可用于制取氧气可选用的药品是 （ A ） ①过氧化氢 ②水 ③木炭 ④高锰酸钾 ⑤空气 A.①②④⑤ B.②③④ C.①④ D.①③④ 26 2如图为工业制取氧气的部分流程示意图，请根据图示回答相关问题 ①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 沸点 (填“密度”或“沸点”)不同而将氮气和氧气分离。 ②已知氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196 ℃ 。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 木条熄灭 。 3.冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。如图所示是工业上膜分离技术实现“气调保鲜”的流程。在空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是 富氮空气 (填“富氧空气”或“富氮空气”)，原因是 氮气化学性质比较稳定 。 4.某小组同学在完成实践作业时，将过氧化氢溶液滴到刚刚切好的土豆片上，发现土豆片上立即冒出气泡，他们对产生的气体、土豆片是否可作为过氧化氢分解的催化剂以及土豆片为什么能加快过氧化氢的分解展开探究。 任务一:检验产生的气体 (1)先取5mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，后加入一定量的新鲜土豆片，把带火星的木条伸入试管中，观察到带火星的木条复燃，说明有 氧气 产生。 29 任务二:探究土豆片是否可作为过氧化氢分解的催化剂 【猜想假设】 土豆片可作过氧化氢分解的催化剂。 【进行实验】 （2）同学们设计并完成下列探究实验 项目 实验步骤 实验现象 实验结论 实验总结 方案一 取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条 有极少量气泡产生，木条不复燃 常温下过氧化氢分解缓慢 土豆片可作过氧化氢分解的催化剂 方案二 另取5mL水于试管中，加入一定量新鲜的土豆片，伸入带火星的木条 无明显现象 土豆片不能(能或不能)使水分解产生氧气 方案三 另取 5 mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入一定量新鲜的土豆片，伸入带火星的木 产生大量气泡，带火星的木条复燃 土豆片能加快过氧化氢的分解 【反思评价】 (3)在上述探究实验中，“方案一”和“方案二”起的作用是作对比实验。 (4)小萌认为仅由上述实验还不能完全得出表内“总结”，她补充设计了如下两个实验。 A实验:在方案三实验前后，各对土豆片进行一次称量，其目的是证明土豆片在化学反应前后质量不变。 B实验:利用方案三反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作是:待方案三的试管不再有气泡产生时，重新加入过氧化氢溶液，现象是产生大量气泡，带火星的木条复燃。 32 【得出结论】 通过上述实验，最终得出土豆片可以作为过氧化氢分解制取氧气的催化剂。 任务三:了解土豆片加快过氧化氢分解的原因 【查阅资料】过氧化氢酶广泛存在于动、植物组织中，土豆中含有过氧化氢酶，它能催化过氧化氢的分解 【表达交流】 （5）写出过氧化氢酶催化分解过氧化氢的 符号表达式: EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$