2.2 氧气的性质与应用（同步课件）-【上好课】2024-2025学年九年级化学上册同步精品课堂（仁爱科普版2024）

课题2 氧气的性质与 应用 单元2 探析空气之谜 学习目标 01 02 了解用实验探究氧气性质的方法。 了解氧气的物理性质和化学性质，知道氧气在生产和生活中的应用。 03 了解获得较纯净的氧气的方法。 新课导入 应用广泛的氧气 地球上几乎所有生物的生存都离不开氧气，人类的生产和生活也需要氧气。 1. 如何用实验方法探究氧气的性质？ 2. 氧气在生产和生活中具有哪些应用？ 3. 如何获得较纯的氧气？ 性质活泼的氧气 01 课堂探究 物理性质 氧气 色、味、态（通常状况下） 密度（标准状况下）   溶解性（通常状况下） 无色、无味、气体 比空气略大 不易溶于水 氧气的物理性质 标准状况下，氧气的密度为1.429g/L，空气的密度为1.293g/L，所以氧气的密度比空气略大。在室温下，1L水中大约能溶解30mL氧气。 课堂探究 课堂探究 三态转化：气态→液态（淡蓝色）→固态（雪花状） 压强为101 kPa 时 淡蓝色 固体 淡蓝色 液体 无色无味气体 注意：三者是同一种物质 3.氧气的贮存 工业生产的氧气，一般加压贮存在蓝色的钢瓶中 课堂探究 集气瓶里收集的是一种常见的气体，怎么知道它是空气、氧气还是氮气？ 思考与讨论 氧气的化学性质 检验氧气：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则是氧气 助燃性：氧气可使 带火星的木条复燃 课堂探究 课堂探究 物质与氧气的反应 炭的燃烧 用坩埚钳夹取一小块木炭放在酒精灯火焰上加热，观察木炭在空气中燃烧的现象。然后把燃着的木炭插入充满氧气的集气瓶中，再观察木炭在氧气中燃烧的现象。比较木炭在空气和氧气中燃烧有什么不同。 课堂探究 课堂探究 实验内容 现象 木炭在空气中燃烧 木炭在氧气中燃烧 发出微弱的红光，放出热量，生成能使澄清石灰水 变浑浊的气体 剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石 灰水变浑浊的气体 碳＋氧气 二氧化碳 点燃 文字表达式 CO2 C＋O2 点燃 符号表达式 课堂探究 (2)若过快插入到瓶底，会由于受热膨胀使大量氧气逸出，会造成实验现象不够明显 夹木炭的坩埚钳应由上而下缓慢伸入集气瓶中 (1)确保木炭与氧气充分反应，现象明显 注意事项 常用澄清石灰水来检验气体是否是二氧化碳 课堂探究 硫的燃烧 在燃烧匙里放入少量硫，加热，直到发生燃烧，观察硫在空气中燃烧的现象。然后把盛有燃着的硫的燃烧匙插入充满氧气的集气瓶中，再观察硫在氧气中燃烧的现象。比较硫在空气和氧气中燃烧有什么不同。 课堂探究 课堂探究 不同现象 相同现象 空气 氧气 发出微弱的淡蓝色火焰 发出明亮的蓝紫色火焰 剧烈燃烧，生成有刺激性气味的气体，放热 硫＋氧气 二氧化硫 点燃 文字表达式 SO2 S＋O2 点燃 符号表达式 课堂探究 吸收燃烧产生的二氧化硫，减少污染空气 防止集气瓶中氧气逸散 回顾实验，思考以下问题，在氧气与硫的反应中， 集气瓶内应预先加入少量水，目的是? 问题1 盛有硫的燃烧匙为什么要由上而下缓慢伸入集气瓶中? 问题2 资料提示：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，易溶于水且与水反应，与水蒸气结合会产生酸雨，是大气污染物之一。 课堂探究 思考与讨论：木炭和硫分别在空气和氧气中燃烧的现象不同，这说明了什么? 物质燃烧是与空气中的氧气发生反应，氧气的浓度越大，燃烧越剧烈，空气中氧气的含量低，所以在空气中燃烧没有在纯氧中剧烈。 课堂探究 铁的燃烧 把两根光亮的细铁丝分别盘成螺旋状。取一根在酒精灯火焰上烧至红热，观察现象。另取一根，在其下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中（预先放入一些水，观察现象。 课堂探究 课堂探究 现象 空气 氧气 只红热，不燃烧；冷却后恢复原状 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 铁＋氧气 四氧化三铁 点燃 文字表达式 Fe3O4 Fe＋O2 点燃 符号表达式 课堂探究 集气瓶中要预先加入少量水或在瓶底铺一层细沙目的是什么？ 除锈 引燃铁丝 增大受热面积，利于铁丝持续燃烧 防止高温熔融物溅落瓶底，使瓶底炸裂 回顾实验，思考以下问题，在氧气与铁丝的反应中， 铁丝使用前为什么需要用砂纸打磨？ 铁丝末端应系一根火柴，目的是什么？ 实验中为什么将铁丝应绕成螺旋状？ 问题1 问题2 问题4 问题5 以免火柴燃烧消耗过多氧气，使现象不明显 待火柴快燃尽时再把铁丝伸入集气瓶，目的是什么？ 问题3 课堂探究 1、在硫粉和铁丝在氧气里燃烧的实验中，在集气瓶底部留有少量水的作用分别是什么？能否用细沙代替？ 硫粉燃烧实验水的作用：吸收SO2，防止污染空气，不可用细沙代替 铁丝燃烧实验水的作用：防止高温物质溅落，炸裂集气瓶底，可用细沙代替 2、在“测定空气中氧气含量”的实验中，能否用木炭、硫粉或铁丝等药品来代替红磷？请说出理由。 木炭 硫粉 铁丝 生成物是气体 生成物是气体 铁丝在空气中不能燃烧 不能 不能 不能 课堂探究 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁 硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰，生成二氧化硫 红磷燃烧，生成五氧化二磷 →黑色固体 →刺激性气味的气体 →大量白烟 01 反应条件不能混淆 02 描述实验现象时不能用结论代替现象 硫 + 氧气 二氧化硫 硫 + 氧气 二氧化硫 硫 + 氧气 二氧化硫 课堂探究 思考与讨论：分析下列四个化学反应，有什么共同特点？ 红磷 ＋ 氧气 五氧化二磷 硫 ＋ 氧气 二氧化硫 碳 ＋ 氧气 二氧化碳 铁 ＋ 氧气 四氧化三铁 点燃 点燃 点燃 点燃 产物只有一种 1.都是化学变化 2.都是点燃条件 4.都反应剧烈 5.都放出热量 3.反应物都有氧气 二、化合反应和氧化反应 氧化反应和化合反应 课堂探究 化合反应：两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 基本反应类型 特点：A+B→AB（多变一） 氧化反应：物质与氧气的反应属于氧化反应 不属于四大基本反应类型 剧烈氧化 缓慢氧化 金属锈蚀 动植物的新陈代谢 食物腐烂 火药爆炸 燃烧 氧化反应 关系：化合反应不一定是氧化反应；氧化反应不一定是化合反应 二、化合反应和氧化反应 课堂探究 应用广泛的氧气 02 课堂探究 阅读教材，并结合生活经验总结氧气的性质和用途 供给呼吸 用途 医疗急救 潜水 航天 支持燃烧 用途 航空航天 工业炼钢 气割气焊 课堂探究 氧气的获得 03 课堂探究 实验室如何简便地制取纯净的氧气？ 有效成分：过氧化氢 特种部队用高锰酸钾野外生火 氧气助燃 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 二、高锰酸钾制取氧气 实验室制取氧气的原理 KMnO4 K2MnO4 O2 MnO2 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 高锰酸钾 KMnO4 2.分解过氧化氢 1.加热高锰酸钾 过氧化氢 水 + 氧气 H2O2 H2O O2 过氧化氢 H2O2 都含有氧元素 课堂探究 二、高锰酸钾制取氧气 加热高锰酸钾制取氧气 高锰酸钾暗紫色固体 溶于水形成紫色溶液 二氧化锰黑色固体 难溶于水 黑色固体 二氧化锰 MnO2 反应原理： 高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 课堂探究 二、高锰酸钾制取氧气 实验装置 课堂探究 二、高锰酸钾制取氧气 发生装置的选择 依据反应物状态和反应条件 ①若反应物为固体且反应需要加热，则选用固体加热型。 ②若反应物为固体和液体且反应在常温下即可进行，则选用固液常温型。 固固加热型 固液常温型 思考：高锰酸钾制取氧气时选择哪种类型呢？ 课堂探究 排水法 依据气体密度和气体溶解性 收集装置的选择 向上排空气法 依据：氧气不易溶于水，且不与水反应。 优点：较纯 依据：氧气密度比空气大 优点：较干燥 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 发生装置→选择依据:①反应物的状态；②反应条件 收集装置→选择依据:①气体是否溶于水，是否与水反应； ②气体的密度 反应物是固体 反应条件是加热 氧气不易溶于水，且不与水反应 氧气密度比空气大 固体加热型 排水法 向上排空气法 向下排空气法 气体密度比空气小 发生装置 收集装置 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 实验步骤：如图所示连接好装置，检查装置的气密性后，把少量高锰酸钾装入试管中，在试管口放一团棉花”,用带有导管的橡胶塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上。将一个集气瓶盛满水，用玻璃片盖住瓶口，再将其与玻璃片起倒立在盛水的水槽内。 (1)加热试管，当导管口连续并比较均匀地放出气泡时，把导管口伸入盛满水的集气瓶，用排水法收集一瓶氧气。 (2)把带有火星的木条插入集气瓶中，观察现象。 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 实验内容 现象 加热试管，用排水集气法收集一瓶氧气 把带火星的木条伸入集气瓶中 有大量气泡进入集气瓶 木条复燃 实验现象： 检验氧气 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 高锰酸钾分解制取氧气的操作步骤 连接装置并检查装置气密性 装药品，放棉花团→防止固体粉末进入导管 固定装置：试管口略向下倾斜→防止冷凝水倒流使试管炸裂 点灯加热：先预热，再用外焰加热 收集氧气：导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集 先将导管从水槽中撤离 后熄灭酒精灯，停止加热 防止水倒吸，使试管炸裂 查 装 定 点 收 离 熄 口诀：茶庄定点收利息 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 用带火星木条伸入集气瓶内 用向上排空气法时，用带火星木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已集满。 用排水法时，当集气瓶口有大量气泡冒出时，则已集满。 检验方法 氧气的验满 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 1 2 3 4 5 6 为什么用外焰加热，加热前要预热？ 为什么药品要平铺？ 为什么在试管口放一小团棉花？ 为什么导管稍微露出橡皮塞即可？ 为什么试管口应略向下倾斜？ 为什么等气泡均匀冒出才收集？ 防止试管受热不均匀而炸裂 增大受热面积， 便于均匀受热。 防止高锰酸钾粉末进入导管。 便于气体排出。 防止冷凝水回流使试管炸裂。 刚开始冒出的气体是受热膨胀的空气 注意事项 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 交流与思考：收集到氧气不纯的可能原因？ 排水法 向上排空气法 ①导管未伸到集气瓶底部 ①集气瓶没有装满水 ②导管口刚有气泡冒出时就开始收集 ②集气瓶口没有盖玻璃片 玻璃片磨砂面向下盖住集气瓶，正放在桌面上 原因：氧气密度比空气大，瓶口向下会导致氧气逸出 交流与思考：收集到氧气的集气瓶如何放置？ 二、高锰酸钾制取氧气 课堂探究 药品：过氧化氢溶液俗称双氧水(无色液体)、二氧化锰(黑色) 过氧化氢 H2O2 实验原理： O2 氧气 + 二氧化锰 过氧化氢 H2O2 水 H2O 思考：过氧化氢制取氧气的装置与高锰酸钾制取氧气的装置一样吗？ 课堂探究 过氧化氢分解制取氧气 发生装置 反应物状态 反应条件 固液常温型发生装置 液体 固体二氧化锰 不加热、 反应仪器 试管 锥形瓶 过氧化氢 水 + 氧气 H2O2 H2O O2 课堂探究 收集装置 排水法 向上排空气法 长颈漏斗：随时添加液体 分液漏斗：控制反应速率 课堂探究 1.连接仪器，检查装置的气密性； 3.待导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集； 2. 加入二氧化锰后，再倒入过氧化氢溶液； 4.待集气瓶中的水被完全排出，从瓶口向外冒气泡时，说明已收集满，将集气瓶移出水槽，正放在桌面上。 实验操作 课堂探究 课堂探究 锰酸钾+二氧化锰+氧气 高锰酸钾 加热 KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 O2 氧气 + 二氧化锰 过氧化氢 H2O2 水 H2O 催化剂 在这两个反应中二氧化锰的身份相同吗？ 课堂探究 探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 (2)向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察现象。 (3)待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并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。 (1)在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。 课堂探究 课堂探究 课堂探究 实验1 实验2 实验3 结论 小木条不复燃 MnO2能加快H2O2的分解速率，反应前后MnO2本身未见变化 常温下过氧化氢分解很慢 大量气泡产生，木条复燃 二氧化锰加速了过氧化氢分解 又有大量气泡产生，木条复燃 氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰的化学性质在反应前后不变 现象 分析 实验1 实验2 实验3 课堂探究 常温下，过氧化氢分解缓慢，产生少量氧气。 二氧化锰能加速了过氧化氢的分解（化学性质） 【分析与结论】 (1)在实验(1)和实验(2)中，木条是否复燃?发生这种现象的原因可能是什么? 氧气是过氧化氢分解的产物， 二氧化锰的化学性质在化学反应前后没有改变。 (2)综合分析实验(1)~实验(3)中观察到的现象，你认为二氧化锰在 过氧化氢分解的反应中起了什么作用? 课堂探究 二氧化锰是过氧化氢制取氧气的催化剂，你能总结催化剂的概念吗？ 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叫作催化剂。 催化剂特点：“一变二不变” “一变”：改变其他物质的化学反应速率（包括加快或减慢） “二不变”：催化剂质量和化学性质在反应前后不变（物理性质可能改变） 催化作用 催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用 课堂探究 催化剂注意事项 1.催化剂只能加快化学反应的速率 2.催化剂能增加生成物的质量 3.认为没有催化剂，反应就不能进行 4.认为催化剂就是二氧化锰 过氧化氢 水+氧气 5.认为催化剂是反应物 6.化学反应前后，催化剂的性质不变 化学性质 过氧化氢 水+氧气 二氧化锰可以有多种角色 课堂探究 三、分解反应 【讨论】两个制取氧气的反应，它们有什么共同特征？与化合反应有什么不同？ 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 加热 过氧化氢 水 + 氧气 二氧化锰 KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 H2O2 H2O O2 一种 反应物 两种或两种以上生成物 课堂探究 分解反应 定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫做分解反应。基本反应类型 分解反应 化合反应 定义 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 特点 一变多 多变一 通式 X→A+B+… A+B+…→X 关系 都是化学反应的基本类型，二者属于并列关系 三、分解反应 课堂探究 一、工业制取氧气 工业上如何大量制取氧气 空气中含有大量氧气，是制取氧气廉价、易得的原料。怎样才能把氧气从空气中分离出来呢？我们知道，液态纯净物有一定的沸点。科学家正是利用了物质的这一性质，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温。由于液态氮的沸点（-196 ℃）比液态氧的沸点（-183°C）低，所以氮气首先从液态空气中分离出来，剩下的主要是液态氧。为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。 课堂探究 分离液态空气法 一、工业制取氧气 (降温) (加压 ) 空气 液态 空气 (蒸发) -196 ℃ 沸点 沸点 沸点 -186 ℃ -183 ℃ 氮气 氩气 氧气 物理变化 原理：利用液氮的沸点比液氧的沸点低 根据沸点不同 课堂探究 自然界的氧循环 04 课堂探究 一、工业制取氧气 在自然界存在着“氧循环”，保持着空气中氧气的生成量与氧气的消耗量基本相等，从而使空气中氧气的体积分数维持在 21% 左右。 正常情况下，植物光合作用产生的氧气与生物体呼吸作用、化石燃料的燃烧等消耗的氧气基本平衡，使空气中氧气的含量保持相对稳定，这就是自然界中的氧循环。但如果人类活动或自然灾害影响了氧循环，就会对生态环境产生不良影响。 课堂探究 当堂检测 1．列关于燃烧现象的描述，正确的是 A．铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体 B．红磷在空气中燃烧产生大量白雾 C．蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳 D．木炭在氧气中燃烧产生大量的白烟 A 当堂检测 2．将燃着的火柴分别插入如图所示的a、b两个集气瓶中，出现的现象是 A．a熄灭、b变旺 B．a更旺、b熄灭 C．a、b都变旺 D．a正常燃烧、b熄灭 B 当堂检测 3．列化学反应既是氧化反应又是化合反应的是（ ） A．铁＋氧气 四氧化三铁 B．高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 C．蜡烛+氧气 二氧化碳+水 D．水氢气+ 氧气 A 当堂检测 4．下列关于氧气的描述中，正确的是（ ） A．固态氧气是无色、无味的 B．水中生物能生存是因为氧气易溶于水 C．氧气约占空气总质量的21% D．工业上通常采用分离液态空气的方法来制得氧气 D 当堂检测 5．工业制氧气采用分离液态空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是（ ） A．有新物质氧气生成 B．利用了物质的沸点不同 C．先收集到的氮气沸点较低 D．得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体 A 6．实验室制取氧气，提供了下列药品和常用装置，请按要求回答有关问题： （1）装置中仪器a的名称为________。 （2）若小明选择装置A和C来制取氧气，则他选择的药品应为________；若用装置D收集氧气，则验满的操作方法为________，观察木条是否复燃。 当堂检测 （3）某气体X可用D装置收集，若改用E装置收集，则气体X应从________口进(填“b”或“c”)。 （4）B装置可用于制取______ (填气体化学式)，反应的符号表达式为_______。 （5）实验室需少量甲烷气，可用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物制得。制甲烷气的发生装置应选用________ (填字母)装置；收集甲烷气可选用C装置，由此推断甲烷气具有的物理性质是________。 （1）试管 （2）氯酸钾和二氧化锰 把带火星的木条放在集气瓶口 （3）b （4）O2 （5）A 难溶于水 当堂检测 谢谢您的观看 THANKS Lavf57.41.100 Packed by Bilibili XCoder v1.0(fixed_gap:False) Lavf55.34.100 $$