第3节 氧气的实验室制取-【初中学霸创新题】2024-2025学年新教材九年级全一册化学同步教案(鲁教版2024)

第三节 氧气的实验室制取 课题 氧气的实验室制取 课型 新授课 教学内容 教科书第97～101页 教学目标 1.了解实验室制取气体的基本思路。 2.掌握实验室制取氧气的原理和方法。 3.理解催化剂的概念和催化剂的作用。 教学重点 实验室制取氧气的方法、反应原理、装置和操作。 教学难点 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。 教学准备 多媒体课件、实验所需仪器及试剂。 教 学 过 程 备 注 一、创设情境，导入新知 【情境引入】人们曾经把它称作“养气”，是因为氧气能够供给呼吸，氧气能支持燃烧。有了氧气，人类就可以“下五洋”探索海底的奥秘；有了氧气，人类就可以乘上神州五号“上九天揽月”。氧气是怎样制取的？它又有哪些性质呢？现在就让我们一起来探索吧！ 二、自主活动，探索学习 （一）实验室制取气体物质的思路分析 【提问】 1.关于氧气，你已经知道了什么？ 2.你知道有哪些方式可以得到氧气? 3.在实验室里你怎样制取一瓶氧气？ 【回答预设】工业制取氧气：分离液态空气法；通电分解水。 【思考】 1.你认为下列哪些物质不能作为实验室制取氧气的反应物？依据是什么？ ①水（H2O）、②食盐（主要成分为NaCl）、③过氧化氢（H2O2）、④高锰酸钾（KMnO4）、⑤氯酸钾（KClO3）、⑥甲烷（CH4）、⑦氧化汞（HgO） 2.某同学认为：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。你是否同意他的观点？你还考虑了哪些因素？ A.原料是否容易获得 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 【资料】（1）KMnO4高锰酸钾是一种紫黑色的固体，在加热时能产生氧气，成本较高。 （2）KClO3氯酸钾是一种白色固体，加热时能产生氧气，如果混有可燃性杂质可能会发生爆炸。 （3）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 （4）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。 （5）H2O水在通电的条件下能产生氧气，成本高，反应速度太慢。 3.思考下列物质中最好选择哪些物质作为实验室制取氧气的反应物？ （1）水( H2O ) （2）过氧化氢（H2O2） （3）高锰酸钾（KMnO4） （4）氯酸钾（KClO3） （5）氧化汞（HgO） 过氧化氢水 ＋ 氧气 （二）催化剂和催化作用 【思考】在使用过氧化氢溶液制取氧气时，通常加入少量二氧化锰，这是为什么呢? 【演示实验】活动探究4-4。 （1） 实验1：向A试管中加入3～5 mL的过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管口。 （2） 实验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。 （3） 实验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。 （4） 实验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3~5mL过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管口。 【分析讨论】 （1）4个实验中木条是否复燃，原因是什么？ （2）实验4的重复实验中，反应后的二氧化锰有无变化？ （3）综合实验现象，你认为二氧化锰在实验中的作用是什么？ 【讲解】 （1）将反应后的二氧化锰过滤、干燥、称量，发现二氧化锰的质量不发生改变。 （2）将称量后的二氧化锰再次放入过氧化氢溶液中，发现有大量气泡冒出，该气泡能使带火星的木条复燃。 （3）二氧化锰改变了过氧化氢溶液生成氧气的反应速率，反应前后，二氧化锰的质量和化学性质不变，是过氧化氢分解反应中的催化剂。 【归纳总结】 1.催化剂 概念：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。 特点：一变、二不变。 2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 （三）氧气的实验室制法 【过渡】实验室气体制备一般要考虑步骤如下：实验试剂——化学反应原理——反应实验装置（气体发生装置、气体收集装置）——实验步骤——注意事项等。 1.实验室用过氧化氢制取氧气 【演示实验】活动探究4-6，老师边演示边讲解。 【讲解】 (1)实验原理：过氧化氢水 + 氧气 (2)实验装置：根据反应物的状态和反应条件来选择发生装置（固固加热型）；根据气体的密度和溶解性来选择收集装置（排水法或向上排空气法）。 (3)实验步骤： ①按照自下而上、从左到右的顺序安装实验装置，并检查装置的气密性。 ②先向锥形瓶中加入少量的二氧化锰，再向分液漏斗中加入约15mL8%的过氧化氢溶液，并将盛满水的集气瓶倒扣于水槽中。 ③打开分液漏斗的活塞，将过氧化氢溶液缓缓滴入锥形瓶中，待导管口产生连续、均匀的气泡时，再把导管口伸入集气瓶中集气。集满后用玻璃片再水面下盖住瓶口，移出水面，正放在实验台上。 (4)检验方法：用带火星的木条放在导管排气处,以带火星的木条是否复燃来验证生成的气体是不是氧气。 (5)验满方法：用向上排空气法时，将带火星的木条放在集气瓶口处,若木条复燃，则证明已收集满。 2.加热高锰酸钾制取氧气 【资料】KMnO4高锰酸钾是一种紫黑色的固体，在加热时能产生氧气。 【过渡】下面我们来看实验室用高锰酸钾制取氧气的实验装置。 【思考】 （1）需要什么仪器？应如何组装？实验步骤是怎样的？ （2）如何检查装置的气密性？ （3）实验过程应注意哪些事项？ 【讲解】 (1)实验原理：高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 (2)实验装置：根据反应物的状态和反应条件来选择发生装置（固固加热型）；根据气体的密度和溶解性来选择收集装置（排水法或向上排空气法）。 (3)实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄。 三、当堂训练 1.某气体既能用排水法又能用向下排空气法收集，则该气体的性质为（ ） A.易溶于水，密度比空气小 B.难溶于水，密度比空气小 C.易溶于水，密度比空气大 D.难溶于水，密度比空气大 2.实验室用双氧水制取氧气的主要步骤有：①锥形瓶中装二氧化锰；②旋紧胶塞；③分液漏斗中加双氧水；④连接仪器，检查装置的气密性；⑤用排水法收集；⑥打开活塞。其操作顺序正确的是（ ） A.①②③④⑥⑤ B.②③①④⑥⑤ C.④①②③⑥⑤ D.④①②⑥⑤③ 3.实验室制取氧气时，必须满足的条件是（ ） A.必须使用催化剂 B.必须用含氧元素的物质作反应物 C.必须用排水法收集 D.必须用燃着的火柴检验是否收集满 4.已知实验室可用双氧水和二氧化锰的混合物制氧气，其中二氧化锰在反应中起加快双氧水分解的作用，某同学在用加热双氧水制氧气的实验中忘加了二氧化锰，其结果是 ( ) A.反应较慢，但产生氧气总量不变 B.反应较慢，且产生氧气总量减少 C.反应正常，产生氧气总量不变 D.反应正常，产生氧气总量减少 5.过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解成氧气和水，试回答下列问题： （1）要收集一瓶比较纯净的氧气，应选择图中的____（填字母）装置。收集一瓶比较干燥的氧气，应选择图中的____装置。 （2）装置A中分液漏斗的作用是________________。 （3）实验室常用高锰酸钾或者过氧化氢与二氧化锰来制取氧气，你觉得其中相对比较好的方法是______________________，其理由是_____________________， （4）装置A中反应十分剧烈，据此提出该实验安全注意事项是______。 A．控制液体的滴加速度 B．用体积小的锥形瓶 C．加热反应物 四、课堂小结 通过这节课的学习，你都收获了什么？ 五、布置作业 创新题第52、53页习题。 激发学习兴趣。 根据学生的回答进行提问。 对学生的回答都予肯定，鼓励学生积极思维、大胆想象。 培养学生的观察实验的能力。 培养学生归纳总结能力和语言表述能力。 培养学生团队合作精神以及动手能力。 板书 设计 氧气的实验室制取 1、 实验室制取气体物质的思路分析 2、 催化剂和催化作用 二、氧气的实验室制法 1.原理 2.实验步骤 教后 反思 化学是一门以实验为基础的科学，探究式教学是化学课的主题。本节课的重点是实验室利用过氧化氢和高锰酸钾制取氧气，学生能够在老师的启发下，层层深入，自己来设计实验装置，并自己动手制取氧气，在实验过程中发现问题，并进行交流，得出结论。让学生在简单的实验中体会科学探究的过程。 学科网（北京）股份有限公司 $$