4.3 氧气的实验室制取（第1课时）课件---2025-2026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1课时 1 1.通过实验室制取气体物质的思路分析，建构选择制氧试剂的原则，培养同学们的决策力和全面思考问题的思维习惯。（科学思维） 2.依托过氧化氢分解，探究二氧化锰的催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用。（化学观念、科学探究与实践） 2 一 实验室制取气体物质的思路分析 交流共享 在实验室要制取一种气体时，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；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；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。 请思考讨论以下问题： 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。你是否同意他的观点？你还考虑到了哪些因素？ 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 2. 选择气体发生装置和收集装置的依据分别是什么？ 1.确定制取气体的化学反应原理，包括反应物和反应条件 确定制取气体的反应原理时，需要考虑该反应中反应物是否易得、实验条件是否容易控制、实验装置是否容易装配、实验操作是否安全可靠、是否节能（首选不需要加热或通电的反应）；是否符合环保要求（原料及其生成物不应对环境造成污染）等。 例如，实验室制取氧气的方法有高锰酸钾分解、过氧化氢分解、氯酸钾分解、过氧化钠与水反应、电解水等，综合考虑各种因素，利用催化剂分解过氧化氢制取氧气是比较符合环保、安全要求的常用方法。 根据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置；根据气体的密度和溶解性选择合适的收集装置。 3.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 通常把一种物质溶解在另一种物质里的能力，叫作溶解性。如极易溶于水，不易溶于水等。 2.确定制取气体的实验装置，包括气体发生装置和收集装置 取 A、B 两支试管，用 10% 的过氧化氢溶液和二氧化锰完成以下实验。 活动探究4-4 分解过氧化氢制取氧气的实验原理 二　 催化剂及其催化作用 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。 实验现象：有少量气泡冒出，木条不复燃，火星的亮度增加。 实验结论：过氧化氢溶液产生气体，但速率很慢。 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。 实验现象：木条不复燃。 实验结论：二氧化锰不能产生氧气，不能使带火星的木条复燃。 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。 实验现象：有大量气泡冒出，木条复燃。 实验结论：过氧化氢溶液产生大量氧气，且速率很快，二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率。 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。 实验现象：再次冒出大量气泡，木条复燃。 实验结论：二氧化锰能继续加快过氧化氢的分解速率。 对比上述实验现象，你能得出什么结论？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，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？ 讨论 通过上述实验我们知道二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，且能够反复使用，说明二氧化锰本身的化学性质不变。反应后将试管中的二氧化锰干燥称重，反应前后质量没有发生变化。 催化剂 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。 改变包括“加快”和“减慢”两个含义。 “一变”是改变其他物质的化学反应速率。“改变”不能片面地理 解为“加快”，因为有的催化剂在反应中能减慢反应速率，只有对某一 具体反应，才能说“加快”或“减慢”其化学反应速率。 （1）五字巧记催化剂的概念——“一变、两不变” “两不变”是指作为催化剂的物质本身的质量和化学性质在化学反应前后不变。“化学性质”不能简单地理解为“性质”，因为性质包括物理性质和化学性质两个方面。 化学反应前后，催化剂的化学性质不变，但物理性质可能改变。 （2）同一个反应，可有不同的催化剂；如在过氧化氢溶液分解反应 中，除了可用二氧化锰作催化剂外，还可以用氧化铁、氧化铜等作催化剂，只不过用二氧化锰效果更好。不同的反应可使用相同的催化剂；如二氧化锰还可以作氯酸钾受热分解的催化剂。 （3）催化剂只能改变化学反应速率，如果反应物质量一定，加催化剂不能增加或减少生成物的质量。 （4）催化剂离不开特定的化学反应，离开化学反应，讨论催化剂是没有意义的。如二氧化锰在过氧化氢溶液分解反应中作催化剂，但不能说二氧化锰就是催化剂，在化学反应“高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰+ 氧气”中，二氧化锰就是生成物。 加热 在化工生产、科学实验和生命活动中，催化剂都可大显身手。例如，将氮气跟氢气合成氨气，要使用以铁为主体的多组分催化剂。汽车尾气中含有污染性气体一氧化碳和氮氧化物，利用钯、铂、铑等金属作催化剂可以迅速将二者转化为二氧化碳和氮气。酶是动植物和微生物体内活细胞产生的具有催化功能的生物大分子，生物体内的化学反应几乎都是在酶的催化作用下进行的，酿造业、制药业有时也要用酶作催化剂。 拓展 形形色色的催化剂 一 实验室制取气体物质的思路分析 2. 确定制取气体的实验装置，包括气体发生装置和收集装置 1.确定制取气体的化学反应原理，包括反应物和反应条件 1.分解过氧化氢制取氧气的实验原理 二 催化剂及其催化作用 2. 催化剂 3. 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 一变：改变化学反应速率 两不变：质量和化学性质反应前后不发生变化 本节课你学会了哪些知识？ 收获了什么方法？ 还有什么疑惑吗？ 1.催化剂在化学反应中所起的作用是（ ） A.加快化学反应速率 B.使生成物质量增加 C.改变化学反应速率 D.减慢化学反应速率 2.下列关于催化剂的说法正确的是（　　） A.一种催化剂只能催化一个化学反应 B.催化剂在化学反应前后质量和性质都不变 C.催化剂能加快化学反应速率，也能减慢化学反应速率 D.如果没有二氧化锰作催化剂，双氧水不会分解 C C 3.两份质量相等的过氧化氢，在其中一份中加入少量二氧化锰，放出氧气的质量(纵坐标)与反应时间(横坐标)的关系正确的是( ) C 4.实验室制取气体时，首先要选择反应物，明确如何控制反应条件，然后确定气体发生和收集装置，还要考虑装置是否符合环保、安全等要求。请回答以下问题： （1）实验室制取氧气时，下列物质不能直接作为原料的是_______　　　　（填序号），判断的依据是_______________。 ①水（H2O）　②氯化钠（NaCl）　③氯酸钾（KClO3）　④高锰酸钾 （KMnO4）　⑤过氧化氢（H2O2）　⑥甲烷（CH4） （2）确定实验室制取某种气体的化学反应原理时，要考虑反应物是否容易获得、________________________________________（写一项即可）等因素。选择气体的收集方法时，以下气体性质中不需要考虑的是__________（填序号）。 ①颜色　②密度　③可燃性　④溶解性 ②⑥ 不含氧元素 是否环保（或操作是否安全等，合理即可） ①③ 5.化学小组利用如图所示装置，探究过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用。（①～⑥代表操作步骤） （1）③观察到的现象是________________________________。 （2）若实验最终得到二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂的 实验结论，则操作⑤得到的称量结果为_______。 （3）操作⑥中现象与操作②③中相同，说明 __________________________________。 产生大量气泡，带火星的木条复燃 0.2 g 催化剂反应前后化学性质不变 $$