第二单元课题3 制取氧气教案-2025-2026学年九年级化学人教版(2024)上册
第二单元 空气和氧气
课题3 制取氧气
一、教学目标
1. 知道氧气的工业制法。
2. 掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置、步骤、注意事项等。
3. 初步了解实验室制取气体的一般思路。
4. 学习实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验装置和实验步骤;
5. 了解催化剂和催化作用,知道催化剂对化学反应的重要作用;
6. 认识分解反应,并会判断分解反应。
二、教学重点
1. 实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置和基本操作。
2. 过氧化氢制氧气的原理、装置及操作
3. 化合反应与分解反应的定义及区分
三、教学难点
1. 实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置和基本操作。
2. 催化剂和催化作用
四、课程导入
以上我们学习了氧气的物理性质与化学性质,这就与我们之前所了解的氧气的用途一一对应了,氧气可以供给呼吸——用于医疗急救、爬山潜水,还可以支持燃烧——用于炼钢、气焊、火箭发射、等燃烧反应(包括我们之前学的木炭、硫和铁在氧气中燃烧),总结性质与用途的关系就是,性质决定用图,用途体现性质。既然氧气的用途如此之广,那么它的制取也同样重要了,我们这节课就学习氧气的制取。
导入语:
氧气的制取有两大类:
- 是工业制法
- 类是实验室制法 (1)高锰酸钾制氧气法(2)过氧化氢制氧气法
那我们首先了解一下氧气的工业制法
过渡语:
关于工业制法我们明白它的原理即可,不是考试重点。那首先得知道它的原料是什么,用什么制取——空气(成本低),那如何把氧气从空气中分离出来呢——分离液态空气·····
只不过这个方法得出的氧气不是很纯而已,里面还有少量的二氧化碳等气体,但主要是氧气,而且这是用于工业的,对纯度的要求不高。
一、氧气的工业制法
1.方法:分离液态空气法
2.原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。
3.具体过程:在低温下加压,使空气液化,然后升温,液态氮的沸点(-196℃)比液态氧的沸点(-183℃)低,氮气先蒸发出来,剩下主要是液氧。
【易错提醒】分离液态空气制取氧气利用的是氮气和氧气的沸点不同,故为物理变化。
【典例1】工业制氧气采用分离液体空气法,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.属于物理变化
B.利用了物质的沸点不同
C.先收集到的氮气沸点较低
D.有新物质氧气生成
【答案】D
过渡语:
那接下来就是氧气的实验室制法了,这是我们本节课的重难点,在实验室中,常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制氧气。那为什么要选它们作为原料呢,也就是在原料的选择上我们需要注意什么,怎么选···
二、氧气的实验室制法
在实验室中,常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制氧气。
【拓展】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 。
三、加热高锰酸钾制氧气
1.药品:高锰酸钾(暗紫色固体)
2.原理:
文字表达式:高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
符号表达式: KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
3.装置:
(1)发生装置:加热固体制气体(固体加热型装置)
(2)收集装置:
①排水法收集:依据氧气不易溶于水且不与水反应。
②向上排空气法收集:依据氧气的密度比空气略大。
【易错提醒】
(1)发生装置就是反应发生的地方,收集装置就是生成物(氧气)收集的地方,所以当题目中让我们选发生装置的时候可别选错了。
(2)排水法:利用气体不溶于水或难溶于水的性质,将集气瓶装满水并倒扣在水槽中,导管伸入瓶口。气体进入瓶内后占据空间,水被排出,从而收集到纯净气体。
(3)向上排空气法:适用于收集密度比空气大的气体。原理:收集的气体密度大于空气,将导管伸至集气瓶底部,气体因密度大向下沉积,逐渐将瓶内空气从瓶口上方排出,从而完成收集
(4)向下排空气法:用于收集密度比空气小的气体。原理:气体密度小于空气,将导管伸至集气瓶底部,气体从瓶口下方进入,因密度小向上聚集,逐步将瓶内空气从瓶口上方排出,实现收集
(5)排水法收集的氧气较纯,但不干燥;向上排空气法收集的氧气较干燥,但不纯。
过渡语:
这个收集方法很重要,不仅需要我们理解这个原理,还需要给出一种气体的性质,我们能判断出它适合什么收集方法。重点记忆,至于为什么要这么装,稍后我们逐一分析。那我们接下来先看看这个实验是如何进行的
4.主要实验步骤:
(1)查:组装仪器,检查装置的气密性;
(2)装:把药品装入试管内,平铺在试管底部,管口塞一小团棉花,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口;
(3)定:用铁夹夹持试管,并固定在铁架台上;连接仪器,注意连接仪器的时候是有顺序的,从下往上,从左往右。
(4)点:点燃酒精灯加热(记得先预热,防止试管受热不均破裂);