内容正文:
人教版九年级上册 第二单元
2.3.2
过氧化氢制取氧气
1
1.能说出实验室用过氧化氢制取氧气的原理,能组装实验室用过氧化氢制取氧气的装置。
2.认识分解反应、催化剂及催化作用。
学习目标
温故知新
高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2
加热
排水法
向上排空气法
讲授新知
这个实验有什么不方便或者需要注意的地方吗?
需要加热
试管口要向下倾斜
要防倒吸
反应后固体残留物难清洗
……
假设实验室的酒精灯刚好用完了,没有酒精灯加热,还能不能快速制取少量氧气来做实验?
交流讨论
讲授新知
1.药品:过氧化氢溶液(双氧水)、二氧化锰
2.实验原理:
过氧化氢制取氧气
一、过氧化氢制取氧气
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰
H2O2
H2O
O2
讲授新知
5
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰
H2O2
H2O
O2
3.实验装置:
讲授新知
装置
特点
固液常温型
①便于添加液体反应物
②节约药品
③便于控制反应
便于随时添加液体反应物
①装置简单
②不便于添加反应物
分液漏斗
长颈漏斗
锥形瓶
讲授新知
7
4.实验步骤
(1)检查装置气密性。
(2)装入药品。
(3)收集气体。
(4)验满。
向上排空气法
长颈漏斗下端插入液面以下
讲授新知
8
它是什么?在反应中起到什么作用?
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰
H2O2
H2O
O2
讲授新知
(1)在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察并记录实验现象。
过氧化氢分解制取氧气反应中二氧化锰的作用
探究二氧化锰对反应速率的影响
带有火星
的木条
过氧化氢溶液
实验探究
二、催化剂
讲授新知
10
(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,观察并记录实验现象。
带有
火星
的木条
二氧化锰
(3)待上述试管中没有明显现象发生时,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。待试管中又没有明显现象发生时,再重复上述操作,观察现象。
带有火星
的木条
过氧化氢溶液
讲授新知
11
1.在实验(1)和(2)中木条是否复燃?发生这种现象的原因可能是什么?
2.综合分析实验(1)~(3)中所观察到的现象,你认为二氧化锰在过氧化氢分解的反应中起了什么作用?
观察思考
讲授新知
12
实验编号 现象 分析
(1)
(2)
(3)
结论
带火星的木条不能复燃
常温下过氧化氢溶液分解缓慢,放出的氧气很少,不足以使带火星的木条复燃
带火星的木条复燃
二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解
二氧化锰能加快过氧化氢制氧气的速率,本身未见变化
带火星的木条又复燃
氧气是过氧化氢分解产生的,二氧化锰只起到加快产生氧气的作用
过氧化氢 水+氧气
讲授新知
13
(2)实验后把二氧化锰洗净、干燥,再称量其质量。
(1)实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量。
(3)比较反应前后二氧化锰的质量没有发生变化。
反应前后二氧化锰的质量有没有改变?
探究二氧化锰在反应前后质量的变化
实验探究
讲授新知
14
在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质。
2. 作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫
催化作用。
1. 定义
“两不变”:
本身的质量、
化学性质
“一变”:速率
改变≠加快
讲授新知
反应中,二氧化锰既不是反应物也不是生成物,只是一种催化剂,应算作一个反应条件,所以二氧化锰写在箭头的上方。
MnO2只起加速H2O2分解的作用。
讲授新知
16
1.有了催化剂是否可以使生成物质量增加呢?
2.没有催化剂反应能否进行呢?
3.二氧化锰在所有反应中一定是催化剂,这种说法对吗?
4.是否可用其他的物质代替二氧化锰作为过氧化氢分解反应的催化剂?
交流讨论
讲授新知
17
催化剂在化工生产中具有重要作用,大多数化工生产都有催化剂参与。例如,在合成氨工业中,即使在高温、高压下,氮气与氢气的化合反应仍然进行得十分缓慢,而采用以铁为主体的催化剂,能使反应物在相对低的温度下较快发生反应。人类利用氮气和氢气合成氨,再生产含氮化肥,显著提高了农作物产量,有效保证了粮食安全。
石油炼制过程需要使用高效催化剂生产汽油、煤油及其他石油化工产品。我国石油化工专家、2007年度国家最高科学技术奖获得者闵恩泽院士,研发了多种用于石油化工生产的催化剂,为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。
拓展视野
讲授新知
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过氧化氢、高锰酸钾制取氧气的三个反应有什么共同特征?
反应物一种
生成物两种或两种以上
三、分解反应
过氧化氢 水+氧气
高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
观察思考
讲授新知
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特点:一变多
由一种反应物生成两种或两种以上其它物质的反应,叫做分解反应。
表示: AB→A+B
注意:化合反应、分解反应都属于化学反应的基本类型。
氧化反应不属于基本反应类型。
讲授新知
分解反应 化合反应
概
念
特
点
联
系
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
“一变多”的化学反应
X→ A + B + …
“多变一”的化学反应
C+ D + … → Y
两者都是化学反应的基本类型之一
观念构建
讲授新知
21
C
1.实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制取较纯净的氧气,从图中选取的最佳装置组合是( )
A.①③ B.②④ C.②③ D.①⑤
课堂练习
2.我国自主设计的石油化工催化剂有效提高了石油的利用率。下列说法不正确的是( )
A.催化剂的质量在化学反应前后不变
B.催化剂的化学性质在化学反应前后不变
C.能加快化学反应速率的物质就是催化剂
D.催化剂并不能增加化学反应生成物的质量
C
课堂练习
3. 小红利用下图所示装置和试剂进行实验,下列有关该实验的分析正确的是( )
A.实验中的反应物是过氧化氢和二氧化锰
B.小红想多次重复该实验以获得普遍规律,但是实验中的二氧化锰不能重复利用
C.由于反应时快速产生氧气,使得集气瓶内压强不断增大,充气气球会变小,红墨水会左移
C
课堂练习
6.比较氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用图1所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的3 mL 5%的过氧化氢溶液注入试管中,再利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。
课堂练习
(1)写出过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下制取氧气的反应的文字表达式: 。在检查装置的气密性后,小组同学注入过氧化氢溶液开始实验。实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是 。
(2)由氧化铜催化的反应、t1~t2时间段反应速率逐渐变慢的原因是 。根据相同时间内产生氧气体积的不同,可比较出两种催化剂的催化效果。
过氧化氢 水+氧气
反应生成气体,装置内压强增大
随着反应的进行,过氧化氢溶液的浓度逐渐减小
课堂练习
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