内容正文:
第2课时 分解过氧化氢制氧气 催化剂
化学观念:了解化学反应需要一定的条件,知道催化剂对化学反应的重要作用。通过对比分析、归纳认识分解反应,体验分类思想认识化学变化。
科学思维:学习从物质变化、反应条件、反应现象等视角认识化学反应,初步形成认识化学反应的系统思维意识。
科学探究与实践:设计并完成家庭制氧实验,掌握实验操作规范,培养观察、记录及问题解决的能力。通过实验探究催化剂的特点,形成实验探究的一般思路。
科学态度与责任:树立实验安全意识,关注催化剂在生活应急与工业生产中的社会价值,形成绿色化学理念。
教学重点:过氧化氢分解制氧气的反应原理及催化剂的作用;分解反应的定义与特征。
教学难点:理解催化剂的质量、化学性质在变化过程中的特点。
[播放视频]“某家庭用家庭制氧机自制氧气缓解老人呼吸困难”。
[展示]“某品牌制氧机说明书”片段。
反应物:过氧化氢溶液;催化剂:二氧化锰(安全封装)。
[问题驱动]家庭制氧机制氧气的原理是什么?催化剂二氧化锰起什么作用?本堂课我们一起探索家庭制氧机的奥秘。
任务一 揭秘家庭制氧机的原理
教师活动
学生活动
[过渡]双氧水也称为过氧化氢溶液,常被用于日常伤口清洗和消毒。用双氧水对伤口进行消毒时,会出现气泡或者泡沫,这里产生的气体是什么?
[讲解]过氧化氢在二氧化锰等物质的作用下可分解生成水和氧气。
[实验原理]过氧化氢水+氧气。
[引导思考]过氧化氢溶液是一种无色液体,二氧化锰是黑色固体,可以选择什么装置作为过氧化氢制氧气的发生装置呢?如何检验生成的氧气呢?
[实验装置]如图。
[思考]可能是氧气。
[听讲,记笔记]
[讨论交流]反应物是液体和固体,反应条件是常温,不需要加热,可选择大试管作为发生装置;可用带有火星的木条检验生成的氧气
任务二 揭秘催化剂
教师活动
学生活动
[过渡]该反应中二氧化锰起什么作用?
[分组实验/实验视频]过氧化氢分解制氧气。
请大家按照下列步骤进行实验,观察并记录实验现象。
(1)在试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液,将带有火星的木条伸入试管。
(2)向上述试管中加入少量二氧化锰,将带有火星的木条伸入试管
[分组实验]观察并记录实验现象。
编号
现象
(1)
带有火星的木条无明显变化
(2)
带有火星的木条复燃
(3)
带有火星的木条复燃
(3)待(2)中试管内不再放出气泡时,重新加入过氧化氢溶液,并将带有火星的木条伸入试管。待试管中又没有现象发生时,再重复上述操作。
[引导思考]
1.这三组实验的设计用了什么实验思想?
2.在第三个实验中,向试管中仅添加过氧化氢溶液就可继续分解生成氧气,这能说明反应过程中二氧化锰是否被消耗吗?
[补充实验]为了说明二氧化锰的质量是否变化,我们将二氧化锰过滤、烘干、称量,这是老师提前录制的实验视频,你发现了什么?
[总结]反应前后二氧化锰的颜色和状态会有所变化,即物理性质会发生变化,但用过的二氧化锰能多次重复使用,还能加快过氧化氢的分解,即化学性质不变。
[讲解]
(1)催化剂: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。
(2)催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。
[引导思考]结合二氧化锰的作用和催化剂的定义,你能概括出催化剂的特点吗?
[引发冲突]催化剂只能加快反应速率吗?
[补充讲解]催化剂不只可以加快化学反应速率,也可以减慢,如在轮胎中加入炭黑、氧化锌(ZnO)和二氧化钛(TiO2)等物质,可以减缓橡胶老化。在食用油中加入没食子酸丙酯可以抑制食用油变质。
[提问]只有二氧化锰可以催化过氧化氢吗?
[播放视频]“某家庭用家用材料(过氧化氢、土豆块)自制氧气缓解老人呼吸困难”。
[总结]催化剂有很多种,如氯化铁、猪肝块和鲜土豆中所含的生物酶等,都可以加快过氧化氢的反应速率。
[播放视频]“催化剂的作用”
[交流讨论]
1.对比。
2.不需要添加二氧化锰说明二氧化锰还在,但也可能是第一次添加的二氧化锰还没被消耗完,所以不能说明二氧化锰是否被消耗。
[回答问题]反应前后二氧化锰的质量没有变化。
[总结概括]
一变:能加快反应速率;
两不变:自身的质量和化学性质不变。
[交流]
改变化学反应速率可以是加快,也可以是减慢。
[交流]
一种物质可能作多个反应的催化剂,一个反应可能有多种催化剂。
[观看视频]
了解催化剂在生产、生活中的应用
任务三 建构分解反应概念
教师活动
学生活动
[课堂练习]写出实验室分别用高锰酸钾、过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的文字表达式,指定两名同学写到黑板上。
[引导思考]请分析这两个化学反应的文字表达式的共同特点。
[总结]分解反应:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
[巩固提升]教师列表,学生讨论,填写化合反应和分解反应的区别。
化合反应:A+BAB(多变一)
分解反应:ABA+B(一变多)
[完成练习]
①高锰酸钾分解:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。
②过氧化氢分解:过氧化氢水+氧气。
[讨论交流]都是由一种反应物生成多种生成物
[巩固提升]学生讨论,填写化合反应和分解反应的区别
教师活动
学生活动
[总结]在本堂课催化剂的实验探究过程中,我们认识到化学实验是学习化学的基本方法,通常情况下,实验探究的一般思路可以归纳为明确探究目的→设计实验方案→实施实验→获取证据→分析推理→形成结论。
[课后挑战]设计简易“家庭制氧机”装置(提示:可用塑料瓶、输液管、纱布等材料)。
要求:安全可控;方便更换催化剂
[回顾交流]
[完成课后挑战任务]
第2课时 分解过氧化氢制氧气 催化剂
分解过氧化氢制氧气
催化剂
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