内容正文:
1.1空气的成分(第三课时)
提出问题
【思考】如何在高原地区避免缺氧?如何持续、安全、经济地获得足量的氧气?
自制简易制氧机
老师想要去西藏旅游,但又怕在高原缺氧引发高原反应。
2
氧气的工业制法
1、空气冷冻分离法
空气
多次压缩
降温
液态空气
低温蒸发
-196℃
氮气
液氧
(沸点-196℃)
(沸点-183℃)
2、膜分离技术分离法
空气
一定压力下
有富集氧功能的薄膜
含氧量较高的富氧空气
【思考】上述两种工业制氧过程,是属于什么变化过程?
都属于物理变化过程
氧气的实验室制法
【制取原理】
分解含氧化合物
选择过氧化氢,因为过氧化氢常温反应,无需加热,操作简便安全。
氯酸钾
+
氧气
氯化钾
加热
二氧化锰(MnO2)
过氧化氢双氧水
+
氧气
水
二氧化锰(MnO2)
【方法一】
【方法二】
【思考】哪种制氧方法最适合用于制氧机?并说明理由。
乔治·西蒙·欧姆
1787——1854
实验药品
【查阅资料】过氧化氢溶液
鱼浮灵的急速供氧剂,主要成分是过氧化氢。
过氧化氢溶液还可以给伤口消毒。
过氧化氢水溶液俗称“双氧水”,为无色透明液体,在一般情况下会缓慢分解成水和氧气。
H2O2
实验药品
【实验一】
结论1:过氧化氢在常温下分解速率极慢,无法满足实验室快速制取氧气的需求。
怎样知道是否产生了氧气?
1.看是否产生气泡;
H2O2溶液
2.伸入带火星的木条,看是否复燃。
实验药品
【实验二】过氧化氢溶液+二氧化锰(MnO2)
结论2:二氧化锰能显著加快过氧化氢的分解速率,反应速度适中,适合实验室制取。
0.5g
实验药品
【实验三】探究二氧化锰的作用
结论3:二氧化锰(MnO2)本身的化学性质和质量没有改变,是催化剂。
反应后的
剩余物
①
反应后的
剩余物
实验后过滤,将滤渣洗净、干燥、再称量
②
催化剂
在化学反应中,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,叫催化剂(又叫触媒)。
催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用
①改变速率,不一定是加快,也可以是减慢;
②催化剂只能改变反应速率,不能决定反应能否发生,也不能增加生成物的量;
③催化剂既不是反应物,也不是生成物,应算作一个反应条件;
④化学反应前后,催化剂的化学性质不变,其物理性质可能改变。
注意事项:
二氧化锰不是所有反应的催化剂
同一化学反应可以有不同的催化剂,如硫酸铜溶液也能加快过氧化氢分解
(特点:“一变,二不变”)
氧气制取的实验装置
【任务一】设计氧气制取的发生装置
考虑因素 反应条件 反应物的状态 选取装置
过氧化氢
常温
液+固
单孔 双孔 集气瓶 注射器 试管
① ② ③ ④ ⑤
锥形瓶 烧杯 酒精灯 长颈漏斗 分液漏斗
⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
①⑤
①⑥
②④⑤
②⑤⑨
②⑤⑩
②④⑥
②⑥⑨
②⑥⑩
氧气制取的实验装置
【任务二】设计氧气制取的收集装置
ρ氧气>ρ空气
氧气的性质
设计组装
优缺点
氧气不易溶于水
优点: 收集的氧气较纯净
缺点: 收集的氧气较潮湿
优点: 收集的氧气较干燥
缺点: 收集的氧气不如排水法纯净
氧气制取的实验装置
【任务二】设计氧气制取的收集装置
【思考】收集氧气过程中,如何知道氧气已经收集满了?
1.排水法:集气瓶瓶口一侧有较大气泡放出,则氧气已收集满。
验满
2.向上排空气法:将带火星的小木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气已收集满。
氧气制取的实验装置
【任务三】组装装置并设计实验步骤
实验步骤:
1、连接仪器
2、检查装置气密性
3、加入药品(先固后液)
4、制取并收集气体
氧气制取的实验装置
【思考与讨论】
1.说说使用分液漏斗的好处是什么?如果将分液漏斗换成长颈漏斗,则应该注意什么?
分液漏斗可以控制药液加入的量,从而控制反应的速率、反应的发生和停止;若将分液漏斗换成长颈漏斗,长颈漏斗的下端管口要位于液面下,以防止产生的气体从漏斗口逸出。
2.实验中用排水法收集氧气,其原理是什么?能用排空气法收集吗?
氧气难溶于水,故可用排水法收集。可以用向上排空气法进行收集,因为氧气的密度大于空气。用排水法收集相对纯净,但不干燥。用向上排空气法进行收集干燥,但不纯净。
3.集气瓶为什么要灌满水?
有利于收集到较纯净的氧气。
4.如何判断装置中的空气排净,以收集到更纯净的氧气?
当水槽中的导管口产生的气泡连续、均匀时开始收集。
5.在锥形瓶中加入50mL水起什么作用?
稀释双氧水,控制反应速率。
6.电解水能产生氧气,实验室为什么不选择电解水的方式来制取氧气?
电解水的过程不仅耗时,而且耗能,同时还伴随着其他气体(如氢气)的产生,这些气体的分离和处理较为复杂。
检验装置气密性
【思考】如何检验装置的气密性?
构建密闭空间
制造内外气压差
观察现象
“手捂法”:将导管伸入水中,手紧握容器外壁,观察导管口有气泡冒出,松手后导管有一段液柱,则装置气密性良好。
“液封法”:用止水夹夹住橡皮管,往长颈漏斗内注入水,若长颈漏斗下端形成一段稳定的液柱,则装置气密性良好。
实践应用
【任务四】小组合作,选择材料,设计简易制氧机
拓展研究
【实践作业】
1.查阅资料:过氧化氢不方便携带,选择更容易携带的制氧剂。
2.改进设计:优化小组简易制氧机设计,使其在安全性、便携性上得到提升,可以文字描述、也可以手绘(最好能制作出实物)。
Lavf58.46.101
Lavf58.46.101
Lavf58.46.101
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44094.387
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38687.32
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