資源簡介

氧氣的制取
教學目標
1. 知識與技能
（1）了解工業制取氧氣的基本方法和原理。
（2）了解催化劑的概念。
（3）掌握氯酸鉀制取氧氣的原理、裝置、操作及排水集氣法。
2. 過程與方法
通過實驗的探究，讓學生通過觀察、分析、對比及嚴密的推理掌握氧氣的實驗室制取原理，培養學生分析問題和解決問題的能力。
3. 情感態度與價值觀
通過對比實驗探究，得出實驗室制取氧氣的原理，激發學生學習和探究的興趣，培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和良好的實驗習慣。
教學重點及難點
1、教學重點：氯酸鉀制取氧氣的反應原理、實驗裝置、操作方法及收集方法。
2、教學難點：實驗室用氯酸鉀制取氧氣的操作方法及注意事項。
三、教學用品
藥品：氯酸鉀、二氧化錳、雙氧水。
儀器：試管、單孔橡皮塞、導管、集氣瓶、毛玻片、水槽、酒精燈、火柴、木條、鐵架臺及鐵夾、試管夾、藥匙等。
媒體：多媒體電腦、實物投影儀、PPT課件。
四、教學過程
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
導 入 課 題 [復習引入]我們已經學習了氧氣的性質，還了解到氧氣有很多用途，氧氣有哪些用途呢？ 氧氣為我們帶來如此大的方便，那么我們可以通過哪些途徑獲得氧氣呢？ [講解]實驗室中，用富含氧元素的物質通過化學反應制得。在工業中，從富含氧資源的物質中分離得到。當需要大量氧氣時，就需要用工業方法來制取。 [板書]氧氣的制取 學生回答 學生思考并回答 從上節課的學習主題氧氣自然過渡到新課題怎樣得到氧氣。 初步讓學生認識到實驗室制法和工業制法的區別。
工 業 制 氧 工業制氧氣 [投影]圖表 [講解]表格的第一行是空氣中的成分（組分），表格的第二行是各組分的沸點。仔細閱讀表格，完成填空。 將空氣先加壓降溫至-200℃，空氣變成_液__態；升溫至-195 .8 ℃，__氮氣_氣體逸出 再升溫至-183℃， 氧氣 氣體逸出 [引導]將空氣加壓降溫至-200℃，氣態的空氣會變成什么狀態？再將其升溫到-195 .8℃，達到了哪個組分的沸點？那么，氮氣將會逸出，剩下的物質主要是什么？（根據空氣中各組成成分的體積分數）此時氧氣是什么狀態的？再升溫至-183℃，什么氣體會逸出？ 得到的氧氣是純凈物還是混合物？依據什么原理獲得的氧氣？是什么變化？ [板書] [講解]我們把工業制氧的方法叫做分離液態空氣。 [思考]將液態空氣倒入一容器中，立即蒸發，取一根燃著的木條接近容器口，木條熄滅；當蒸發一段時間后，再用帶火星的木條接近容器口，木條復燃。試解釋原因 [講解]將液態空氣立即蒸發，蒸發相當于升溫，先逸出的是N2，N2不支持燃燒，所以燃著的木條會熄滅。再蒸發，O2會逸出，氧氣有助燃性，所以帶火星木條會復燃。 [過渡]工業制氧氣用到的原料是空氣，原料易得，但是分離過程中要求低溫高壓對設備的要求較高，實驗室是否具備這個條件？所以實驗室制取少量氧氣時要考慮裝置簡單，操作方便。 學生回答：液態；氮氣；氧氣；液態；氧氣；混合物；利用各組分的沸點不同；物理變化 學生思考 學生回答：不具備 通過讓學生仔細觀察表格數據，了解工業制氧的流程、原理等。培養學生閱讀理解能力。 培養學生的靈活運用能力。 學會類比、歸納、比較的科學方法來分析問題。
催 化 劑 [板書]二、實驗室制氧氣 [講解]實驗室中，要從含氧元素的物質中通過化學反應制得。實驗室制氧氣用到了以下幾個藥品，仔細觀察顏色狀態（出示：高錳酸鉀、氯酸鉀、二氧化錳）。這三個都是固態。實驗室中還有液態的藥品也可以用來制氧氣（出示：過氧化氫）。今天這節課學習一下固體藥品通過化學反應得到氧氣。 [提問]氧氣是無色無味的，那么我們怎么知道生成的氣體就是氧氣呢？ [講解]那么接下來，我們就用實驗來探究一下，哪些物質能生成氧氣？ [實驗探究]哪種物質能生成氧氣？ [實驗1]加熱二氧化錳 [實驗2]加熱氯酸鉀（至熔化） [實驗3]加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物 [提問]哪些物質能產生O2？ [思考]實驗證明：盡管二氧化錳有氧元素，但 單獨加熱二氧化錳不能生成氧氣。對比一下實驗2和3，說說MnO2的作用是什么？ 我們把像MnO2這種能加快反應速率的物質叫做催化劑。但有些催化劑也可以減慢反應速率，所以我們給催化劑一個定義。 [講解]我們把像MnO2這種能加快反應速率的物質叫做催化劑。但有些催化劑也可以減慢反應速率，所以我們給催化劑一個定義。 [板書]1、催化劑（MnO2）：化學變化中，能夠改變其他物質的反應速率，而本身的質量和化學性質不變的物質 強調：“一變二不變”（一變：使其他物質反應速度變快；二不變：自身的質量和化學性質） [小結]通過剛才的實驗探究驗證了催化劑能改變反應速率。催化劑的質量和化學性質在化學反應前后不變，我們下節課在做詳細的介紹。 學生觀察藥品的顏色與狀態。 學生回答:通過帶火星木條觀察其是否復燃的方法。 學生邊觀察邊完成表格 學生思考并回答：加快反應速率 知道制氧原料的基本要求。 知道氧氣的檢驗方法。 讓學生能夠通過實驗探究感受實驗室制氧氣的原料選擇，培養學生的探索精神。 通過實驗探究來分析MnO2的作用，引出催化劑的概念。培養分析問題和解決問題的能力。
實 驗 室 制 氧 方 法 （1） [講解]通過上述的實驗，因此實驗室里選用加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制氧氣。嘗試寫出文字表達式和符號表達式 提示：二氧化錳不作反應物，是條件 [板書]2、反應原理： [講解]既然要對氧氣進行制取，就是既要制得氧氣又要把氧氣收集起來，我們把制得氧氣的裝置叫作發生裝置，收集氧氣的裝置叫作收集裝置。第一章在觀察化學變化的現象實驗中已經學習過高錳酸鉀制氧氣，回憶一下，用到哪些儀器？ [板書]3、制取裝置 （1）發生裝置：酒精燈、鐵架臺、試管、帶橡皮塞的導管 學生邊說，教師邊搭建儀器（并講解發生裝置的注意事項） [提問]結合剛才老師搭建的裝置，說一說這套發生裝置有何錯誤之處？ [講解]制得好的氧氣就需要收集起來，就要用到收集裝置。 [提問]：可以用什么方法收集氧氣？（提示：可根據氧氣的某些物理性質） 氧氣有哪些物理性質？ [板書]（2）收集方法： 難溶于水 密度比空氣大 [講解] 如果把氧氣通入灌滿水的集氣瓶中，氧氣難溶于水，氧氣不斷的進入到集氣瓶中，水就會被排出，這樣氧氣就收集在了集氣瓶中。我們把這種方法叫做排水集氣法。 [提問]如果能溶于水或能與水反應的氣體，可以用排水法收集嗎？ [講解]氧氣的密度比空氣大，因此可以利用氧氣和空氣密度的差異通過排空氣法的方式來收集氧氣。這種方法稱為向上排空氣法 [引導]氧氣的密度比空氣大，因此氧氣會沉在集氣瓶的底部，上方的空氣就會被趕走。 [板書] （2）收集方法： 排水集氣法難溶于水 向上排空氣法密度比空氣大 [演示實驗]加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣，邊做邊講解。 [講解]搭建裝置的原則按照從下到上，從左到右來進行。 [提問]為了確保實驗的成功，首先要做什么？ [提問]如何檢查氣密性呢？（學生邊說邊演示：將導管伸入水槽中，看是否有氣泡） [提問]確認裝置氣密性良好，需要往試管中裝藥品，要用到什么儀器？ [講解]接著需要用鐵架臺固定儀器，點燃酒精燈，先均勻加熱，再集中加熱 [提問]你們看到水槽中有什么現象，為什么這時候我不收集氧氣呢？什么時候可以開始收集氧氣？ [講解]反應最初排出的是試管內的空氣，不應立即收集，應等到起泡連續不斷冒出時再收集。 [提問]怎樣判斷氧氣已經收集滿了？ [講解]當氣泡連續不斷往集氣瓶口外逸出時，說明氧氣已收滿。接著，要結束裝置，先將導管移出水槽，后熄滅酒精燈。 [提問]如果先熄滅酒精燈，此時導管還在水槽中，會導致什么后果？ [板書]4、實驗步驟 [練習]實驗室加熱氯酸鉀制氧氣，用排水法收集。 （1）伸入試管里的導管不宜過長，原因是 。 （2）加熱時先將酒精燈在試管下方來回移動，其目的是 。 （3）用排水法收集氧氣，瓶內要裝滿水，否則會導致 ； 當導管口開始有氣泡冒出時，不能立即收集的原因 ； 當氣泡 時，再開始收集。 （4）反應結束后，為何先移導管，再移酒精燈？ 。 （5）集滿氧氣的集氣瓶應蓋好___________，再_____放在實驗桌上。 學生書寫 學生回答：試管、酒精燈、帶橡皮塞的導管 學生回答： ①試管口為向下傾斜②未用外焰加熱③鐵夾未夾在距管口三分之一處④導管伸入橡皮塞太多 學生總結 學生回答：密度比空氣大；難溶于水 學生回答：不可以 學生回答：向上，氧氣的密度比空氣大 學生回答：檢查氣密性 學生回答：藥匙 學生回答：氣泡間斷地冒出；學生思考；要等到氣泡連續均勻冒出時再收集 學生觀察并回答：氣泡往集氣瓶口外逸出 學生回答：水倒流回試管，使試管破裂 學生思考并完成 讓學生了解實驗室制氧①的方法、原理、裝置、操作注意點、收集及檢滿方法等。 培養學生的觀察能力和解決問題的能力。 知道根據溶解性和密度來選擇收集裝置。 學會觀察實驗，并對實驗的步驟提出思考，培養學生分析問題和解決問題的能力。 培養學生從實驗觀察中解決問題的能力。
小結 本節課學習了氧氣的工業制法和實驗室的一種制法，也知道了催化劑的作用。下節課我們將對催化劑進一步的學習，同時還會學習其它的實驗室制氧方法。
布 置作 業 完成課后練習
板書
氧氣的制取
一、工業制氧氣：分離液態空氣
二、實驗室制氧氣
1、催化劑（MnO2）：化學變化中，能夠改變其他物質的反應速率，而本身的質量和化學性質不變的物質。
2、反應原理：
3、制取裝置
（1）發生裝置：酒精燈、鐵架臺、試管、帶橡皮塞的導管
（2）收集方法：
排水集氣法難溶于水
向上排空氣法密度比空氣大
4、實驗步驟：查→裝→定→點→收→離→熄
教學反思
本節課主要讓學生掌握工業制氧和實驗室制氧的不同原理。由于本節課是一堂新課，實驗室制氧主要介紹了其中一種方法——氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制氧氣。用加熱二氧化錳、氯酸鉀、氯酸鉀和二氧化錳混合物這三組對比實驗來引入催化劑的概念比較好，用時短，現象明顯。在對氧氣的制取實驗中，設計較多的實驗操作，由于課堂時間較緊湊，主要采用教師演示實驗、與學生討論儀器的搭建、實驗過程中的現象和操作要點，一些基本操作的要點和要求，引導學生對一些操作的不規范會產生的后果進行分析，培養學生分析問題和解決問題的能力。

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