資源簡(jiǎn)介

課題3 制取氧氣
本課題是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)。課本首先講述了用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，接著再講用過(guò)氧化氫來(lái)制取氧氣，同時(shí)介紹催化劑和催化作用，催化作用雖不是重點(diǎn)，但卻是教學(xué)的難點(diǎn)。再通過(guò)介紹實(shí)驗(yàn)室加熱氯酸鉀和二氧化錳來(lái)制取氧氣的方法，對(duì)比化合化應(yīng)提出了分解反應(yīng)的概念。在這部分教學(xué)中，要使學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)室如何制取氧氣，同時(shí)了解幾個(gè)重要的概念。為拓展學(xué)生視野，豐富學(xué)生的課外知識(shí)，教材還特意介紹了工業(yè)上如何大量制取氧氣。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)目標(biāo)
(1)了解實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的主要方法和原理，初步了解通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)制取新物質(zhì)的方法。
(2)認(rèn)識(shí)催化劑和催化作用。
(3)認(rèn)識(shí)分解反應(yīng)。
2.能力目標(biāo)
(1) 學(xué)會(huì)邊實(shí)驗(yàn)、邊討論的方法，在活動(dòng)中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在興趣中提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。
(2) 學(xué)習(xí)運(yùn)用觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息，從而提高對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、思考的能力。
3.素養(yǎng)目標(biāo)
(1)保持對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的濃厚興趣，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的自覺(jué)性和積極性。
(2) 逐步認(rèn)知用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證化學(xué)理論，從而知道化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，學(xué)化學(xué)離不開(kāi)做實(shí)驗(yàn)。養(yǎng)成實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.催化劑和分解反應(yīng)的概念。
2.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理和主要方法。
【教學(xué)難點(diǎn)】
催化劑的概念以及探究催化劑的方法。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
藥品：5％的過(guò)氧化氫溶液、二氧化錳、氯酸鉀、高錳酸鉀；儀器：大試管(5支)、木條、酒精燈、棉花、塞子(帶導(dǎo)管)、集氣瓶(2個(gè))、毛玻璃片、水槽、鐵架臺(tái)、火柴。
一、導(dǎo)入新課
氧氣是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚奈镔|(zhì)，它具有廣泛的用途，如急救病人、電氧焊、煉鋼等都需要較為純凈的氧氣，如何制取氧氣？這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)氧氣的制取。
二、推進(jìn)新課
1.加熱高錳酸鉀制氧氣
［演示實(shí)驗(yàn)］將高錳酸鉀放入小試管中加熱，用帶火星的小木條檢驗(yàn)。
［講述］高錳酸鉀具有殺菌消毒的作用，醫(yī)院里常用作消毒劑。俗稱(chēng)“PP”粉，實(shí)驗(yàn)證明高錳酸鉀受熱可產(chǎn)生氧氣，同時(shí)生成錳酸鉀和二氧化錳。
［板書(shū)］
2.分解過(guò)氧化氫溶液制取氧氣
［演示］ 實(shí)驗(yàn)時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀(guān)察并進(jìn)行思考。
（1）在試管中加入5 mL 5％的過(guò)氧化氫溶液，不用加熱，把帶火星的木條伸入試管，觀(guān)察木條是否復(fù)燃？
（2）微微加熱裝有過(guò)氧化氫溶液的試管，有什么現(xiàn)象發(fā)生？把帶火星的木條伸入試管，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。
（3）在另一支試管中加入5 mL 5％的過(guò)氧化氫溶液，并加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。
［實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象］
（1）不加熱過(guò)氧化氫溶液時(shí)，帶火星的木條不能復(fù)燃，說(shuō)明沒(méi)有氧氣放出。
（2）加熱過(guò)氧化氫溶液時(shí)，帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明過(guò)氧化氫溶液受熱時(shí)能產(chǎn)生氧氣。
（3）不加熱，但在過(guò)氧化氫溶液中加入二氧化錳時(shí)，帶有火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明在常溫下過(guò)氧化氫溶液遇到二氧化錳時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧氣。
［思考］過(guò)氧化氫溶液與二氧化錳反應(yīng)時(shí)，二氧化錳是不是一種反應(yīng)物？如果是，為什么沒(méi)有二氧化錳，加熱過(guò)氧化氫同樣也能產(chǎn)生氧氣？
［提問(wèn)］什么叫反應(yīng)物？一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的時(shí)候，是不是某一種反應(yīng)物可以有也可以無(wú)呢？
［回答］參加反應(yīng)的物質(zhì)。不是，必須有。
［講解］任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的時(shí)候，反應(yīng)物必須存在。而在用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，有二氧化錳不加熱即可產(chǎn)生氧氣，沒(méi)有二氧化錳加熱過(guò)氧化氫溶液也能產(chǎn)生氧氣，可見(jiàn)二氧化錳不是一種必須有的物質(zhì)，它也就不是一種反應(yīng)物。
［思考］二氧化錳到底是一種什么物質(zhì)？它在這里起什么作用？
［師］為了回答大家這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)賮?lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探討，大家注意觀(guān)察現(xiàn)象并進(jìn)行思考。待實(shí)驗(yàn)的試管中沒(méi)有氣泡時(shí)，重新加入過(guò)氧化氫溶液，觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。
［現(xiàn)象］本已不產(chǎn)生氣泡的試管，重新加入過(guò)氧化氫溶液不進(jìn)行加熱，仍有氣泡產(chǎn)生，用帶火星的木條進(jìn)行檢驗(yàn)，帶火星的木條能夠復(fù)燃，說(shuō)明產(chǎn)生的氣體還是氧氣。
［說(shuō)明］此實(shí)驗(yàn)可以重復(fù)多次進(jìn)行。
［提問(wèn)］這種現(xiàn)象說(shuō)明什么？
［回答］說(shuō)明在用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時(shí)，二氧化錳可以重復(fù)使用。
［講解］既然二氧化錳可以重復(fù)使用，說(shuō)明在反應(yīng)前后它的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變，那么它的質(zhì)量有沒(méi)有改變呢？科學(xué)家們經(jīng)過(guò)精確的實(shí)驗(yàn)，得出了“二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量未變”的結(jié)論。
［設(shè)問(wèn)］他們是怎樣得出這個(gè)結(jié)論的呢？
［學(xué)生看書(shū)回答］在實(shí)驗(yàn)前用精密的天平稱(chēng)量二氧化錳的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)后把二氧化錳洗凈、干燥，再稱(chēng)量，比較反應(yīng)前后二氧化錳質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有變化。
［設(shè)問(wèn)］既然二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒(méi)有變化，那么它在這里到底起一個(gè)什么作用呢？談?wù)勀愕目捶ā?br/>［回答］沒(méi)有加入二氧化錳時(shí)，過(guò)氧化氫溶液需要加熱才能產(chǎn)生氧氣，而加入二氧化錳后，過(guò)氧化氫溶液在常溫下就能迅速產(chǎn)生氧氣，可見(jiàn)二氧化錳起了一個(gè)加快化學(xué)反應(yīng)速率的作用。
［師］回答得很好，化學(xué)上我們把二氧化錳這種改變化學(xué)反應(yīng)速率的作用叫催化作用，而把能起催化作用的物質(zhì)叫該反應(yīng)的催化劑。如二氧化錳就是過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的催化劑。
［講解并板書(shū)］
（1）催化劑：在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)。
（2）催化作用：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用。
［問(wèn)題］在用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中，二氧化錳這種催化劑起了加快化學(xué)反應(yīng)速率的作用，是不是所有化學(xué)反應(yīng)的速率都需要加快？所有的催化劑都起加快反應(yīng)速率的作用呢？教師引導(dǎo)學(xué)生討論不是所有的化學(xué)反應(yīng)速率都需要加快，如鋼鐵的生銹，食物的變質(zhì)，我們就希望它發(fā)生得越慢越好。
［設(shè)問(wèn)］是不是催化劑就只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率呢？它能不能減慢化學(xué)反應(yīng)的速率？教師引導(dǎo)學(xué)生思考
［講解］事實(shí)上，為了加快化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行我們使用催化劑，而為了減緩反應(yīng)的進(jìn)行我們也使用催化劑。如在橡膠制品中常加入一些催化劑以減緩橡膠的老化速度；食用油脂里加入一些催化劑可以有效地防止酸敗。所以催化劑的概念中說(shuō)催化劑能"改變"其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而不是片面地說(shuō)成“加快”。
［小結(jié)］在理解催化劑概念時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)“一變”是指催化劑能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，這里“改變”包括加快和減慢，也就是有時(shí)用催化劑是為了加快反應(yīng)速率，有時(shí)是用它減慢反應(yīng)速率。(2)“兩不變”是指催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)的前后沒(méi)有改變。因?yàn)榇呋瘎﹨⑴c了化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中其性質(zhì)可能改變，所以只能說(shuō)催化劑的化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后沒(méi)有改變。(3) 在某個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，可以選擇不同的物質(zhì)作為催化劑，如在用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中，既可以選擇二氧化錳作催化劑，也可以選擇氧化鐵、硫酸銅溶液作催化劑。(4)催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能增加或減少生成物的質(zhì)量。對(duì)于某些化學(xué)反應(yīng)，沒(méi)有催化劑，并不意味該反應(yīng)不能發(fā)生，只是反應(yīng)速率較小。
［講解］二氧化錳既不是反應(yīng)物也不是生成物，只是一種催化劑，催化劑應(yīng)算作一個(gè)反應(yīng)條件，所以二氧化錳應(yīng)寫(xiě)在箭頭的上方。
［板書(shū)］
3.加熱氯酸鉀制取氧氣
［展示樣品］觀(guān)察氯酸鉀、二氧化錳的顏色、狀態(tài)、并描述。
［演示］將氯酸鉀和二氧化錳混合后放入小試管中加熱，用帶火星的小木條檢驗(yàn)。
［小結(jié)］實(shí)驗(yàn)說(shuō)明氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生氯化鉀，二氧化錳是這個(gè)反應(yīng)的催化劑。
［板書(shū)］
［討論］分析上述三個(gè)制取氧氣的反應(yīng)，它們有什么共同特征？與化合反應(yīng)有什么不同？
4.分解反應(yīng)
［講解］化學(xué)上，我們把這種由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)叫做分解反應(yīng)。
［板書(shū)］分解反應(yīng)：由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)。
［提問(wèn)］化合反應(yīng)可表示為A＋B+……→AB，那么分解反應(yīng)該如何表示呢？
［回答］分解反應(yīng)可表示為AB→A＋B+……。
［總結(jié)］簡(jiǎn)單地講，化合反應(yīng)的特點(diǎn)是“多變一”，分解反應(yīng)的特點(diǎn)是“一變多”。
［說(shuō)明］分解反應(yīng)和化合反應(yīng)一樣，都是化學(xué)反應(yīng)中的常見(jiàn)類(lèi)型，我們以后還會(huì)經(jīng)常遇到。
［教師引導(dǎo)學(xué)生討論］世界上的物質(zhì)千千萬(wàn)萬(wàn)，如果我們一種一種地去學(xué)，窮盡我們的畢生之力是否能學(xué)完呢？
［學(xué)生］不能。
［承接］若我們采用分類(lèi)的方法來(lái)學(xué)，就簡(jiǎn)單得多了，它可以起到事半功倍的效果。
［提問(wèn)］大家回顧一下，前面我們學(xué)到過(guò)哪些有關(guān)分類(lèi)的方法？
［回答］按照物質(zhì)的成分可以把物質(zhì)分為純凈物和混合物，按照反應(yīng)物和生成物的種類(lèi)可以把化學(xué)反應(yīng)分為化合反應(yīng)和分解反應(yīng)等等。
［小結(jié)］利用分類(lèi)的方法來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)，這也是我們所走的一條捷徑，今后我們還將分類(lèi)學(xué)習(xí)更多的化學(xué)知識(shí)。所以遇到一些相關(guān)知識(shí)時(shí)，大家要注意進(jìn)行歸類(lèi)。
三、典例剖析
例1從安全、環(huán)保、節(jié)能、簡(jiǎn)便等方面考慮，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的最佳方法是（）
【解析】通電使水分解的方法，要消耗電能，且操作復(fù)雜，不安全；加熱高錳酸鉀或氯酸鉀分解也要消耗能源，而且操作復(fù)雜，其反應(yīng)后的剩余固體處理不當(dāng)，還會(huì)造成環(huán)境的污染；而過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下，常溫下就可分解出氧氣，其另一種生成物為水，不污染環(huán)境。
【答案】D
例2 下列關(guān)于催化劑的說(shuō)法中，正確的是（）
A．加入催化劑能使反應(yīng)速率加快
B．不使用催化劑，物質(zhì)就不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
C．使用催化劑可以增加生成物的質(zhì)量
D．使用催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率
【解析】催化劑的作用是“改變”化學(xué)反應(yīng)的速率，“改變”既包括“加快”，又包括“減慢”，所以D正確，A錯(cuò)誤；催化劑不能決定化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生，它只能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，對(duì)生成物的質(zhì)量沒(méi)有影響，故B、C都錯(cuò)誤。故正確答案為D。
【答案】D
四、課堂檢測(cè)
完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂作業(yè)部分.
五、課堂小結(jié)
［提問(wèn)］
1.通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，你知道了什么？
2.針對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你還有哪些疑問(wèn)？
［小結(jié)］通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣通常用分解過(guò)氧化氫溶液、加熱氯酸鉀或加熱高錳酸鉀三種方法。二氧化錳在過(guò)氧化氫溶液和加熱氯酸鉀制取氧氣的反應(yīng)中作催化劑，了解了催化劑的概念和特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比化合反應(yīng)，又認(rèn)識(shí)了分解反應(yīng)，同時(shí)還初步感悟了用分類(lèi)的方法，對(duì)比的方法學(xué)習(xí)化學(xué)。
六、完成練習(xí)冊(cè)中本課時(shí)對(duì)應(yīng)課后作業(yè).
課題3 制取氧氣
1.加熱高錳酸鉀制取氧氣
2.分解過(guò)氧化氫溶液制取氧氣
（1）催化劑：在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)。
（2）催化作用：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用。
（3）。
3.加熱氯酸鉀制取氧氣
4.分解反應(yīng)分解反應(yīng)：由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)。
特點(diǎn)：一變多。表示：AB→A＋B+……。
由于過(guò)氧化氫溶液分解制取氧氣時(shí)，需要用二氧化錳做催化劑，因此在這里介紹催化劑和催化作用。催化理論是一個(gè)難度較大的課題，在此只能根據(jù)實(shí)驗(yàn)的表面現(xiàn)象作些簡(jiǎn)單的介紹， 使學(xué)生了解催化劑和催化作用。當(dāng)然催化劑在生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有廣泛應(yīng)用，生物活體中的酶也是一種生物催化劑。學(xué)習(xí)這些可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的自覺(jué)性和積極性。在本課題的習(xí)題中安排了一道習(xí)題，延續(xù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生探索有沒(méi)有其他物質(zhì)能代替二氧化錳做催化劑，并用一些新的方法制取氧氣，試驗(yàn)性質(zhì)。這樣的習(xí)題有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力。

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