資源簡介

課題3　制取氧氣
第2課時
1.知道工業制取氧氣的方法和原理。
2.學習綜合分析實驗現象并從中歸納結論的思維方式。
3.通過實驗操作，形成尊重事實的意識，養成良好的實驗習慣。
1.了解工業制氧氣的方法和原理
2.初步學習通過化學實驗制備物質的一般方法
（一）導入新課
大氣中的水形成了最初的海洋，35億年前，一些細菌在陽光照射下學會了光合作用，水分子被拆開，氧氣就此單獨出現在世界上。從生命的誕生，到二疊紀巨型昆蟲的出現。氧氣幫助恐龍占領陸地，也帶給生物能量。
如果它在地球上消失五分鐘，將會發生什么呢？
所有生物的內耳會立刻爆炸，地殼會瞬間瓦解，大海會立刻蒸發。
如果氧氣加倍呢？
人會精力充沛，車子超級省油，但昆蟲會變得非常大。
（二）新課講授
回顧思考
1.在實驗室里，常采用　　　　　、　　　　　或　　　　　　　　 的方法制取氧氣。
2.在實驗室中常用分解過氧化氫的方法制取氧氣，其反應的文字表達式為　　　　　　，此反應中二氧化錳起　　　　　　　 作用。
3.在化學反應里能　　　　　　　　　，而本身的　　　　和　　　　在反應前后都沒有發生變化的物質叫做催化劑。
答案：1.加熱高錳酸鉀　分解過氧化氫　加熱氯酸鉀
2.過氧化氫水+氧氣　催化
3.改變其他物質的化學反應速率　質量　化學性質
知識點一：氧氣的實驗室制法
如果要通過化學方法在實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，反應物應具備什么樣的條件，發生反應的條件應該是怎樣的？
【演示實驗】
將適量的高錳酸鉀放入試管中加熱，用帶火星的木條檢驗。
知識點二：一般氣體的發生裝置選擇的規律：
根據反應物的狀態和反應條件來選擇發生裝置。
氣體的收集裝置選擇的規律：根據氣體的性質（密度、溶解性）選擇收集裝置。
歸納總結
用過氧化氫制氧氣發生裝置的優點：
（1）簡單，易操作；
（2）不用加熱，較安全、節約能源；
（3）節約藥品（可根據需要隨時補充）；
（4）分液漏斗可控制反應速率。
思考
可采用何種方法收集氧氣？采用該方法的理由？
（1）根據氧氣不易溶于水的性質可用排水法收集。
（2）根據氧氣的密度比空氣大，可用向上排空氣法收集。
分析裝置的注意事項：
（1）在上圖所示裝置中，使用了哪些儀器？
（2）哪部分是氣體發生裝置，哪部分是氣體收集裝置？
（3）能否用過氧化氫制氧氣的裝置來用于氯酸鉀制氧氣
答案（1）酒精燈、試管、鐵架臺、集氣瓶、水槽、導管等。
（2）以虛線部分為界左側為發生裝置，右側為收集裝置。
（3）不能。
提出問題
實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣如何操作？
如何確認收集到的氣體是氧氣？
如何檢驗氧氣是否收集滿？
設計實驗
學生分組設計實驗，動手操作，觀察記錄并討論總結。
1.氧氣的檢驗方法
將帶火星的木條伸入瓶內，如果木條復燃，說明該瓶內的氣體是氧氣。
2.氧氣的驗滿方法
（1）用排水法收集時，當氣泡從瓶口冒出時，說明該瓶內的氧氣已集滿。
（2）用向上排空氣法收集時，將帶火星的木條放在瓶口，如果木條復燃，說明該瓶內的氧氣已滿。
檢查裝置氣密性
　　
圖1　　　　　　圖2　　　　　 圖3
原理：密閉容器內氣體壓強的變化。
方法：常用的檢查氣密性的方法通常有以下三種。
①手握法（或者用酒精燈微熱法）
具體操作方法是：把導管的一端浸入水里，用手緊握容器外壁，若導管口有氣泡冒出（放開手后，導管口有段水柱），證明裝置不漏氣（如圖1所示）。
注意：如果容器容積較大（如錐形瓶）時，可以用酒精燈給氣體發生裝置（如試管、錐形瓶）的底部稍微加熱，使容器內溫度升高少許，現象同上。
②液封法（如圖2所示）
具體操作方法是：用適量的水將長頸漏斗下端封住，將導管末端浸入水中，可以用酒精燈給錐形瓶底部稍微加熱檢查。
③注水法（或叫水壓法，如圖3所示）
具體操作方法是：將長頸漏斗的末端伸入液面以下，用彈簧夾夾緊橡膠管，向長頸漏斗中注入一定量的水，靜置一段時間后，長頸漏斗內液面高度不變，說明該裝置不漏氣。
知識點三：氧氣的工業制法
工業上是如何大量制取氧氣的，也是用化學藥品反應制取的嗎？
歸納總結
（1）分離液態空氣法
（2）原理：利用液態空氣中液氮(-196℃)和液氧(-183℃)沸點的不同，采用蒸發的方法將二者分離開來。
（3）過程：
知識拓展
實驗室制取氧氣，有新物質生成，屬于化學變化；
工業上制取氧氣，將空氣成分分離，不產生新物質，屬于物理變化。
（三）鞏固練習
1.在如圖收集氣體裝置中，可以用于收集氧氣的是（　　）
A. ①和⑤
B. ①和④
C. ①和③
D. ②和③
【答案】A
【解析】①是排水法收集，故正確；②③是向下排空氣法，故錯誤，④裝置中導管沒伸入到瓶底，故錯誤，⑤向上排空氣法且導管伸入到瓶底，故正確。故選A。
2.實驗室制取氧氣時，必不可少的最簡單的一組儀器是（ ）
A. 試管、酒精燈、帶導管的橡皮塞、集氣瓶、鐵架臺
B. 試管、酒精燈、水槽、集氣瓶
C. 集氣瓶、鐵架臺、試管、帶導管的橡皮塞
D. 鐵架臺、燒瓶、集氣瓶、玻璃片
【答案】C
【解析】解該題必須首先掌握用哪些藥品和方法制取氧氣，然后根據藥品和儀器的性能去選答案。若用固體物質（如高錳酸鉀、氯酸鉀)加熱制取氧氣，只能選A組；若用液體（如過氧化氫)常溫制取氧氣，可選C組。根據題干要求，答案為C。
3．做實驗一定要注意先后順序，如果先后順序錯誤，可能會導致實驗失敗，甚至產生嚴重后果。下列有關用高錳酸鉀制取氧氣的實驗操作中，先后順序正確的是(　　)
A．檢查裝置的氣密性時，先用手握緊試管的外壁，再把導管放入水中
B．加熱時，先對試管進行預熱，再對準藥品部位進行加熱
C．先將高錳酸鉀裝入試管，再檢查裝置的氣密性
D．實驗完畢，先熄滅酒精燈，再把導管移出水面
【答案】B
【解析】檢查裝置的氣密性時，應先把導管伸入水中，再用手握緊試管的外壁，觀察導管口是否有氣泡產生，故A錯；給試管中固體物質加熱時，應先對試管進行預熱，再對準藥品部位進行加熱，故B正確；制取氣體時，應先檢查裝置的氣密性，再裝藥品，故C錯；該實驗完畢，應先把導管移出水面，再熄滅酒精燈，故D錯。
4．關于“加熱高錳酸鉀制得氧氣并用排水法收集”的實驗，下列說法正確的是（ ）
A．制取氣體時，先裝藥品，然后檢驗裝置的氣密性
B．反應結束時，先停止加熱，然后將導管移出水面
C．導氣管口開始產生氣泡時，立即用裝滿水的集氣瓶收集氣體
D．裝有高錳酸鉀的試管口要放一小團棉花，目的是防止反應時藥品進入導氣管
【答案】D
【解析】A、制取氣體時，先檢驗裝置的氣密性，后添加藥品，A錯；B、反應結束時，先將導管移出水面，后停止加熱，防止水倒吸入試管，試管炸裂，B錯；C、導氣管口有連續均勻氣泡時，開始用裝滿水的集氣瓶收集氣體，C錯；D、裝有高錳酸鉀的試管口要放一小團棉花，目的是防止反應時藥品進入導氣管，D正確。故選D。
5.根據如圖回答問題．
（1）儀器a的名稱是________；
（2）寫出B裝置制取氧氣的文字表達式：________；收集裝置是________(填字母序號，下同)。
（3）通過F、G兩個實驗，結合課堂學習，你認為 “在集氣瓶中進行燃燒的實驗”應注意的問題是(說明兩點即可)：①________；②________。
（4）常溫下，氨氣(NH3)是一種無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小．實驗室常用氯化銨固體與堿石灰固體共熱制取氨氣，制取氨氣的發生裝置應選擇________，收集裝置應選擇的是________。
【答案】（1）酒精燈
（2）過氧化氫水+氧氣；C或D
（3）要考慮熔融物掉落在瓶底炸裂集氣瓶；考慮生成的有毒氣體要吸收掉，防止污染空氣
（4）A；E
【解析】（1）圖中儀器a的名稱是酒精燈；
（2）裝置B是固液不加熱型裝置，用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣，符號表達式為：過氧化氫水+氧氣；氧氣可以選擇向上排空氣法或排水法收集，故可選擇C或D；
（3）在集氣瓶中進行燃燒試驗一方面要考慮熔融物掉落在瓶底炸裂集氣瓶，另一方面要考慮生成的有毒氣體要吸收掉，防止污染空氣；
（4）制取氨氣的條件是需要加熱，反應裝置選擇固固加熱型裝置， 氨氣易溶于水，密度比空氣小，選擇向下排空氣法收集，故選擇A和E.
（四）課堂小結
課題3　制取氧氣
第二課時
實驗室制取氧氣
反應原理
裝置的選擇：氣體的發生裝置和收集裝置
操作步驟和注意事項
氧氣的工業制法
本堂課融入生活中的問題，幫助學生了解一些基本常識，并學會勇于面對生活中的實際問題，積極鉆研、探索。充分體現了新的課程改革精神，貫徹了課改內涵和理念。本堂課內容稍多，可能會托堂，催化劑是本節課的難點，應提前讓學生搜集相關的資料。

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