資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
2.3.1 制取氧氣（教學設計）
第1課時　實驗室制取氧氣的原理　分解反應
新課導入　　　　
　　[圖片導入] 展示木炭、硫和鐵絲分別在氧氣中燃燒的實驗裝置圖。上節課我們研究氧氣的性質時用到了幾瓶較純凈的氧氣,你想不想自己制取一瓶氧氣呢 這節課我們就開始學習制取氧氣的方法。需要提醒同學們注意的是,我們不僅要學習制取氧氣的相關知識,還要體會實驗室中制取氣體的一般思路和方法。
[復習導入] 我們學習了氧氣的性質和用途,了解到氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體,它能與許多物質發生氧化反應,能支持物質的燃燒,在反應中放出熱量,物質在純凈的氧氣中燃燒要比在空氣中燃燒劇烈得多。氧氣在日常生活、工農業生產和科學研究方面有許多用途,如氧氣可用來供給病人呼吸,供給登山、潛水運動員呼吸,用于氣焊、氣割,還用于火箭的發射等。氧氣有這么多重要的用途,所以我們要知道氧氣是怎樣制得的。
教學建言　　
　　[建言1] 制取原理中滲透元素守恒的學科思想
展示實驗室中可以制取氧氣的三種常見物質以后,板書書寫高錳酸鉀和過氧化氫兩種物質的名稱和化學式,通過化學式引導學生分析兩種制取氧氣的物質在組成上有什么共同特點,從而讓學生能初步體會化學反應中元素守恒的思想。
[建言2] 探究過氧化氫分解制取氧氣的反應中二氧化錳的作用的實驗改進
(1)為解決二氧化錳粉末反應前后不好稱量的問題,可將二氧化錳粉末混上適量水泥(二氧化錳與水泥的質量比為4∶1)制成小顆粒狀或膠囊凝塊。流程如圖所示:
(2)也可以用磚塊負載二氧化錳進行實驗,具體操作方法是:取適量的高錳酸鉀溶液,將磚塊浸沒其中,10~15 min后取出,對磚塊進行充分灼燒,冷卻并充分洗滌后用于實驗。磚塊價格比較便宜,貼近學生生活,實驗的操作性強,對比也很明顯。利用磚塊的吸附性(多孔)來吸附高錳酸鉀,再借助高錳酸鉀加熱分解產生的二氧化錳具有大的表面積,可有效地提高二氧化錳的催化效率,再加上磚塊對于過氧化氫也具有一定的催化作用,負載后作為一種復合型催化劑,它的催化效果非常好。另外,磚塊的質量較大,體積也較大,很容易從反應后的混合物中分離出來。
(3)用微型數字化設備測氧儀證明過氧化氫在不加二氧化錳的時候也能產生氧氣,只是產生氧氣緩慢。方法是:上課前先向試管1中加入5 mL 5%的過氧化氫溶液,塞緊橡膠塞放置。探究二氧化錳的催化作用之后,提出問題:實驗開始時將有帶火星的木條伸入盛有5 mL 5%的過氧化氫溶液的試管中,沒觀察到木條復燃的現象,是沒有產生氧氣還是產生氧氣緩慢 然后用測氧儀分別測定空氣、試管1和長期放置過氧化氫溶液的試劑瓶中氧氣的含量,測試結果是氧氣含量依次增大,從而說明了過氧化氫常溫下就能分解,但分解緩慢。
以上三個改進點,引導學生通過“體驗”“探究”“歸納”主動把握事物的本質,并滲透了控制變量的學科方法和證據推理的學科核心素養。
視頻資源　　
　　[視頻1] 加熱高錳酸鉀制取氧氣
[視頻2] 過氧化氫分解制取氧氣的反應中二氧化錳的作用
板書設計　　
　　[設計1]
[設計2]
一、實驗室制取氧氣
1.高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
2.過氧化氫水+氧氣
催化劑:“一變”“兩不變”
二、用高錳酸鉀制取氧氣
1.實驗儀器
2.檢驗方法
3.收集方法
4.驗滿方法
三、分解反應:“一變多”
課題3　制取氧氣
第1課時　實驗室制取氧氣的原理　分解反應
教學設計　　
教學分析: 本課題的內容分兩部分:第一部分讓學生系統學習實驗室制取氧氣的方法,教材以高錳酸鉀分解制取氧氣為例,側重對實驗原理的介紹,過程和細節交代不多,對過氧化氫分解制取氧氣的裝置和過程也沒有介紹。第二部分是探究過氧化氫分解制取氧氣的反應中二氧化錳的作用,介紹了催化劑的概念和作用。所以本課題建議用兩課時,第1課時側重講解原理,第2課時側重動手操作。第1課時:著重講解用高錳酸鉀等物質制取氧氣的反應原理;通過過氧化氫分解的實驗探究,了解催化劑的作用。根據實驗室制氧氣的兩個反應原理的分析,引出分解反應這一新的反應類型。第2課時:結合“實驗活動1　氧氣的實驗室制取與性質”,具體探究制取氧氣的實驗步驟及操作規范,培養學生動手操作能力。
　　在本單元課題1和課題2的學習中,學生已經知道了氧氣的性質并能利用氧氣的性質設計實驗檢驗氧氣的存在,為學習氧氣的制備原理奠定了基礎。但由于這是學生學習化學以來第一次接觸到具體氣體物質的制法,需要教師引導學生初步形成實驗室中制取氣體的思路和方法,從而培養學生的分析能力和判斷能力,并為以后探究二氧化碳的制取方法奠定堅實的基礎。
教學目標: 1.通過實驗,理解用高錳酸鉀和過氧化氫溶液制取氧氣的反應原理,能書寫反應的文字表達式。初步總結實驗室制取氣體原理的一般思路。 2.通過分析實驗室中制取氧氣的原理,學習辨別常見的分解反應。 3.通過對過氧化氫分解反應中二氧化錳的催化作用的探究,初步學習探究催化劑的一般步驟,體驗科學探究的方法,提升科學探究的能力。初步形成尊重事實、科學求證的意識。 4.通過觀看圖片,認識催化劑在化工生產中重要而廣泛的應用。
教學重點:實驗室中制取氧氣的原理。
教學難點:過氧化氫分解反應中二氧化錳的催化作用的探究。
教學用具:試管、鐵架臺(帶鐵夾)、帶導管的單孔橡膠塞、集氣瓶、水槽、棉花、酒精燈、玻璃片、過氧化氫溶液、二氧化錳、高錳酸鉀等。
教學思路:
教學過程(第1課時)
教師活動 學生活動 設計意圖
任務一　復習回顧　引出課題 活動1　回顧氧氣的性質實驗 【展示】 木炭、硫和鐵絲分別在氧氣中燃燒的實驗裝置圖。 【引言】 上節課我們研究氧氣的性質時用到了幾瓶較純凈的氧氣,你想不想自己制取一瓶氧氣呢 這節課我們就開始學習制取氧氣的方法。不僅要學習制取氧氣的相關知識,還要體會實驗室中制取氣體的一般思路和方法。 回顧氧氣性質實驗的實驗現象。 通過回顧氧氣性質的實驗,激發學生制取氧氣的興趣和欲望,同時提醒學生關注思路和方法。
(續表)
教師活動 學生活動 設計意圖
任務二　實驗探究　明確原理 活動2　總結評價制取原理的標準 【講述】 研究一種氣體的實驗室制法,我們首先要確定實驗原理,即在實驗條件下,選擇什么試劑,通過發生什么反應就能制取該氣體。 【提問】 制取氧氣的方法有哪些 它們適合在實驗室中制取氧氣嗎 為什么 【追問】 選擇或評價反應原理的標準有哪些 【小結】 評價反應原理的優劣標準。 活動3　探究用高錳酸鉀制取氧氣的反應原理 【演示實驗】 加熱高錳酸鉀制取氧氣。 【提問】 (1)什么現象能證明加熱高錳酸鉀時有氧氣生成 (2)試管口放一團棉花的作用是什么 【板書】 書寫反應的文字表達式。 活動4　探究過氧化氫分解制取氧氣的反應中二氧化錳的作用 【資料展示】 認識過氧化氫:純過氧化氫是淡藍色的黏稠液體,其水溶液俗稱“雙氧水”,為無色透明液體。過氧化氫可用作魚塘增氧劑、種子引發劑、醫用消毒劑等,在一般情況下會分解成水和氧氣,但分解極其緩慢。 【提出問題】 在實驗室里還常常用過氧化氫分解的方法制取氧氣。實驗中通常還要加入少量二氧化錳,這是為什么呢 【作出猜想】 請同學們作出猜想。 【設計實驗并進行實驗】 ①在試管中加入5 mL 5%過氧化氫溶液,把帶有火星的木條插入試管。 ②稱量負載二氧化錳的磚塊后,加入上述試管中,把帶有火星的木條插入試管。 回顧:植物的光合作用,不方便收集氣體,不適合;加熱氧化汞,會生成有毒的汞,不環保,不適合。 分組討論并交流:一般從原理是否正確、操作是否簡單安全、是否節能環保、反應速率是否適中以及是否造價低廉等方面考慮。 觀察并在學案上記錄實驗現象。 思考并交流:(1)帶有火星的木條復燃,證明有氧氣生成。(2)防止加熱時試管內的粉末狀物質進入導管。 觀察過氧化氫溶液和二氧化錳的顏色和狀態。 討論并作出猜想:過氧化氫分解放出氧氣緩慢,二氧化錳可以加快反應進行。 觀察并記錄實驗現象。 引導學生思考選擇實驗室中制取氣體反應原理的思路。 培養學生證據推理能力。 初步學習探究催化劑的一般步驟,體驗科學探究的方法,提升科學探究的能力。
③待上述試管中沒有現象發生時,重新加入過氧化氫溶液,并把帶有火星的木條插入試管,觀察現象。待試管中又沒有現象發生時,再重復上述操作。 ④將負載二氧化錳的磚塊取出,烘干后再次稱量。 【實驗分析】 (1)實驗①和②對比,能說明什么問題 (2)實驗③中二氧化錳還能加快過氧化氫的分解,能不能說明二氧化錳的化學性質沒有發生改變 (3)兩次稱量負載二氧化錳的磚塊,稱量結果相同,說明了什么 (4)實驗①中帶有火星的木條沒有復燃,是過氧化氫沒有產生氧氣還是產生氧氣緩慢 【演示實驗】 用測氧儀分別測空氣、試管①和長期放置過氧化氫溶液的試劑瓶中氧氣的含量。 【得出結論】 二氧化錳能加快過氧化氫的分解,其質量和化學性質都未改變。 【講述】 在化學反應中能改變其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質叫催化劑。 【提問】 通過上述探究活動,你能總結出探究催化劑的一般思路和方法嗎 【資料展示】 催化劑在化工生產中重要的作用。 活動5　認識分解反應 【提問】 思考兩個制取氧氣的反應,它們有什么共同特征 與化合反應有什么不同 活動6　工業上制取氧氣的方法 【播放視頻】 氧氣的工業制取方法。 【提問】 工業上制備氧氣的原理是什么 分組討論并交流:(1)二氧化錳能加快過氧化氫的分解。(2)能說明二氧化錳的化學性質沒有發生改變。(3)說明二氧化錳的質量在反應前后沒有發生改變。(4)是產生氧氣緩慢。 分析數據:測量結果依次增大,說明過氧化氫常溫下就能分解,但分解緩慢。 通過引導寫出反應的文字表達式。 分組討論并交流。 閱讀資料。 討論并交流。 結合視頻,簡單總結工業上制取氧氣的方法。 思考并回答。 通過驅動性問題的設置和討論,引導學生認識在過氧化氫分解的反應中二氧化錳的作用。 形成探究催化劑的一般思維模型。 對比化合反應與分解反應,加深學生對兩種基本反應類型的認識。
任務三　梳理反思　歸納提升 【提問】 通過這節課的學習,請你說說自己學到了哪些知識和方法。 思考并在學案上繪制思維導圖。 讓學生學習歸納和總結方法。
　　教學反思:
1.設定的教學目標有沒有基本達成
2.學生有沒有形成探究催化劑的一般思維模型
3.通過對過氧化氫分解的實驗探究,學生是否理解了催化劑的概念
4.分解反應是否講清楚 是否對比化合反應進行了教學
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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