資源簡介

(共23張PPT)
第四單元 我們周圍的空氣
第三節
氧氣的實驗室制取
自然界中，氧氣大多來自植物的光合作用。工業上，使用氧氣的量較大，一般采用分離液態空氣的方法制得。在實驗室中，因研究和學習的需要，常常要制取少量氧氣，如何才能方便、安全地制取氧氣呢
實驗室制取氣體物質的思路分析
在實驗室要制取一種氣體時，首先要確定制取氣體的化學反應原理，即選擇什么反應物，控制什么反應條件制取氣體;然后是確定制取氣體的實驗裝置，包括氣體發生裝置和收集裝置；最后要明確具體的實驗操作，并系統審查整個反應體系是否符合安全、環保的要求。
請思考討論以下問題:
1.小明同學認為，確定實驗室制取氣體的化學反應時，應考慮以下幾個方面的因素。你是否同意他的觀點 你還考慮到了哪些因素
A.反應物是否容易獲得
B.實驗條件是否容易控制
C.實驗裝置是否容易裝配
D.實驗操作是否安全可靠
2.選擇氣體發生裝置和收集裝置的依據分別是什么
適合在實驗室中制取氧氣的物質和方法有多種。其中，利用催化劑分解過氧化氫制取氧氣是比較符合環保、安全要求的方法。
分解過氧化氫制取氧氣的實驗原理
取 A、B 兩支試管，用10%的過氧化氫溶液和二氧化錳完成下列實驗。觀察并記錄實驗現象。
1.向A試管中加入3~5 mL過氧化氫溶液，將帶火星的木條伸入試管口。
2.向B試管中加入少量二氧化錳粉末，將帶火星的木條伸入試管口。
3.將A試管中的過氧化氫溶液倒入B試管中，將帶火星的木條伸入B試管口。
4.待B試管中的現象不明顯后，小心將上部液體倒出，再加入3~5mL過氧化氫溶液，將帶火星的木條伸入試管口。
討論：對比上述實驗現象，你能得出什么結論 第4步實驗可以多次重復，反應后將試管中的二氧化錳干燥稱量，發現反應前后質量沒有改變。據此你認為，二氧化錳在此反應中起什么作用
在二氧化錳的作用下，過氧化氫迅速分解產生氧氣和水，這一反應可表示如下：
反應中，二氧化錳作為催化劑，起到了催化作用，加快了過氧化氫的分解。
確定了合適的反應物、知道如何控制反應條件后，就要確定使用何種氣體發生裝置和收集裝置來進行實驗。
確定氣體發生裝置與收集裝置
1.通常，要根據反應物和生成物的狀態、反應條件來選擇氣體發生裝置。
固體二氧化錳與過氧化氫溶液混合制取氧氣的反應不需要加熱，可選用下列哪種實驗裝置 你的理由是什么
2.實驗室收集氣體時，一般可采用排水集氣法或排空氣集氣法。
當制取的氣體難溶或微溶于水，且不與水發生化學反應時，可采用排水集氣法收集。凡不與空氣發生反應，且其密度與空氣密度相差較大的氣體，都可采用排空氣集氣法收集。如果要收集的氣體密度比空氣的密度大，可采用向上排空氣集氣法收集，反之，可采用向下排空氣集氣法收集。
根據氧氣的性質，你認為可選用哪種裝置收集氧氣 其優缺點是什么 如何進行集氣操作
在實驗室中，利用催化劑分解過氧化氫制取氧氣，可采用以下裝置和實驗方案來進行。
實驗室用過氧化氫制取氧氣
1.如圖所示，按照自下而上、從左到右的順序安裝實驗裝置，并檢查裝置的氣密性。
2.先向錐形瓶中加入少量的二氧化錳，再向分液漏斗中加入約15 mL 8%的過氧化氫溶液，并將盛滿水的集氣瓶倒扣于水槽中。
3.打開分液漏斗的活塞，將過氧化氫溶液緩緩滴入錐形瓶中，待導管口產生連續、均勻的氣泡時，再把導管口伸入集氣瓶中集氣。集滿后用玻璃片在水面下蓋住瓶口，移出水面，正放在實驗臺上。
討論: 如何檢驗收集到的氣體是氧氣
在實驗室中，還可以采用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣。
基于特定需求設計和制作簡易供氧器
1.設計制作符合特殊需求的簡易供氧器，加深對氧氣制備與性質的理解；
2.體驗綜合運用化學、數學等學科知識和工程技術的方法解決問題的基本思路；
3.感受科學與技術對保障人類生命健康的重要意義。
氧氣對于維持健康的生命活動具有極其重要的意義。對于一些缺氧環境或者處于缺氧狀態的人群，往往需要通過特定的供氧設備來補充氧氣。例如，登山或高原地區旅行遭遇空氣稀薄時需要供給氧氣，心肺功能損傷的病人需要通過醫用供氧器來吸取足夠的氧氣。還有哪些情況下需要用到供氧器 你能設計和制作一個簡易的供氧器嗎
活動1：明確任務
本次活動的任務是基于特定需求設計和制作簡易供氧器。在活動之前，首先要思考以下問題：
1.有哪些特定環境和特殊人群有額外的氧氣需求
2.特定需求下，對制氧方法、供氧方式、氧氣的濃度、流速和濕度等有哪些具體的要求和標準
基于以上思考，你準備為哪一類特定環境或特殊人群設計制作簡易供氧器 該供氧器需要滿足哪些基本要求
活動2：設計模型
基于“活動 1”所確定的特定需求，利用已有的氧氣制備的相關知識和方法，系統考慮氧氣的產生、存儲和供應等環節，設計供氧器的裝置模型圖。
1.供氧器由哪幾部分構成、每部分的作用是什么
2.如何選擇制作材料 各部分裝置的設計和組裝需要考慮哪些問題
分組展示和討論各自設計的簡易供氧器的裝置模型圖，交流設計理念，并對模型進行評價，提出具體的改進建議。結合大家的建議進一步優化和改進裝置模型圖。
活動3：制作產品
1.準備相關材料，根據設計的裝置模型圖，小組合作或獨立完成供氧器各部分裝置的制作和組裝。
2.開啟供氧器，觀察和記錄供氧器的工作情況，并基于供氧要求來評價產品的供氧效果。
3.在實際操作過程中，發現了哪些問題 根據這些問題進一步優化改進簡易供氧器。
1.展示改進后的簡易供氧器，并為該供氧器寫一份產品說明書，分享設計和制作簡易供氧器過程中的收獲和感悟。
2.查閱相關資料，了解市面上有哪些常見的供氧器。這些供氧器的供氧原理是什么 適用人群有哪些
謝謝觀看

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