第二节 氧气的制法板书设计及设计说明

课题3

制

取

氧

气

第1课时

制取氧气的原理

知识与技能

1．了解实验室中制取氧气的方法和原理。

2．认识分解反应、催化剂及催化作用。

过程与方法

初步了解通过化学实验制取新物质的方法，培养学生的观察能力、分析能力、实验操作能力等。

情感、态度与价值观

通过亲手做实验，让学生体验成功的喜悦，激发学生的探究欲。

重点

氧气的制取原理。

难点

催化剂的概念和催化作用。

试管(5支)、酒精灯、铁架台、5%过氧化氢溶液、二氧化锰、氯酸钾、高锰酸钾、硫酸铜溶液、小木条、火柴等

一、导入新课

师：我们已经学习了氧气的性质和用途，了解到氧气能支持燃烧，是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生氧化反应，在反应中放出热量。氧气可用来供给病人呼吸，供给登山、潜水运动员呼吸；还用于气焊、气割，还用于火箭的发射等等。上节课，我们已经利用氧气做了有关氧气性质的实验，在这些实验中，我们所用的氧气从何而来呢？这节课我们就来学习氧气的制法。

二、推进新课

制取氧气有两种方法：工业制法和实验室制法

(一)氧气的工业制法

方法：分离液态空气

[思考]这个变化属于什么变化？为什么？

[回答]属于物理变化，因为从空气中分离氧气并没有生成新物质。

(二)氧气的实验室制法

教师参照教材37页图2－14，引导学生说出仪器名称和用途，观察药品颜色。

[课件展示]实验2－5内容

师：高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时分解出什么气体？

生：氧气。

师：对！生成了什么？

生：锰酸钾和二氧化锰。

师：下面我们再来看看实验2－5的另一项内容。

实验编号

①过氧化氢溶液

(不加热)

现象

原因

快慢

②过氧化氢溶液(加热)

③单独加热二氧化锰

④过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰

学生按表格内容做实验并观察、记录、分析。

[分析]①不加热过氧化氢溶液时，带火星的木条不能复燃，说明没有氧气放出。

②加热过氧化氢溶液时，带火星的木条复燃，说明过氧化氢溶液受热时能产生氧气。

③加热二氧化锰时，带火星的木条不能复燃，说明没有氧气放出。

④不加热，但在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，带火星的木条复燃，说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰时会产生氧气。

[结论]实验室可用加热过氧化氢溶液或在过氧化氢溶液中加二氧化锰制取氧气。

师：从上面的实验中可以看出，有二氧化锰时不加热过氧化氢溶液可产生氧气，没有二氧化锰时加热过氧化氢溶液也能产生氧气，那么二氧化锰是一种反应物，还是起别的作用呢？

[实验]待上述实验④中的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察发生的现象。

[现象]本已不产生气泡的试管，重新加入过氧化氢溶液不进行加热，又会有气泡产生，用带火星的木条进行检验，带火星的木条能够复燃。

[结论]产生的气体还是氧气。

(提示：多次重复上述实验，还能观察到同样的现象) [分析]说明在用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰可以重复使用。既然二氧化锰可以重复使用，说明在反应前后它的化学性质没有改变，那么它的质量有没有改变呢？科学家们经过精确的实验，得出了“二氧化锰在反应前后质量未变”的结论。

(提示：在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰过滤、洗净、干燥，再称量，比较反应前后二氧化锰质量，发现没有变化) [提问]既然二氧化锰的质量和化学性质都没有变化，那么它在这里到底起一个什么作用呢？

[分析]没有加入二氧化锰时，过氧化氢溶液需要加热才能产生氧气，而加入二氧化锰后，过氧化氢溶液在常温下就能迅速产生氧气，可见二氧化锰起了一个加快化学反应速率的作用。

[小结]二氧化锰在反应中起了加快化学反应速率的作用，而本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化，这样的物质叫做催化剂，又叫触媒，在反应中所起的作用叫催化作用。如二氧化锰就是过氧化氢分解的催化剂。

[分析]通过上面的实验可知二氧化锰不是一种反应物，而是一种催化剂。如果我们要把实验室用过氧化氢制取氧气的这个反应用文字表示出来，二氧化锰应写在什么位置呢？

师：催化剂应算作一个反应条件，写在箭头的上方，如：

1．过氧化氢――→水＋氧气

[分析]实验室可用多种方法制取氧气，如加热高锰酸钾制取氧气，加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气。大家对于高锰酸钾其实并不陌生，医院里常用的紫药水，事实上就是高锰酸钾和水形成的溶液。它具有杀菌、消毒的作用。

[过渡]高锰酸钾在加热的情况下能分解出氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰。这个实验下一课我们专门安排实验探究。

2．高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

[分析]在二氧化锰的催化下，加热氯酸钾也可以分解出氧气，同时生成氯化钾。请同学加热二氧化锰

们用文字表达式把这个反应表示出来。

3．氯酸钾――→氯化钾＋氧气

加热[提问]上述三个反应与化合反应有什么不同？

[回答]化合反应的特点是多变一，而上述反应是一种物质生成两种或两种以上的物质。

[讨论]分解反应与化合反应的区别。

学生分组讨论后回答，教师订正。

师：总结

1．化合反应是“多变一”，分解反应是“一变多”；

2．可以从形式上进行比较。

化合反应：A＋B―→AB 分解反应：AB―→A＋B

课题3

制

取

氧

气

第1课时

制取氧气的原理

一、氧气的工业制法

分离液态空气制氧气

二、氧气的实验室制法

1．高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

2．过氧化氢――→水＋氧气

3．氯酸钾――→氯化钾＋氧气

4．分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应

催化剂：在化学反应时能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质

催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用

在教学中，教师可以通过学生熟悉的一些生活现象和熟悉的物质创设问题情景，使学生迅速融入到课堂教学中来。让学生在这一系列活动中了解氧气的制取方法，明确氧气制取时的注意事项。此外，教师要注意充分发挥学生的主体作用，增强他们对化学的好奇心，培养他们对科学的探究精神。

第2课时

实验活动1

氧气的实验室制取与性质

知识与技能

学习检查装置的气密性，会动手制取氧气。

过程与方法

在活动探究中，培养学生的观察能力、分析能力以及实验操作能力。

情感、态度与价值观

通过亲手操作，让学生体会实验成功的喜悦，激发学习的兴趣，增强学生的探究欲。

二氧化锰二氧化锰加热二氧化锰

重点

氧气制取的操作方法。

难点

检查装置的气密性以及实验注意事项。

药品：5%的过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾、木炭、细铁丝、澄清石灰水；

仪器：大试管、棉花、塞子(带导管)、集气瓶(2个)、毛玻璃片、水槽、铁架台、坩埚钳、小烧杯、火柴。

一、导入新课

师：上节课我们学习了制取氧气的反应原理，这节课我们来亲自动手制取氧气，并验证氧气的性质。

二、推进新课

根据实验台上所给仪器，要求组内同学自行设计、组装一套实验室制取氧气的发生装置，并讨论出装置的使用范围。

1．选择装置

展示各组设计的装置，组间互相评判其优缺点。

由上述探讨，归纳出制取氧气的可行性装置(如下图)：

图一：适合于固体(液体)和液体反应，不需加热；

图二：适合固体在加热条件下制取气体。

[提问]现在我们能完成制取氧气的实验吗？

[回答]不能，还需要确定收集装置。

讨论后，确定两种收集方法及装置。

方法一：排水法，氧气不易溶于水(图三)；

方法二：向上排空气法，氧气的密度比空气的密度大(图四)。

2．指导学生完成制取氧气的实验探究。

师：确定了收集装置后，下面我们重点学习用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项。

[演示][实验2－7]

[思考](1)在图2－15和2－17所示的装置中，都有哪些仪器？

(2)哪部分是气体的发生装置，哪部分是气体的收集装置？

(3)实验步骤是怎样的？

(4)如何检查装置的气密性？

(5)刚开始产生气泡时能立即收集吗？为什么？

(6)实验最后应该怎样操作？最后两步能颠倒吗？为什么？

让学生阅读教材“活动与探索内容”，并总结如下：

制取氧气的步骤：1.检查装置的气密性。检查气密性的方法：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握气体发生装置外壁，若水中的导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。

2．装药品。

3．固定仪器，试管口要塞棉花。组装顺序：先下后上，从左到右。

4．给试管加热，先预热，再集中加热。

5．收集气体。用排水法收集时，导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集(为什么？)，当气泡连续地并比较均匀地放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。

6．①如果用排水法收集，要先把导管移出水面，再熄灭酒精灯。(如果先熄灭酒精灯，可能会造成什么后果？) ②如果用向上排空气法收集，要验满。

验满的方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。

[总结]为了便于记忆，我们可以把操作步骤简称为“查、装、定、点、收、离、熄”，谐音为“茶庄定点收利息”。

[讨论]实验过程中应注意什么？

[回答]a.试管口要略微向下倾斜：防止药品中的水分或反应中生成的水回流，使试管底部破裂。

b．导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。

c．试管口塞一团棉花：防止氧气流带着高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。

d．排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。

e．实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，试管炸裂。

(强调：排水法收集气体时，刚开始冒出的气泡是空气，如果这时候就进行收集，会导致收集到的氧气不纯，所以要等气泡连续均匀地冒出时再收集) 3．氧气的性质

师：下面我们进行“氧气的性质”的实验，请同学们阅读教材第46页上的内容，并按课本上的步骤完成实验，然后完成问题与交流。

第2课时

制取氧气的装置和操作

一、选择装置

二、操作过程

实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄

收集方法：①排水法②向上排空气法

本课题的活动与探究，实际上是由学生亲自动手制取氧气并试验氧气的性质。由于制取氧气的实验技能要求比较高，注意事项多，仍有必要在实验前向学生充分交代清楚。某些操作，例如，用排水法收集气体，有必要让学生事先练习，以免实验时慌乱，导致较多的氧气在空气中逸散而损失。在由两个学生组成的实验小组中，可让一个学生用一根导管缓慢而连续地吹气以代替气体发生器，另一个学生做排水法收集气体的练习，要求达到能连续地收满2～3瓶气体。然后两人交换练习，直到都能较熟练地操作为止。对于铁架台、铁夹、铁圈等，学生也是第一次亲自操作，因此应让他们做几次操作练习。