课题3 制取氧气板书设计及设计说明

第二单元

我们周围的空气

课题1

空气

(总第8课时)

教学目标：

1：认识空气的主要组成。

2：了解空气的主要成分及体积分数。空气是一种宝贵的自然资源，要防止空气污染。

3：认识什么是混合物、纯净物。

4：了解什么是物理性质。

重点：空气的成份、物理性质

难点：空气组成的实验原理，混合物、纯净物的区别

教学过程：

一：空气是由什么组成的

思考：空气是一种单一的物质吗？

空气是一种既看不到踪影又闻不到气味的气体，所以科学家们经过了漫长岁月的研究，终于揭开了组成“空气王国成员”的奥秘，认识到空气并不是一种单一的物质。

18世纪70年代.瑞典化学家舍勒和英国科学家普里斯特里,首先发现并制得氧气. 法国化学家拉瓦锡,在前人工作的基础上,首先通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成的. 【设问】空气是一种看不到又闻不到的物质，我们怎样能证明空气确实的存在呢？

【讨论】让学生讨论得出能证明空气确实存在的方法。

【演示】将一只空集气瓶倒扣在水盆中，但水不能进满集气瓶。

【讲述】这是证明空气确实存在的最简单方法。

【引入】空气确实存在，但空气的组成是比较复杂的。

【演示】实验2-1演示“测定空气里氧气含量”的实验。在实验中不断向学生提问，设置悬念让学生思考或提出假设。

例如：

（1）将红磷点燃后放到集气瓶里，见到什么现象？为什么会有这种现象？（特别注意烟、雾的区别）（红磷燃烧时火焰呈明亮的黄白色，有浓厚的白烟，因为生成固体小颗粒）。

用文字表示磷在氧气中燃烧的式子：磷

+

氧气

五氧化二磷4P + 5O2

点燃

2P2O5

（2）猜想把止水夹打开后会有什么现象？为什么？（打开弹簧夹后，烧杯中的水会进入集气瓶，约占集气瓶容积的1/5。提示：误差产生的主要原因：蜡烛燃烧后生成物的状态、溶解性：气态不溶于水就会占据一定的空间）。

（3）为什么红磷燃烧时只消耗了集气瓶内气体的1/5而不是全部呢？若剩余气体是氮气，且氮气是“不能维持生命”的气体，同学们可以用什么假设来说明呢（可以在剩余气体中放一只飞虫，飞虫不久会死亡）？追问：上述实验不仅知道N2不能维持生命，还可以知道N2的什么性质（难溶于水）？

（4）通过实验现象分析，可以知道空气的主要成分吗？

（空气组成中按体积计算氮气占78％）；博学多才的氧气博士（氧气占21％）；用途广大的二氧化碳教授（二氧化碳占0.03％）；沉默寡言的惰性世家〔稀有气体占0.94％〕；还有其它气体和杂质（占0.03％）

在实验基础上，归纳小结空气的成分，介绍混合物与纯净物的概念，介绍空气是一种宝贵的自然资源（氧气、氮气、稀有气体的用途

1

纯净物：只由一种物质组成。例：O2

、CO2、P2O5

混和物：由二种或多种物质混和而成。例：空气，食盐水.，矿泉水。

在“空气中氧气含量的测定”的实验中。请注意以下问题：

（1）为什么要将集气瓶的容积划分为5等份，并加以标记？

（2）点燃的红磷（用燃烧匙）为什么要迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞？如果将点燃的红磷慢慢伸入集气瓶，结果又如何？

（3）这什么要等待集气瓶冷却到室温后，再打开止水夹？

（4）如果实验中，红磷在集气瓶里已经全部燃烧，对实验结果有无影响？为什么？

二：空气是一种宝贵的资源

雷雨后，为什么空气格外新鲜？雷雨后，常会感到空气格外新鲜，这是什么原因呢？因为一场倾盆大雨，给空气洗了个“淋浴”，去掉了空气中的“流浪汉”——灰尘；另一方面，在闪电时，发生了一场奇妙的变化——空气中的氧气变成了臭氧。即：氧气臭氧。臭氧，顾名思义，有臭味，它是氧气的亲姐妹。臭氧有很强的氧化能力，能漂白物质，能杀灭细菌。浓度很稀的臭氧一点也闻不到臭味。反而有一种清新的感觉。

1：.氧气的用途：供给呼，.支持燃烧.，氧气易跟其他物质反应，放出热量，因此用于炼钢、焊接、切割金属，也可作火箭燃料的氧化剂等

由于氧气是化学性质比较活泼的气体，能跟许多物质发生剧烈的氧化反应。氧气在生产生活中用途广泛：利用物质在空气中或氧气中燃烧产生大量的热，制做焊枪和割枪，进行金属的气焊和气割；在炼铁炼钢的生产中通入空气（利用氧气），提高炉温，加速冶炼过程，提高冶炼质量；制做液氧炸药和火箭中的液态氧助燃剂等。

利用氧气可供给呼吸的性质，医疗时急救病人、高空、潜水、登山等缺氧环境中供给所需的氧气。现在人们的物质、精神生活极大丰富，继歌厅、舞厅、酒吧之后，氧吧又成为后起之秀，使生活在繁忙都市的人可以坐下来，吸氧休息，放松调整

2：氮气的性质和用途在高中化学课本里还要专门讲解，因此，本节只极简略地讲了它的性质和用途

(1)很多电灯泡里都灌有氮气，因为这样可以减慢钨丝的氧化速度，使灯泡经久耐用。

(2)充氮包装，把贵重而罕有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里。有许多产品也采用充氮包装。因为蛀虫在氮气中不能生存，也就无法捣蛋了。

(3)我国近年来，把粮食用巨大的塑料帐幕笼罩起来，抽走里面的空气，充进氮气。这样可以使霉菌、蛀虫无法生存，而且可以抑制粮食的呼吸作用，使粮食能够长期安全保存。氮气虽在一般的情况下很“孤独”，不爱跟其它的物质反应。但在高温下能跟其它物质发生化学反应，显示出活泼性。利用氮气的这种性质可以制取氮肥、炸药等。氮气还是重要的化工原料。

（4）氮气可以作焊接金属的保护气。豆科作物的根瘤菌具有特殊的固氮能力，它能巧妙地把空气中的氮气转化为植物能吸收的氮肥。化学家正在努力研究生物固氮的奥秘。

3：关于稀有气体的性质，教材强调了这些气体的化学不活动性。指出一般不跟其它物质发生化学反应。这种“惰性”跟物质结构有关，以后会讲到。教材指出在一定条件下，有些稀有气体也能跟某些物质起反应，因此，这种气体的“惰性”不是绝对的，而是相对的。

稀有气体：稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。由于它们很“懒”，很难与别的物质反应，生成化合物。过去把它们叫做“惰性”气体。

稀有气体虽然“懒”，但它也有许多广泛的用途。稀有气体也可以作保护气。氖气、氪气、氙气可用于激光技术等方面。氦气在原子反应堆技术中可用作冷却剂。氙气可以作为麻醉剂。稀有气体在通电时，还会发出有色的光，因此它在电光源中有特殊的应用，在灯管里充入不同的稀有气体，就能制得五光十色的各种霓虹灯。机场的灯标；氙灯发光强度高，被2

誉为“人造小太阳”。

不要把氮气化学性质的相对稳定性和稀有气体化学性质的稳定性相提并论。稀有气体的化学性质比氮气或其他物质都稳定。

三：保护空气

教材指出以氮气、氧气为主的空气，是长期以来自然界里各种变化所造成的。而且随着工业的发展，空气还有可能被污染。因此，要使学生用辩证的观点看待自然界里的变化，并了解防止空气污染、保护环境的重要意义。

空气是人类生命和生活不可缺少的物质。一个成年人，每天呼吸空气大约2万多次。吸入的空气量达15-20m3，为每天所需食物和饮水重量的10倍。生命一时一刻离不开空气。人在5周内不吃饭，5天内不饮水，尚能生存，而断绝空气5min就会死亡。空气也是人们维持生活所必需的，每天做饭在燃料燃烧时都需要空气。

人类从事生活和生产活动，向大气排放各种污染物，例如，煤燃烧产生的烟，石油化工厂排放的废气，汽车排气形成的烟雾等等。污染物超过了环境所能允许的极限，就会使大气的质量发生恶化，对人们的生活、健康、建筑物等直接或间接破坏或产生恶劣影响，这种现象称为大气污染。当前一些城市的大气污染日益严重，给人类造成很大的危害。因此，在发展工业的同时，一定要把大气污染的防治提到议事日程，采取措施，防止大气污染，保护环境，为人类生活提供清洁的空气。

空气的污染和防治

1.造成空气污染的主要原因

①煤燃烧产生的烟雾②石油化工排放的烟雾③汽车排气形成的烟雾

2.造成污染的主要气体是二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等。

3.防止和减少空气污染的方法

①工业三废的回收与处理

②提高汽油、柴油质量

[讨论交流] 1．请根据你们的经验讨论并判断，下列场所空气中二氧化碳含量的高低，并简要说明理由。（结论填在横线上，可填高于，低于或等于）

a．

正在上课的教室里______________ 操扬上；

b．

白天的森林里

______________ 晚上的森林里；

c．

城市繁忙的街道上______________ 农村清净的田野上；

d．

冬天的室内

______________ 夏天的室内；

e．

地面上

______________ 地窖里；

2．气质量的好坏，直接影响人们的身体健康。现在市场上有许空气清新剂出售。请问真的能清洁空气吗？为什么？

3．你对防治空气污染有哪些建议？

[资料查询] 空气质量周报的主要内容为：空气污染指数、空气质量级别和首要污染物。空气污染指数就是将监测的几种空气污染物的浓度值简化成为单一的数值形式，并分级表示空气污染程度和空气质量状况。污染指数的分级标准是：1、污染指数在50以下对应的空气质量级别为一级，即优；2、污染指数在50以上、100以下对应的空气质量级别为2级，即良；3、污染指数在100以上、200以下对应的空气质量级别为3级，即轻度污染；4、污染指数在200以上、300以下对应的空气质量级别为4级，即中度污染；5、污染指数在300以上对应的空气质量级别为5级，即重度污染。

3

课题2

氧气

( 总第9课时)

教学目的：

1：了解02的性质、用途，以及S、P、Al与02反应的现象、反应表示式。

2：研究具体物质的方法，并知道性质与用途之间的关系。

3：了解化学性质、氧化剂的概念。

4：了解化学反应、化合反应、氧化反应、缓慢氧化等概念之间的区别与联系

在本课题中要重点培养学生的归纳思维能力，要让学生学会“观察现象→分析现象→得出结论”的科学思维方法。

重点：1：氧气的化学性质、化学变化

2：S、P、Al与02反应的现象

难点：1．氧气的化学性质。

2．氧化反应和氧化剂的概念。

教学过程：

【提问】1．空气中有哪些气体？这些气体的体积分数各是多少？

2．空气中最重要的气体是什么？

【引入】氧气是一种非常重要的气体，我们对氧气有多少了解呢？现在让我们来学习氧气的性质。

一：氧气的性质

【演示】展示一瓶氧气。

【讲述】氧气的物理性质。

1：氧气的物理性质：在通常状况下: (101千帕

室温)无色、无味、不易溶于水(1:0.03)的气体，密度:D=1.429g/L 比空气略重(高山为什么缺氧)可液化:

101千帕时:-183℃液化为淡蓝色液体.，可固化:

101千帕时:-218℃固化为雪花状淡蓝色固体. 在标准状况下: (101千帕0 ℃

)：氧气:DO2=1.429g/L空气：D=1.293g/L氮气：DN2=1.25g/L 【讲述】通常状况和标准状况的区别。

【设问】我们知道了氧气的物理性质，氧气又能发生哪些化学反应呢？

2：氧气的化学性质

【演示】带火星的木条在氧气燃烧的实验，燃烧后向集气瓶中倒入澄清的石灰水（一边实验一边引导学生观察木条在空气和氧气中燃烧现象的不同）。

【提问】为什么澄清的石灰水会变浑？

碳

+

氧气

C + O2

CO2（发出白光，放出热量）

二氧化碳

【演示】硫在氧气燃烧的实验（一边实验一边引导学生观察硫在空气和氧气中燃烧时火焰颜色的不同）。

【讲述】硫在空气和氧气中燃烧时火焰颜色不同的原因以及二氧化硫的气味。

实验现象：①

硫在空气中能燃烧,发出微弱淡蓝色火焰; ②

在氧气中燃烧,发出蓝紫色火焰.

③

生成一种有刺激性气味的气体.

【板书】

硫

+

氧气

点燃二氧化硫

S + O2

点燃

SO2（蓝紫色火焰，放出刺激性气体）

【演示】铝在氧气燃烧的实验（一边实验一边提醒学生注意做本实验时,集气瓶底,要铺一层细砂或放少量水.(防止灼裂瓶底) 4

并引导他们观察细铝在氧气中燃烧时的现象和生成物的颜色和状态）。实验现象：铝在空气中加热,不能燃烧!，在氧气中剧烈燃烧,，放出大量的热和耀眼的白光。

铝+

氧气

三氧化二铝 2Al+3O2点燃

Al2O3

与氧气反与氧气反应的现象

应的物质

实验2--2木条

实验2--3硫磺

实验2-1红磷

实验2--4铝箔

带火星的木条复燃

表达式

碳

+

氧气

二氧化碳

C + O2

二氧化硫

S + O2

点燃

CO2

燃烧时发出蓝紫色火焰，硫

+

氧气

有刺激性气味.。

发出明亮的黄色火焰（在空气中发出微弱的黄色火焰）有大量白烟

剧烈燃烧,，放出大量的热和耀眼的白光，生成白色粉末。

磷

+

氧气

点燃

SO2

点燃五氧化二磷4P + 5O2

2P2O5

铝+

氧气

变化后

1.

有几种物质生成；

2.

生成物的色、态、味等。

三氧化二铝 2Al+3O2点燃

Al2O3

学习和研究观察实验的方法。

变化前

变化中

1.

反应条件（加热、点燃、催化1.

有几种物质参加反应；

剂等）；

2.

物质的色、态、味等。

2.

现象（发光、放热、生成沉淀或气体等）。

常用气体钢瓶简介：

除装毒气的钢瓶外，钢瓶的一般工作压力都在150kg/c㎡左右。按国家标准规定涂成各种颜色以示区别。例如：氧气钢瓶为天蓝色，黑字；氮气钢瓶为黑色，黄字；压缩空气钢瓶为黑色，白字；氯气为草绿色，白字；氢气钢瓶为深绿色，红字；氨气钢瓶为黄色，黑字；石油液化气钢瓶为灰色，红字；乙炔钢瓶为白色，红字等等。钢瓶运输和储存期间不得曝晒。

二：化学变化

复习物理变化，变化时，无新物质产生的变化。{车来车往；蓝蓝的天生白云飘，白云下面马儿跑} 化学变化：（化学反应）有新物质产生的变化。{铝燃烧，食物变质} 化学变化与物理变化的本质区别：有无新物质生成

化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。

【提问】从反应前后各有多少种物质来分析，碳、硫、、磷、铝等物质与氧气的反应有什么共同的特点？

【讨论】引导学生讨论，得出以上反应都是有两种物质参加反应生成一种物质的结论。

化合反应：两种或两种以上物质生成一种新物质的反应叫化合反应。

氧化反应：物质和氧发生的反应叫氧化反应。氧气有氧化性，是一种常见的氧化剂。

【讲解】讲解氧化反应的概念，适当说明氧化性的概念。

【讲解】讲解氧化反应和化合反应的区别。说明氧化反应不一定是化合反应。提示以后还会学到一些化合反应也不一定是氧化反应。

【提问】在什么情况下氧化反应也一定是化合反应呢？

【讨论】引导学生讨论。

5

【小结】有氧气参加反应，生成物只有一种物质。在这种情况下的氧化反应一定是化合反应，在这种情况下的化合反应也一定是氧化反应。

燃烧：可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应

【提问】生活中有许多燃烧现象，你能根据这些现象列举一些使物质燃烧的方法吗？

【回答】用火柴、打火机、烟火、炉火等火源将纸、煤、酒精灯等引燃，用电子打火点烟、钻木取火等。

缓慢氧化：有些氧化反应进行得很慢，虽也有放热过程，但很不容易察觉，这种氧化反应叫“缓慢氧化”。

【讲述】在生活中，缓慢氧化的例子很多，如动植物的呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等，都包含有缓慢氧化的过程。

由于缓慢氧化的速度很慢，故不易观察其现象，但借助以下实验可以证明其发生的事实：

【演示】白磷自燃。

【提问】从燃烧的条件分析，白磷为什么可以燃烧？

【讲解】白磷的着火点较低，只有40℃。白磷在缓慢氧化中产生热量，而这些热量又不能及时散失，就会积聚造成温度升高，达到白磷着火点时，会自发燃烧

在铝箔燃烧实验中，最能说明该变化是化学变化的现象是(

) A.铝箔变小B.放出大量的热 C.发出耀眼的强光 D.生成白色固体

分析 化学变化的基本特征是有新物质生成。变化过程中伴随着放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象，可以帮助判断化学变化是否发生，但不能说明化学变化一定发生。铝箔燃烧后生成了白色新物质——氧化铝，是判断铝箔燃烧属于化学变化的根本依据。

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课题3

制取氧气

(总第10时)

教学目标：

1：掌握实验室制氧气的药品、反应原理、仪器装置、收集方法、验满、检验及操作注意事项。

2：了解催化剂、催化作用的概念。

3：了解工业上制氧气的方法和原理。

重点：实验室制氧气的药品、反应原理、仪器装置、收集方法、验满、检验及操作注意事项。

难点：1．实验室制取氧气的反应原理。

2．催化剂和催化作用的概念。

教学过程：

【提问】1．氧气有哪些物理性质? 2．写出氧气与碳、硫、磷、铝反应的文字表达式。

3．如何验证一瓶无色气体是氧气。

【讨论】如何鉴别空气、氧气、氮气、二氧化碳四瓶无色气体。

【演示】鉴别空气、氧气、氮气、二氧化碳四瓶无色气体。

【讲解】鉴别物质的一般方法、步骤和要求。

【讲述】实验室制取物质的原则和特点：原料便宜、操作简单、反应速度适中

【演示】用过氧化氢制取氧气

实验

用带火星的木条伸入有过氧化氢的试管

用带火星的木条伸入加热过氧化氢的试管

往装入过氧化氢的试管中加绿豆大的MnO2

，再用带火星的木条伸入

表达式

2H2O2

催化剂现象

用带火星的木条很快熄灭

用带火星的木条很快复燃

用带火星的木条很快复燃

原因

没有氧气放出

有氧气放出

有氧气放出

2H2O +O2↑ 过氧化氢催化剂水+氧气

在加热过氧化氢（双氧水）的实验中，由于5％过氧化氢溶液加热时，有大量的水蒸气和少量的氧气共同逸出，带火星的木条比较难复燃。所以该实验可以改用以下两种方案进行：

（1）在试管口加1个带有干燥管的装置。

（2）在5％过氧化氢溶液中滴加1滴氢氧化钠溶液。

在用二氧化锰做催化剂分解过氧化氢的实验中，只须加绿豆体积大的MnO2粉未，不要像书中图示那样多，否则反应会很剧烈，难以控制。

催化剂：在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有变化的物质叫做催化剂。

催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。

【讲述】根据实验室的条件，实验室还可以用加热高锰酸钾的方法制取氧气。

【演示】展示高锰酸钾，将少量高锰酸钾溶于水，让学生观察现象。加热高锰酸钾并检验是否产生了氧气。

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【讲解】加热高锰酸钾后生成的有关物质。

高锰酸钾

锰酸钾

+

二氧化锰

+

氧气

2KMnO4

加热

K2MnO4 + MnO2 + O2↑

【提问】1．什么叫化合反应？

2．实验室制取氧气的这两个反应与化合反应有什么不同？

【讲述】分解反应的概念。

【板书】分解反应：由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应叫分解反应。

【讲解】分解反应和化合反应的区别。强调化合反应与分解反应都属于基本类型。

【设问】实验室用高锰酸钾制取氧气的反应在什么装置中发生呢？

【演示】展示实验室制取氧气所需要的仪器。将这些仪器连接成实验室制取氧气的装置。

【讨论】为什么试管口要稍向下一点？

【讲解】试管口要稍向下一点的原因。

【讨论】产生的氧气应怎样收集呢？排水集气法——氧气不易溶于水

向上排空气法——氧气密度比空气略大

【讲解】实验室收集氧气的方法和原因。

【讲述】凡是难溶于水或不易溶于水且不跟水发生化学反应的气体都可以用排水集气法收集。密度比空气大的气体都可以用向上排空气法收集；密度比空气小的气体都可以用向下排空气法收集。

步骤：1．

连接装置。2．

检验气密性。3．

装药品（将高锰酸钾装入大试管。装置中特别注意的地方：试管口略向下倾斜，原因是防止潮湿药品蒸发后形成冷凝水滴流入灼热的试管底部，使之炸裂。在试管口要塞一团棉花）。4．

加热。5．

收集氧气。（收集氧气。导气管刚冒出泡时不要立即收集，因为开始排出的是试管中的空气。待气泡从集气瓶口逸出时，表明集气已满。用玻片在水下盖好，取出正立在台面上。因为氧气密度比空气略大。）6．

将导管移出水面。7．

移开酒精灯，停止加热。特别注意(6)、(7)两步不能交换，否则移去酒精灯后引起试管内气压减小，使水槽中的水在大气压强作用下进入试管，使试管炸裂。

用高锰酸钾制氧气时要在试管口放一团棉花，说明其原因。

氧气的性质

实验

木炭在氧气中燃烧

现象

发出白光，放出热量生成的气体能使澄清石灰水变

剧烈燃烧，火光四射，生成黑色固体

表达式

C+O2CO2

Ca(OH)2+CO2 =CaCO3

↓+ H2O

点燃铁在氧气中燃烧

教学后记：

3Fe + 2O2

点燃

Fe3O4

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