课题3 制取氧气板书设计

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

学习内容一

用加热高锰酸钾制取氧气

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内容教师将按照下面步骤进行演示操作①连接装置并检查装置的气密性

②装药品③固定装置

④在两个集气瓶中盛满水

⑤加热⑥收集氧气

⑦将导管移出水面

⑧停止加热

实验室加热高锰酸钾制氧气操作步骤七步：茶庄定点收利息(查装定点收离熄) 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？怎么检验？

生：氧气。

师：下面我们将实验2－5所看到的现象填写在表格中。

实验编号

(1) (2) 现象

瓶内水减少，有气泡产生

木条复燃

原因

高锰酸钾加热产生氧气

1．实验室用高锰酸钾制取氧气时，为什么要在试管口放一团棉花？

2．收集氧气时，可用什么方法？

【温馨点拨】

1．防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。

2．可用排水法或向上排空气法收集氧气。

【名师归纳】

加热时高锰酸钾除了生成氧气外还生成了什么物质？

生：锰酸钾和二氧化锰。

师：对！生成物有锰酸钾和二氧化锰和氧气三种物质。你能不能写出此反应的反应表达式？

1.实验室加热固体高锰酸钾制氧气的反应原理：

高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

2．实验室用高锰酸钾制取氧气的操作步骤

(详细操作及注意问题将在教材p45氧气的实验室制取与性质学习) 学习内容二

用过氧化氢制氧气和催化剂

师：下面我们再来探究用过氧化氢溶液制取氧气反应中二氧化锰的作用。

实验编号

①过氧化氢溶液

(不加热)

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

现象

原因

快慢

加热

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

二氧化锰加热二氧化锰加热二氧化锰

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。

【反馈练习】

1．下列各组物质，可以较快地放出氧气的一组是(

) ①过氧化氢溶液

②纯净的二氧化锰

③高锰酸钾受热

④过氧化氢溶液和二氧化锰

A．①②

B．②③

C．③④

D．全部

2．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比，正确的是(

) A．反应速率不变

B．生成氧气质量不变

C．反应速率加快，生成氧气质量不变

D．反应速率加快，生成氧气质量增加

3.下列有关催化剂的说法正确的是（ ） A、在化学反应中加快其他物质的反应速率，而本身的质量和性质在化学反应前后均不改变的物质称为催化剂B、二氧化锰是催化剂 C、在化学反应中改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质称为催化剂 D、要使过氧化氢溶液分解出氧气，必须加入二氧化锰，否则就不能发生分解反应

4.以下四个反应属于化合反应的是

，属于分解反应的是

。

A.过氧化氢――→水＋氧气

B．红磷＋氧气――→五氧化二磷

C．氯酸钾――→氯化钾＋氧气

加热D．高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

5．下列有关工业法制取氧气的说法中正确的是(

) A．液化蒸发空气制取氧气属于分解反应

B．液化蒸发空气制取氧气的过程属于物理变化

C．液氧是无色的

D．液化蒸发空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中

5．催化剂在化学反应中所起的作用是（ ）

（A）加快化学反应速率

（B）使生成物质量增加

（C）改变化学反应速率

（D）减慢化学反应速率

加热二氧化锰点燃二氧化锰二氧化锰

6．小敏同学对下列反应进行归纳，主要有：

①石蜡＋氧气――→二氧化碳＋水

②碳酸钠＋盐酸―→氯化钠＋水＋二氧化碳

③锌＋盐酸―→氯化锌＋氢气

④硫酸铜＋氢氧化钠―→氢氧化铜＋硫酸钠

⑤汞＋氧气――→氧化汞

⑥磷＋氧气――→五氧化二磷

⑦铝＋氧气――→氧化铝

⑧碳＋氧气――→二氧化碳

⑨过氧化氢――→水＋氧气

⑩高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

⑪铁＋氧气――→四氧化三铁

其中属于化合反应的是 ；属于分解反应的是 ；

物质发生氧化反应的是 。

点燃二氧化锰加热点燃点燃加热点燃点燃

学习内容一

用高锰酸钾加热制取氧气

【学习指导】

阅读课本第37页的有关内容，完成下列填空。

1．高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时，分解放出氧气，同时还有锰酸钾和二氧化锰生成。反应的文字表达式为：高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。

2．课本实验2－5

实验编号

(1) (2) 热产生氧气

现象

瓶内水减少，有气泡产生

木条复燃

原因

高锰酸钾加

加热【讨论交流】

1．实验室用高锰酸钾制取氧气时，为什么要在试管口放一团棉花？

2．收集氧气时，可用什么方法？

【温馨点拨】

1．防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。

2．可用排水法或向上排空气法收集氧气。

【名师归纳】

实验室加热固体制氧气的反应原理：

氯酸钾――→氯化钾＋氧气

加热高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

【反馈练习】

1．现有下列仪器：①烧杯

②酒精灯

③铁架台

④试管

⑤托盘天平

⑥集气瓶，实验室用高锰酸钾制取氧气时不需要的仪器是(A) A．①⑤

B．①②④⑥

C．①②⑤

D．①②③⑤

2．下列关于实验室用高锰酸钾制取氧气的说法正确的是(C) A．发生装置选用长颈漏斗和锥形瓶

B．反应不需要加热

C．实验前先检查装置的气密性

D．验满时将带火星的木条伸入集气瓶中

3．某同学在使用高锰酸钾制取氧气时发生了试管破裂的情况，造成试管破裂的原因可能是下列中的(D) ①没有给试管均匀预热

②试管外壁有水珠

③试管口没有略微向下倾斜

④加热时试管底部与灯芯接触

⑤收集氧气结束时，先撤去酒精灯

加热二氧化锰

A．①②③④

B．①②③⑤

C．②③④⑤

D．①②③④⑤

学习内容二

用过氧化氢制氧气和催化剂

【学习指导】

阅读课本第38～39页的相关内容，完成下列填空。

实验编号

(1) (2) 化锰时能较快分解放出氧气

(3) 【讨论交流】

1．用过的二氧化锰能否再次使用？

2．催化剂的本质和作用是什么？

【温馨点拨】

1．向用过的二氧化锰中再次加入过氧化氢溶液，观察能否再次使带火星的木条复燃？

带火星的木条复燃。以上实验可重复多次，好像二氧化锰永远用不完。如果在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，你会发现它的质量并没有发生变化。把它再加入到过氧化氢溶液中，还可以使过氧化氢分解。

2．①这种在化学反应里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化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂(又叫做触煤)。催化剂的本质是“一变二不变”。

②催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。

【名师归纳】

1．过氧化氢――→水＋氧气

2．过氧化氢在常温下能缓慢分解成水和氧气。

3．催化剂的物理性质在化学反应前后可能改变。

4．催化剂的作用是改变其他物质的化学反应速率。

5．催化剂不能改变生成物的质量。

6．离开化学反应就不存在催化剂。

【反馈练习】

1．下列各组物质，可以较快地放出氧气的一组是(C) ①过氧化氢溶液

②纯净的二氧化锰

③高锰酸钾受热

④过氧化氢溶液和二氧化锰

A．①②

B．②③

C．③④

D．全部

2．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比，正确的是(D) A．反应速率不变

B．生成氧气质量不变

C．反应速率加快，生成氧气质量不变

D．反应速率加快，生成氧气质量增加

学习内容三

分解反应和氧气的工业制法

【学习指导】

阅读课本第39～40页的有关内容，完成下列填空。

二氧化锰现象

木条不复燃

木条复燃

木条复燃

原因

放出氧气的量很少

常温下过氧化氢溶液遇二氧

二氧化锰能加快过氧化氢的分解

1．由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。

2．A.过氧化氢――→水＋氧气

B．红磷＋氧气――→五氧化二磷

C．氯酸钾――→氯化钾＋氧气

加热D．高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

以上四个反应属于化合反应的是B，属于分解反应的是ACD。

3．比较分解反应和化合反应

反应类型

概念

表达式

特征

实例

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

AB―→A＋B “一变多”

如：双氧水分解

化合反应

由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应

A＋B―→AB

“多变一”

如：红磷燃烧

加热二氧化锰点燃二氧化锰

共性

都是化学变化

4.工业制氧气：把空气在低温条件下加压，使空气变为液态，然后蒸发，利用氧气和氮气的沸点不同，先蒸发出来的是氮气，剩下的主要是液氧。

【名师归纳】

1．由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。分解反应就是一变多的反应。即AB―→A＋B。

2．实验室制氧气量少，操作简单，现象明显，制氧气的纯度高；工业制氧气量大，纯度相对低一些。

【反馈练习】

1．下列反应属于分解反应的是(B) A．甲烷＋氧气――→二氧化碳＋水

B．碱式碳酸铜――→氧化铜＋二氧化碳＋水

C．泥水―→泥＋水

D．一氧化碳＋氧气――→二氧化碳

2．下列有关工业法制取氧气的说法中正确的是(B) A．液化蒸发空气制取氧气属于分解反应

B．液化蒸发空气制取氧气的过程属于物理变化

C．液氧是无色的

D．液化蒸发空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中

3．小敏同学对下列反应进行归纳，主要有：

①石蜡＋氧气――→二氧化碳＋水

②碳酸钠＋盐酸―→氯化钠＋水＋二氧化碳

点燃点燃加热点燃

③锌＋盐酸―→氯化锌＋氢气

④硫酸铜＋氢氧化钠―→氢氧化铜＋硫酸钠

⑤汞＋氧气――→氧化汞

⑥磷＋氧气――→五氧化二磷

⑦铝＋氧气――→氧化铝

⑧碳＋氧气――→二氧化碳

⑨过氧化氢――→水＋氧气

⑩高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

⑪铁＋氧气――→四氧化三铁

其中属于化合反应的是⑤⑥⑦⑧⑪；

属于分解反应的是⑨⑩；

物质发生氧化反应的是①⑤⑥⑦⑧⑪。

点燃加热二氧化锰点燃点燃点燃加热