氧氣的制法和水

1、上海龍文教育 初三化學(xué) 學(xué)科導(dǎo)學(xué)案（第 5 次課）教師: 熊在鵬 學(xué)生: 費(fèi)凡 年級(jí): 初三 日期: 2014-8-25 星期: 1 時(shí)段: 13:00-15:00 課 題第二單元02：氧氣的制法和水 教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、初步學(xué)會(huì)制取氧氣的方法，知道其原理、實(shí)驗(yàn)裝置、收集法、催化劑。2、能敘述氧氣的物理性質(zhì)。3、會(huì)用化學(xué)方程式表示氧氣的化學(xué)性質(zhì)，并描述有關(guān)反應(yīng)現(xiàn)象。4、學(xué)習(xí)探索氣體性質(zhì)的方法，通過(guò)觀察與實(shí)驗(yàn)，掌握研究化學(xué)問(wèn)題的科學(xué)方法；增強(qiáng)對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的探索欲望，培養(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 教學(xué)重點(diǎn)氧氣的化學(xué)性質(zhì)、氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法。催化劑概念的理解。 教學(xué)難點(diǎn)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法。催化劑概念的理解。教學(xué)

2、方法導(dǎo)入法、講練結(jié)合法、歸納總結(jié)法學(xué)習(xí)內(nèi)容與過(guò)程一、氧氣的制取氧氣可以從含有氧氣的混合物中分離得到，如從空氣中得到氧氣，工業(yè)中需要的大量的氧氣就是從空氣中分離得到的；還可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)從含氧化合物中獲得氧氣，實(shí)驗(yàn)室中需要的少量氧氣常常是通過(guò)含氧的化合物分解得到的。分離得到的氧氣，根據(jù)不同情況儲(chǔ)存在相應(yīng)的容器中。氧氣的工業(yè)制法氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法： （制法1）加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物氯酸鉀 反應(yīng)原理：2KClO32KCl+3O2 閱讀實(shí)驗(yàn)（1）：分別用酒精燈同時(shí)加熱氯酸鉀和二氧化錳。片刻后用帶火星木條伸入試管口，觀察現(xiàn)象。 小結(jié)：用酒精燈加熱氯酸鉀至較高溫度時(shí)產(chǎn)生氧氣，加熱二氧化錳不產(chǎn)生氧氣。

3、觀察記錄：氯酸鉀是白色固體，二氧化錳是黑色粉末。氯酸鉀加熱至熔化后產(chǎn)生少量氣體，使帶火星木條復(fù)燃。同時(shí)加熱的二氧化錳不產(chǎn)生氣體，帶火星木條沒(méi)有變化。 討論：二氧化錳在反應(yīng)中起什么作用？本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)有無(wú)變化。 歸納：這里二氧化錳是催化劑。（二氧化錳可以加快氯酸鉀的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都不發(fā)生變化。） 催化劑的特點(diǎn)：（1）一變：“改變”（加快或減慢）速率；（2）“二不變”：質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)都不改變；（3）催化劑不會(huì)改變生成物的質(zhì)量；（4）催化劑可參與反應(yīng)中也可不參與反應(yīng)中；（5）催化劑的用與不用和物質(zhì)是否反應(yīng)無(wú)關(guān)。特別提醒：二氧化錳并不是所有反應(yīng)的催化劑；二氧化錳是

4、雙氧水分解的催化劑，但不是唯一的，F(xiàn)e2O3、CuO等也行。【問(wèn)題1】實(shí)驗(yàn)室制取氧氣時(shí)選用哪些儀器？用什么方法收集氧氣？選用哪些儀器？ （實(shí)驗(yàn)室制氧氣需用鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、試管、帶導(dǎo)管的單孔塞、酒精燈；用排水法或向上排空氣法收集氧氣。選用的儀器有水槽、集氣瓶、玻璃片。）【問(wèn)題2】實(shí)驗(yàn)中制取的氧氣由哪些收集的方法？（1）排水法（氧氣不易溶于水）（2）向上排空氣法（氧氣比空氣略重或密度比空氣略大） 【問(wèn)題3】給試管中固體加熱應(yīng)如何操作？為什么用排水法收集氧氣時(shí)應(yīng)如何操作？為什么？用排空氣法收集氧氣時(shí)如何操作？ （試管口要略向下傾斜防止水倒流后炸裂試管。試管夾應(yīng)夾持試管中上部。導(dǎo)管伸入試管內(nèi)要短。先

5、均勻加熱，再將火焰固定在約品處加熱。用排水法收集完畢時(shí)，應(yīng)先從水中取出導(dǎo)管再停止加熱，防止水倒吸后炸裂試管。用排空氣法收集氣體時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)伸入到接近瓶底。）【問(wèn)題4】用排氣法收集氧氣時(shí)如何驗(yàn)滿？如何檢驗(yàn)氧氣？ 用帶火星的木條伸到瓶口驗(yàn)滿；用帶火星的木條伸到瓶中檢驗(yàn)；（制法2）原理：2KClO32KCl+3O22H2O22H2O+O2裝置圖實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng) a). 分液漏斗可以用長(zhǎng)頸漏斗代替，但其下端應(yīng)該深入液面以下，防止生成的氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出； b). 導(dǎo)管只需略微伸入試管塞 c). 氣密性檢查：用止水夾關(guān)閉，打開(kāi)分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持續(xù)下降，就說(shuō)明氣密性良好。 d). 裝藥

6、品時(shí)，先裝固體后裝液體 e). 該裝置的優(yōu)點(diǎn)：可以控制反應(yīng)的開(kāi)始與結(jié)束，可以隨時(shí)添加液體。二、水（一）水的物理性質(zhì)純凈的水是沒(méi)有顏色、沒(méi)有氣味、沒(méi)有味道的液體。在101kPa時(shí)，水的凝固點(diǎn)是0，沸點(diǎn)是100，4時(shí)密度最大，為1g/mL。（二）水的電解實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)裝置如右圖）【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】 通電后，電極上有氣泡產(chǎn)生。通電一段時(shí)間后，兩個(gè)試管內(nèi)匯集了一些氣體，與正極相連的試管內(nèi)的氣體體積小，與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體體積大，體積比約為1：2，質(zhì)量比約為8：1。 與正極相連的試管內(nèi)的氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃；與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體移近火焰時(shí)，氣體能夠燃燒，火焰呈淡藍(lán)色?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】 水在通電的條件下，

7、發(fā)生了分解反應(yīng)，生成氫氣和氧氣：2H2O2H2+O2； 水是由氫、氧兩種元素組成的（在反應(yīng)前后，參與反應(yīng)的元素種類沒(méi)有變化）； 化學(xué)反應(yīng)中，分子可分，原子不可分?！咀⒁馐马?xiàng)】 通電時(shí)，必須使用直流電。 預(yù)先在水中加入少量氫氧化鈉溶液或稀硫酸可以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。 負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣，正極產(chǎn)生的是氧氣。（三）有關(guān)水的說(shuō)法1、天然水都屬于混合物；化學(xué)上把蒸餾水、冰水混合物視為純凈物。2、水是由氫氧兩種元素組成；水是由水分子構(gòu)成；水分子是由氫原子和氧原子構(gòu)成；一個(gè)水分子是由一個(gè)氫原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成。（四）自來(lái)水廠凈水過(guò)程及作用：過(guò)程作用取水提供水源，從江、河、湖或地下的水源取水加絮凝劑使懸浮在水中的小

8、顆粒狀雜質(zhì)被吸附、凝聚反應(yīng)沉淀池沉降、分離雜質(zhì)過(guò)濾池除去以上各步的沉淀物與原有水體中的漂浮物活性炭吸附池除去水體中一些可溶于水的有氣味的有顏色的雜質(zhì)投藥消毒水體中存在一些有毒、有害的病毒、病菌等，通過(guò)化學(xué)消毒劑才能除去配水泵經(jīng)過(guò)以上步驟后，所得水基本上是比較干凈的水，可供用戶使用（五）硬水和軟水1、硬水和軟水的定義硬水：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水。軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。注：（1）可溶性鈣、鎂化合物指氯化鈣、氯化鎂、硫酸鎂、碳酸氫鎂、碳酸氫鈣等可溶性的鹽。它們的化學(xué)符號(hào)為MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2等。（2）軟水和

9、硬水都是混合物，只是可溶性的鈣鎂化合物含量不同。（3）出現(xiàn)水垢的原因是：當(dāng)水溫升高或因蒸發(fā)水量減少時(shí)，水中不溶性雜質(zhì)和溶解的鈣、鎂化合物會(huì)析出形成沉淀。2、鑒別硬水和軟水的方法步驟：把等量的肥皂水分別滴加到盛有等量的兩種水樣的燒杯中，攪拌，觀察兩只燒杯中產(chǎn)生泡沫的情況。現(xiàn)象及結(jié)論：燒杯中浮渣多，泡沫少的是硬水；燒杯中浮渣少，泡沫多的是軟水。3、硬水的危害（1）用硬水洗滌衣服，既浪費(fèi)肥皂，衣物又洗不干凈，時(shí)間長(zhǎng)了還會(huì)使衣物變硬。（2）鍋爐用硬水，易形成水垢，妨礙熱傳導(dǎo)，不僅浪費(fèi)燃料，還會(huì)引起管道變形，嚴(yán)重時(shí)可能引起爆炸。（3）人長(zhǎng)期飲用硬水，會(huì)影響人體健康。三、探究實(shí)驗(yàn)在環(huán)境監(jiān)測(cè)部門對(duì)某一生長(zhǎng)有

10、水生動(dòng)植物的水體中溶解氧氣進(jìn)行24小時(shí)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中，可得到如下圖所示的曲線：因?yàn)橹参锏墓夂献饔每珊?jiǎn)單表示為： 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 所以在正午時(shí)分（12時(shí)）由于光合作用最強(qiáng)產(chǎn)生了較多的氧氣，使得氧氣在水體中的溶解量最大；而在午夜時(shí)分（24時(shí)）由于光合作用最弱而呼吸作用最強(qiáng)（產(chǎn)生CO2），使得氧氣在水體中的溶解量最小。討論：水生物在水下呼吸都需要氧氣，為什么水中會(huì)有氧氣？炎熱的夏天或下雨前，為什么魚(yú)常常會(huì)游向水面？課內(nèi)練習(xí)與訓(xùn)練1. 判斷鐵絲在氧氣中燃燒是化學(xué)變化的主要依據(jù)（ ）A. 火星四射 B. 有黑色固體生成 C. 放出大量的熱 D. 以上都不是 2. 下列關(guān)

11、于氧氣物理性質(zhì)的描述中，不正確的是（ ）A. 通常情況下氧氣是無(wú)色無(wú)味的氣體B. 溫度越高，氧氣在水中溶解越多C. 氧氣不易溶于水D. 氧氣的密度略大于空氣的密度3. 下列物質(zhì)：鎂 磷 碳 硫等在氧氣中燃燒時(shí)，有白色固體生成的是（ ） A. 和 B. 和 C. 和 D. 只有4. 將帶火星的木條插入一瓶無(wú)色氣體中，木條復(fù)燃并劇烈燃燒，則說(shuō)明這種氣體是（ ） A. 氮?dú)?B. 空氣 C. 氧氣 D. 二氧化碳5. 下列對(duì)氧氣用途的敘述：液態(tài)氧用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的助燃劑；氧氣在煉鋼中作氧化劑；氧氣在醫(yī)療、登山、潛水和航空活動(dòng)中供呼吸用；利用氧氣和可燃物反應(yīng)放出的熱量，切割金屬。其中正確的是（ ） A.

12、 和 B. 和 C. 和 D. 和6. 下列反應(yīng)中，不屬于化合反應(yīng)的是（ ） 7、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的主要步驟有：固定裝置、裝入藥品、加熱、檢查裝置的氣密性、用排水法收集。其操作順序正確的是（ ）A B C D 8、潛水艇里需要配備氧氣的發(fā)生裝置，以保證長(zhǎng)時(shí)間潛航。下列反應(yīng)都能產(chǎn)生氧氣，其中最適宜在潛水艇里供給氧氣的反應(yīng)是（ ）A高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣 B水氫氣+氧氣C過(guò)氧化鈉+二氧化碳碳酸鈉+氧氣 D過(guò)氧化氫水+氧氣 9、“神州六號(hào)”太空艙利用NiFe2O4將航天員呼出的CO2轉(zhuǎn)化為O2，而NiFe2O4的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變化，在該過(guò)程中NiFe2O4是（ ）A 反應(yīng)物 B生成物 C催

13、化劑 D消毒劑 10、鑒別一瓶氣體是否為氧氣,下列操作正確的是（ ）A 觀察氣體顏色 B聞氣體的氣味 C插入帶火星的木條 D倒入澄清的石灰水 11、下列有關(guān)氧氣的“自述，錯(cuò)誤的是（ ） A我不易溶于水 B我具有可燃性 C我能供給呼吸 D我的化學(xué)性質(zhì)比較活潑 12、氧氣是我們身邊常見(jiàn)的物質(zhì)，以下有關(guān)氧氣的敘述正確的是（ ）A 物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)都是氧化反應(yīng) B B魚(yú)、蝦等能在水中生存，是由于氧氣易溶于水C氧氣具有可燃性 D物質(zhì)在氧氣中燃燒的反應(yīng)一定是化合反應(yīng) 13、下列關(guān)于燃燒現(xiàn)象的描述中正確的是（ ）A 木炭在空氣中燃燒后，生成黑色的固體 B 硫粉在氧氣中燃燒，產(chǎn)生大量白煙C鎂條在空氣中燃燒

14、，發(fā)出耀眼的白光 D紅磷在空氣中燃燒，產(chǎn)生藍(lán)紫色火焰 14、下列物質(zhì)在氧氣中燃燒有關(guān)現(xiàn)象的描述，正確的是（ ） A、 鐵火星四射 B. 硫黃色火焰 C. 磷黑色固體 D. 鎂藍(lán)色火焰 15、能使帶火星木條復(fù)燃的氣體是（ ） AO2 BN2 CH2 DCO2 16、過(guò)氧化氫俗稱雙氧水，可用過(guò)氧化鋇（BaO2）與稀硫酸反應(yīng)來(lái)制備。過(guò)氧化氫與過(guò)氧化鋇都是過(guò)氧化物，過(guò)氧化物一般可用作氧化劑、漂白劑、供氧劑等。閱讀下文并回答有關(guān)問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)室可用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（2） 過(guò)氧化鈉（Na2O2）也是一種過(guò)氧化物，潛水艇常用過(guò)氧化鈉作供氧劑，同時(shí)維持艇內(nèi)空氣成分的穩(wěn)定，寫出這

15、一反應(yīng)的化學(xué)方程式 。課后鞏固與提高1過(guò)氧化氫溶液在二氧化錳作催化劑的條件下能迅速分解成氧氣和水。分液漏斗可以通過(guò)調(diào)節(jié)活塞控制液體滴加速度?；卮鹣铝袉?wèn)題： 分液漏斗中應(yīng)放入的物質(zhì)是 ，錐形瓶中應(yīng)放入的物質(zhì)是 。 要收集一瓶純凈的氧氣應(yīng)選擇圖24中的裝置 （填字母），要收集一瓶干燥的氧氣應(yīng)選擇的收集裝置為 （填字母）。 某同學(xué)在觀察到錐形瓶?jī)?nèi)有大量氣泡時(shí)，開(kāi)始用C裝置收集氧氣，過(guò)一斷時(shí)間后用帶火星的木條伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未見(jiàn)木條復(fù)燃。其原因是 。若某同學(xué)在觀察到錐形瓶中產(chǎn)生大量氣泡時(shí)，開(kāi)始用D裝置收集氧氣，過(guò)了一段時(shí)間后，用帶火星的木條伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未見(jiàn)木條復(fù)燃。推測(cè)其原因是 證實(shí)推測(cè)屬實(shí)的具體做法是： 。 若實(shí)驗(yàn)時(shí)用此法代替氯酸鉀