制取氧氣(第2課時)

1、PAGE PAGE 8課題3 制取氧氣（兩課時）第二課時復(fù)習(xí)提問1實驗室如何制取氧氣?2如何證明一瓶氣體是氧氣?回答1實驗室可以用分解過氧化氫溶液或加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣。2可把帶火星的木條伸入該瓶氣體中，若木條能夠復(fù)燃，證明此瓶氣體是氧氣。提問實驗室采用什么樣的裝置制取氧氣呢?學(xué)生思考投影展示P36圖217和圖218。學(xué)生看圖并進(jìn)行如下討論1在圖217和218中，使用了哪些儀器?2哪部分是氣體發(fā)生裝置，哪部分是氣體收集裝置?3如何檢查氣體發(fā)生裝置的氣密性?4為什么可以用排水法收集氧氣?學(xué)生討論)學(xué)生代表陳述討論結(jié)果1圖217的儀器有：酒精燈、大試管、鐵架臺、塞子(帶導(dǎo)管)、水槽、集氣瓶。

2、圖218的儀器有：酒精燈、大試管、鐵架臺、塞子(帶導(dǎo)管)、水槽、集氣瓶。2左邊是氣體發(fā)生裝置，右邊是氣體收集裝置。3把一試管塞緊塞子，塞子中央行導(dǎo)管，導(dǎo)管的另一端放進(jìn)盛水的燒杯是，用手握緊試管，觀察水中的導(dǎo)管口有沒有氣泡冒出。如果有氣泡冒出，說明裝置的氣密性良好；否則說明裝置漏氣。4因為氧氣難溶于水，所以可以用排水法收集氧氣。教師知道了氧氣的制取以及它的性質(zhì)，按下來我們親自動手制取氧氣并驗證它的性質(zhì)。注意事項1首先要檢查裝置的氣密性，氣密性良好，實驗方可進(jìn)行。2用高錳酸鉀制氧氣，試管口要塞一團棉花，防止加熱時高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管。3試管口要略向下傾斜，防止固體受熱時放出的水蒸氣冷凝成水，回流到

3、熱的試管底部，使試管炸裂。4先對試管進(jìn)行預(yù)熱，然后對準(zhǔn)行藥口的部位集中加熱。5導(dǎo)管口開始有氣泡放出時，不宜立即收集(思考：為什么?)。等有大量、均勻、連續(xù)的氣泡產(chǎn)生時再進(jìn)行收集。6實驗結(jié)束時，先把導(dǎo)管移出水面，然后再熄火酒精燈。(思考：如果光熄火酒精燈，可能會造成什么后果？)7木炭在氧氣中燃燒這個實驗，應(yīng)用坩堝鉗夾住木炭由上向下緩慢伸入集氣瓶中。(思考：為什么?)8做鐵絲燃燒這個實驗時，預(yù)先在集氣瓶底那加少量水。(思考：為什么？)教師下面大家開始動手做實驗，一定要注意到剛才強調(diào)的幾個事項，同時對我提出的幾個問題進(jìn)行思考，并注意觀察木炭和鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，總結(jié)實驗室制取氧氣的步驟。學(xué)生實驗

4、，教師巡視，發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作中的一些錯誤及時指出并糾正。(學(xué)生活動)(實驗完畢，選擇學(xué)生代表陳述實驗的現(xiàn)象)陳述1木炭在氧氣中燃燒發(fā)出白光，放出熱量，生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。追問說明什么?回答說明木炭燃燒生成二氧化碳。追問為什么?回答因為小學(xué)自然課中學(xué)過二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁。繼續(xù)陳述2鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成一種黑色固體。追問為什么做此實驗時需在集氣瓶底部預(yù)先加少量水。學(xué)生思考，討論講解為了防止鐵絲燃燒時較大塊的熔渣濺落下來，使集氣瓶炸裂。追問鐵絲燃燒生成的黑色固體是什么?回答四氧化三鐵。教師接下來把這兩個反應(yīng)的文字表達(dá)式寫出來?？勺寣W(xué)生板演板演如下1碳+氧氣二氧化

5、碳2鐵+氧氣四氧化三鐵 過渡實驗前，我提出了幾個思考題(見實驗注意事項5、6、7中的問題)，接下來大家對這些問題進(jìn)行思考、討論。學(xué)生思考、討論答案1導(dǎo)管口剛開始產(chǎn)生的氣泡，是試管中和導(dǎo)管中排出來的空氣，如果這時候就進(jìn)行收集，收集到的氧氣不純，應(yīng)等均勻、連續(xù)氣泡產(chǎn)生時再進(jìn)行收集。2實驗完畢后，如果先熄滅酒精燈，水槽里的水會倒流回試管，熱的試管遇到冷水，試管會炸裂，所以實驗完畢后，應(yīng)先把導(dǎo)管從水槽中移出來，再熄滅酒精燈。3木炭在氧氣中燃燒，木炭由上向下緩慢伸入集氣瓶中，是為了使集氣瓶中氧氣都用于木炭的燃燒，以便有較長時間的觀察，如果一開始就把木炭很快地插至瓶的中下部，則燃燒生成的熱的二氧化碳會把中

6、部和上部的尚未起反應(yīng)的氧氣排出，木炭不能繼續(xù)順利燃燒，甚至很快就熄滅了。教師通過這個實驗，我們可以總結(jié)出實驗室制取氧氣的操作步驟。大家現(xiàn)在就來總結(jié)，看一下實驗室制取氧氣的步驟有哪些?學(xué)生總結(jié)總結(jié)結(jié)果如下首先要檢查裝置的氣密性，再把藥品加入試管中并固定好試管；把盛滿水的集氣瓶準(zhǔn)備好，再進(jìn)行加熱；然后用排水集氣法收集。實驗完畢后，先把導(dǎo)管移出水槽，最后再熄滅酒精燈。教師這樣的操作順序很難掌握，我們是是不是可以把這個操作順序編成順口溜或者歌謠，幫助我們記憶?學(xué)生討論)投影展示下列口決實驗室制取氧氣操作歌訣一要給查氣密性，二要藥品加(指試管)中；三把儀器固定好，四再點燃酒精燈；五用排水集氣法，收集氧氣

7、做備用；六把導(dǎo)管移出水，最后熄滅酒精燈。板書上述口訣。講解實驗室裝配儀器的原則一般是：先下后上，先左后右。所以先固定酒精燈和試管，然后放置水槽。物質(zhì)加熱一般是先均勻，后集中?！熬鶆颉敝赶阮A(yù)熱，“集中”指對準(zhǔn)有藥品的部位加熱。氣體收集有兩種方法，不易溶于水的采用排水法，易溶于水的采用排氣法。采用排氣法應(yīng)根據(jù)密度來決定瓶口向上或向下。因為氧氣的密度大于空氣的密度，所以收集氧氣還可采用向上排空氣法。板書儀固裝配原則：先下后上，先左后右。物質(zhì)加熱原則：先均勻，后集中。氣體收集方法：易溶于水排氣法，根據(jù)密度定上下；不溶微溶排水法，所得氣體純度大。小結(jié)本節(jié)課我們通過“氧氣的制取和性質(zhì)”這個實驗的具體操作，

8、知道了實驗室制取一種氣體的操作步驟和注意事項，為我們以后學(xué)習(xí)其他氣體的制取和性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。同時我們還明白了化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，任何一個科學(xué)結(jié)論的獲得都不是隨隨便便的，都是在實驗的基礎(chǔ)上得出來的。這就告誡我們無論做什么都必須實事求是。布置作業(yè)習(xí)題3板書設(shè)計三、活動與探究1文字表達(dá)式：碳+氧氣二氧化碳鐵+氧氣四氧化三鐵2實驗室制取氧氣操作歌訣一要檢查氣密性，二把藥品加(指試管)中；三把儀器固定好，四再點燃酒精燈；五用排水集氣法，收集氧氣做備用；六把導(dǎo)管移出水，最后熄滅酒精燈。3儀器裝配原則：先下后上，先左后右。物質(zhì)加熱原則：先均勻，后集中。氣體收集方法：易溶于水排氣法。根據(jù)密度定上下；

9、不溶微溶排水法，所得氣體純度大?？碱}回顧1下列制取氧氣的方法中，簡單易行、不污染環(huán)境的是( )A. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 B2H2O22H2O+2H2O+O2C. 2KClO32KCl+3O2 D空氣液態(tài)空氣O22實驗室里制取氧氣大致可分為下列步驟：用排水法收集氧氣；熄滅酒精燈；點燃酒精燈，加熱試管；將高錳酸鉀裝入試管，用帶導(dǎo)管的塞子塞緊試管，并把它固定在鐵架臺上；檢查裝置的氣密性；將導(dǎo)管從水槽中取出。請按正確的操作順序，將以上步驟的序號寫在橫線上：_。3分別分解高錳酸鉀、氯酸鉀(KClO3)、過氧化氫(H2O2)三種物質(zhì)，都可以制得氧氣。這說明三種物質(zhì)的組成中都含有( )

10、A氧化物 B氧元素 C. 氧分子 D氧氣4被稱為“綠色氧化劑”的過氧化氫“H2O2”俗稱雙氧水，是一種無色液體，常用作無公害的消毒殺菌劑和漂白劑等，在有少量催化劑(如MnO2)的條件下，它能迅速分解，生成氧氣和水，請回答下列問題：(1)過氧化氫分解的化學(xué)方程式是_。(2)若在實驗室用過氧化氫制取氧氣，可采用實驗室制取_(填O2或CO2)的反應(yīng)裝置。(3)怎樣鑒別水和雙氧水兩瓶無色液體(簡述實驗操作步驟、現(xiàn)象、結(jié)論)。答案：1B 2 3B4(1)2H2O22H2O+O2 (2)CO2 (3)用試管各取少量兩種液體，分別加入少量二氧化錳，有氣泡產(chǎn)生的為雙氧水，無氣泡產(chǎn)生的是水。備課資料1實驗室制取

11、氧氣歌訣試管口部略下傾，導(dǎo)管伸入稍露頭；先均后固用外焰，緩慢加熱向管底；排水方法收氧氣，連續(xù)氣泡再入瓶；實驗之后移導(dǎo)管，然后再撤酒精燈。新疆 羅志英2為什么雙氧水可以用來消毒傷口和漂白織物?雙氧水學(xué)名叫過氧化氫，化學(xué)式為H2O2。純的過氧化氫是淡藍(lán)色或近于無色的黏稠液體，市場銷售的一般是3和30的水溶液。過氧化氫極不穩(wěn)定，在受熱和光照情況下易分解為水和氧氣。2H2O22H2O+O2分解產(chǎn)生的氧氣具有很強的殺菌和漂白能力。在醫(yī)療上可以用作消毒殺菌劑來洗滌傷口，也可用于漱口以除去口臭；工業(yè)上用作漂白劑。用來漂白棉、毛、絲的織物；航天工業(yè)上，過氧化氫還可用作噴氣燃料和火箭燃料的氧化劑。過氧化氫易分解

12、失效，保存時常加入穩(wěn)定劑，而且應(yīng)放在陰涼、清潔、干燥處，遠(yuǎn)離熱源和火種，防止陽光直射，不可與有機物以及鐵、銅、鉻等金屬共同貯存。3為什么高錳酸鉀可以殺菌消毒和漂白織物?高錳酸鉀，俗名灰錳氧，化學(xué)式為KMnO4。它是一種深紫色晶體，有金屬光澤，易溶于水。在有光存在或酸性介質(zhì)中會緩慢變質(zhì)，生成二氧化錳和釋放氧氣，光對高錳酸鉀的分解有催化作用。4KMnO4+2H2O4MnO2+4KOH+3O2實驗室中的高錳酸鉀應(yīng)存放在棕色瓶中，用以避光。高錳酸鉀與有機化合物作用時，可放出氧氣，所以它是一種很好的氧化劑，具有強大的殺菌消毒和漂白織物的作用。 01的高錳酸鉀水溶液，能殺死一般細(xì)菌。凡是能水洗的食物、碗筷

13、、杯、碟等在這種溶液中浸泡5分鐘，細(xì)菌均可被殺死。001002的高錳酸鉀水溶液，也可以作為洗膀胱和尿道的消毒劑。我們用稀的高錳酸鉀溶液漱口，既可以起到消炎殺菌的作用，還可以除去口臭。高錳酸鉀水溶液最好現(xiàn)用現(xiàn)配，如果配制時間較長，就會變質(zhì)，由紫紅色變成黑褐色，并產(chǎn)生沉淀，也就失去了殺菌、漂白的作用。4神奇助手催化劑100多年前，有個魔術(shù)“神杯”的故事。有一天，瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在化學(xué)實驗室忙碌地進(jìn)行著實驗，傍晚，他的妻子瑪麗亞準(zhǔn)備了酒菜宴請親友，祝賀他的生日。貝采利烏斯沉浸在實驗中，把這件事全忘了。直到瑪麗亞把他從實驗室拉出來，他才恍然大悟，匆忙地趕回家。一進(jìn)屋，客人們紛紛舉杯向他祝賀，他顧不

14、上洗手就接過一杯蜜桃酒一飲而盡。當(dāng)他自己斟滿第二杯酒干杯時，卻皺起眉頭喊著：“瑪麗亞，你怎么把醋拿給我喝!?”瑪麗亞和客人都愣住了，仔細(xì)瞧著那瓶子，還倒出一杯來大家品嘗，一點兒沒有錯，確實是又甜又香的蜜桃酒呀!貝采利烏斯隨手把自己倒的那杯灑遞過去，瑪麗亞喝了一口，酸得吐了出來，也說：“甜酒怎么一下子變成酸醋啦?”客人們紛紛湊近來，觀察著、猜測著這“神杯”發(fā)生的怪事。貝采利烏斯發(fā)現(xiàn)，原來酒杯里有少量黑色粉末。他瞧瞧自己的手，手指上沾滿了鉑黑，這是在實驗室研磨白金時給沾上的。他興奮得把那杯酸酒一飲而盡。原來，把酒變成酸醋的魔力是來源于白金粉末，是它使乙醇(酒精)和空氣中的氧氣起化學(xué)作用，生成丁醋酸

15、。后來，人們把這一作用叫做觸媒作用，又叫催化作用。希臘語的意思是“解去束縛”。催化劑是化學(xué)中的孫悟空，是化學(xué)科學(xué)的一員主將。19世紀(jì)末，在德國的一家工廠里，人們正在進(jìn)行制造藍(lán)靛的實驗，需要很多的苯二酸。這種化合物在當(dāng)時價值昂貴。人們認(rèn)為，用發(fā)煙硫酸同萘作用，一定能制得苯二酸，可是一再試驗都沒有成功。有一天，化學(xué)家正在用萘做一個實驗，叫聽差取一個溫度計來。聽差偶然疏忽，把溫度計弄破了，落了一點水銀到反應(yīng)的物質(zhì)里，不料那物質(zhì)就沸騰起來，很快就形成了大量的苯二酸。準(zhǔn)料到水銀正是必需的催化劑，水銀像魔術(shù)師那樣變幻莫測！20世紀(jì)初，催化劑這個魔術(shù)師才開始成為人們不可缺少的得力“助手”。化學(xué)家們最早用催化

16、劑創(chuàng)造出將空氣中的氮和氫氣合成氨的奇跡，并實現(xiàn)了合成氨工業(yè)化。1926年，人們利用催化劑將一氧化碳加氫成功地合成了人造液體燃料。以后又用催化劑合成了甲醛、乙醛、染料、橡膠等高分子聚合物。一切新的聚合物，都是新發(fā)現(xiàn)的催化劑作用下的產(chǎn)物?？梢赃@樣說，沒有催化劑，就沒有現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)。催化劑的確是一種很奇妙的物質(zhì)，它能提高我們所希望的化學(xué)反應(yīng)的速度，抑制不希望的反應(yīng)發(fā)生，而且自身在反應(yīng)過程中不被消耗，能夠反復(fù)地使用。因此催化劑對于化學(xué)工業(yè)中的技術(shù)生產(chǎn)過程是一種非常重要的物質(zhì)，僅從下面這個數(shù)字就能使我們知道它具有多么重要的意義：所有化學(xué)產(chǎn)品的90以上，在其生產(chǎn)過程中要涉及到一種催化劑。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在人類

17、使用的催化劑，至少有100萬種。在許多物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中，它們簡直到了“點石成金”、出神入化的地步，因而創(chuàng)造了一個又一個奇跡。德國的哈博，用鐵作催化劑將大氣中的氮和氧轉(zhuǎn)化成氨，使農(nóng)作物產(chǎn)量得到成倍的增長。德國的齊格勒和意大利的納塔，發(fā)現(xiàn)烯烴聚合催化劑，使人類進(jìn)入了高分子時代。美國孟都公司用銠作催化劑，由甲醇合成醋酸獲得成功，從而改變了過去依靠糧食制醋酸的歷史。南非以煤為原料，經(jīng)過一系列的催化轉(zhuǎn)化，終于制得了汽油。在咄咄逼人的石油危機聲中，開辟出一條以煤制油的新道路。日本高沙公司用重金屬作催化劑，合成出薄荷醇，并且出口量占世界銷售量的13，從此，薄荷的生產(chǎn)再不只靠大自然了據(jù)有關(guān)資料介紹，現(xiàn)在人類使

18、用的70的橡膠、90以上的塑料、50以上的纖維和油漆、80的藥品和染料等，都是通過化學(xué)催化技術(shù)制得的?，F(xiàn)在，美國化學(xué)催化工業(yè)的產(chǎn)值占其國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的20以上。1895年，德國化學(xué)家奧斯特瓦爾德給催化劑和催化作用下了個科學(xué)的定義：一種在化學(xué)反應(yīng)前后，本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，只是改變化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)，叫做“催化劑”。在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的特殊作用叫做“催化作用”。于是，鉑黑被叫做氫和氧化合的催化劑，而酸被叫做淀粉水解成葡萄糖的催化劑。不少化學(xué)反應(yīng)需在高溫高壓下才能進(jìn)行，但在催化劑的作用下，可以大大降低反應(yīng)溫度和壓力，節(jié)省大量能源。原來速度很慢很慢的化學(xué)反應(yīng)，在催化劑的作用下，反應(yīng)速度可提高數(shù)

19、百萬倍。例如，在常溫常壓下把氫氣和氧氣同時放到一個容器里，即使是過1萬年也不能化合成水?？墒?，如果向容器內(nèi)投擲一顆鉑粒，就會發(fā)生爆炸，它們劇烈反應(yīng)變成了水。由此可知，我們現(xiàn)在喝的水大部分是幾十萬年甚至幾千萬年的“古水”，而不是剛剛生成的“新水”。這一點對科學(xué)家們研究地層年齡和地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常有用。再比如合成順丁橡膠的單體(原料)丁二烯，是由丁烯氧化脫氫后制得的，十幾年前要在300多攝氏度的高溫下進(jìn)行。不久前，我國化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新的催化劑，使這種化學(xué)反應(yīng)在200多度的溫度下就完成了。催化作用被證明在工業(yè)上具有頭等的重要性。例如，硫酸是一種僅次于空氣、水和食鹽的重要無機化合物，而制造硫酸的最好方法就是將硫燃燒先變成二氧化硫(SO2)，再變成三氧化硫(SO3)。如果不加入鉑黑一類的催化劑的話，從二氧化硫變成三氧化硫這一步就進(jìn)行得像蝸牛爬行一樣慢。鎳粉末(在大多數(shù)情況下用它來代替鉑黑，因為它比較便宜)以及鉻、銅、五氧化二釩、三氧化二鐵、二氧化錳等化合物也是重要的催化劑。事實上，在工業(yè)上一個化學(xué)生產(chǎn)過程能否成功，在很大程度上取決于能否找到正好適合有關(guān)反應(yīng)的催化劑。正是由于齊格勒發(fā)現(xiàn)了一種新型的催化劑，才使聚合物的生產(chǎn)發(fā)生了一場革命。在生物體中催化劑也起著極其重要的作用，不過它