《制取氧气》优秀教学设计(共12篇)
小组成员:倪妙珊、余婷婷、吴佩璇、戴媛、陈雁纯
一、教学内容分析
1、教材分析
“制取氧气”课题是人教版《义务教育课程标准实验教科书·化学》(九年级)第二单元课题3的内容。本课题是学生练习了实验基本操作后接触到的第一个气体制取实验,有利于进一步熟悉常见仪器的使用,通过对实验室制取氧气的原理和思路的分析,有利于培养学生的实验探究能力和创新意识,更为今后学习其他气体的制取打下良好的基础。
2、知识结构图
二、教学思路
本教学资源设计的意图是让学生能够通过模拟动手探究,综合练习化学实验基本操作,因而变演示实验为随堂探究实验是很有必要的。我们在教学中引导学生从生活体验出发,通过具体的实验探究得出制取氧气的原理,理解催化剂和分解反应的概念,了解催化剂在化工生产中的应用,培养学生观察能力、分析能力
和实验动手能力,让学生在相互合作、交流的环境中去学习新知识,掌握运用新知识。
三、教学目标
1、知识与技能
(1)了解实验室制取氧气的主要方法和原理,初步学会通过化学实验制取氧气的方法;
(2)认识催化剂、催化作用及分解反应;
(3)练习连接仪器的基本操作,动手制取氧气并试验氧气的性质;(4)掌握实验操作的注意事项。
2、过程与方法
(1)学习反应物的状态,反应条件,反应的原理决定实验的装置,气体的性质决定气体的收集方法和检验气密性的方法;
(2)感悟通过实验探究进行科学探究的方法,提出问题——猜想和假设——查阅资料——制定计划——进行实验——记录现象——解释与结论——反思与评价。
3、情感与价值观
(1)通过实验探究激发学生学习的积极性和主动性;
(2)逐步认识用实验验证化学理论,从而进一步体会到化学是一门以实验为基础的科学。
四、教学重难点
1、教学重点:氧气的制法及实验操作。
2、教学难点:催化剂的概念
五、设计理念
1、“学习者经验转换”的哲学思想
学习是由于经验所引起的行为或思想的比较持久的变化。这种经验不仅包括外部环境的刺激、个体的练习,更重要的是包括个体与环境之间的复杂的交互作
用。经验是学习的基本。在本课题中,学生可以借助多媒体课件的环境,进行模拟实验探究,从而形成经验,建构知识体系。
2、认知主义心理学的“发现学习”理念
所谓发现学习,是指学习者利用教材或教师提供的条件独立思考,自行发现知识,掌握原理和规律。在本课题中,我们为学习者创设学习情境,提供实验探究的工具和提示,引导学习者独立地发现问题、分析问题和解决问题,从中得出制取氧气的原理和方法,获得相应的知识,不断地形成自己的认知结构。
3、建构主义心理学的“情境学习”理论
学习具有情境性,学习发生于真实的学习任务中,真实的任务不仅有利于激发学生的学习主动性,而且是个体建构知识的源泉。在本课题的学习中,学习者能够受到特定学习情境的影响,在完成学习活动(如:实验探究、思考讨论等)的过程中建构知识,而且将在学完本课题之后,把知识扩展于各种不同的特殊情境中。
4、人本主义心理学的师生观
学生是学习的主体,在学习过程中从自己的个性和学习风格出发,明确自己的目标和需求,合理安排学习步骤、选择学习内容,并进行自我评价。教师在此过程中起到引导和促进的作用。本课题的资源设计充分分析了学习者的特征,在内容编排上也较有灵活性,学生可以根据实际需求,自主选学所需内容。在教学活动方面,合理嵌入了讨论思考、探究等环节,能够适时引导学生进行知识建构,起到了教师的引导作用。
六、学习者特征分析
1、学习起点水平分析
学生已经学习了“我们周围的空气”、“氧气的性质”等,对氧气有了一定的了解,但对如何得到氧气,特别是在实验室的条件下如何制取氧气还没有系统、深入的认识。
2、学习风格分析
九年级的学生,思维发展水平以经验型的逻辑思维为主,理解抽象的概念和
结论往往需要借助生动直观的形象和已有生活经验的支持。在本课题中,采用模拟实验来教授实验室制取氧气的知识,学生可以通过模拟操作,并借助学生的个人知识和生活经验加以理解。因此,教材内容的这种设置方式,恰好顺应了中学生身心发展的需要。
七、学习资源的设计
八、教学过程的设计
1、教学模式
(1)“探究性实验”教学模式的特点
“探索性实验”教学是在教师引导下,学生以新知识的探索者和发现者的身份,运用已学过的知识和技能,通过实验获取新知的一种教学模式。在教学过程中,教师不把现成的原理和规律直接告诉学生,而是让学生在实验基础上进行较多的思考和讨论。教师根据教学要求和学生的认知特点提出课题,从设计方法上给予一定的指导,或由学生提出课题,自行设计方案,通过实验、观察、阅读、分析、讨论、课外实践等多种活动,“发现”化学规律,完成教学任务。(2)教学模式图
2、教学流程图
九、教学评价(说明评价的方法与内容)
1、过程性评价:本课题在学习过程中设置有思考题、讨论题以及反思等小活动,学习者通过这些小活动可以评价自身是否掌握了阶段性的知识点。
2、总结性评价:本课题的学习资源设置有“巩固练习”这一部分,并提供答案解析的反馈,学习者通过测试可以得到及时的反馈,并总结自己在本课题中的学习情况。
3、学习者自主评价:本课题注重学习者在学习中的主体地位,通过在实验探究过程中引导学习者反思、总结,以及通过学习者巩固测试等方式,让学习者进行自我评价,从而提高他们的自我反思能力,使其对自身的学习情况更加了解,及时对学习方式等作出调整。
4、多元性评价:本课题资源的设置和媒体的选用以及教学方式,能够检验学习者对氧气性质、制取氧气的方法和原理、实验器材以及实验操作注意事项的掌握程度,评价的内容多元、全面。
十、设计特色
1、“探究性实验”的教学模式
本课题采用探究性实验模式,在教师的引导下,学生进行自主探究,符合化学的学科特征,同时能使学生形成实验探究的思维,锻炼动手能力,使学生意识到化学是一门建立在实验探究基础上的学科。
2、教学资源的“交互性”
一、“氧气的制取和性质”教学设计
(一) 设计思想与学习目标
1. 教学设计思想
本节课以建构主义等理论为指导, 对“氧气的制取和性质研究”进行学习。由于学生是第一次做这样的实验, 仪器的连接、组装、装置气密性的检查、排水法收集气体都没有操作过, 所以教师在学生实验之前要进行示范, 并强调实验过程中要注意的问题。然后让学生课前设计实验步骤, 课上进行分组实验, 课后利用“氧气的制取和性质”虚拟学习平台进行模拟实验。“氧气的制取和性质”虚拟学习社区的物理形态是一个小型学习平台, 其主要功能在于向学生提供资源, 为教师提供一个教学平台, 使以学生为主体、教师为主导的现代教学思想真正得以体现。
2. 学习目标
(1) 知识目标:掌握氧气的化学性质和氧气的制法、了解氧气的用途。
(2) 技能目标:初步形成获取、分析、处理和利用信息的能力及动手操作、表达观点、展示成果的能力。
(3) 情感目标:激发对化学学习的兴趣, 体会化学与生活的紧密关系;增强对知识的探究创新精神;体现学生的主体意识和实践意识;学会与人交流合作, 培养团队精神。
(二) 学习者特征分析
教学对象:初中三年级学生。
(1) 知识基础:掌握了元素守恒的思想和化学实验的方法。
(2) 认知能力:学生特别喜欢以自己动手进行实验的方法来学习化学。
(3) 学习动机分析:初中学生有着自己学习的方法并有自己的兴趣爱好。通过实验可以加深对氧气性质的认识, 并巩固前两节课所学的氧气的性质和用途与氧气的制法。通过学习实验室制取氧气, 可以使学生巩固实验基本操作, 同时掌握一种制取气体的方法, 为今后学习其他气体的制取打下良好的基础。
(4) 信息素养:学生已具有一定的计算机操作能力, 但对信息的分析处理能力欠缺, 协作意识差, 需在教师指导下完成已布置的任务。
(三) 学习环境选择与学习资源设计
学习环境选择:连接Internet的多媒体实验室。
教学媒体设计:应用多媒体实验室, 媒体的设计分两个层次:
(1) 投影演示学习目标、问题设计及有关背景图片、文字等要集中把握的内容, 目的是明确目标。在情景导入时, 播放相关影视资料, 目的是吸引学生注意, 激发学习兴趣。
(2) 网络学习平台:“氧气的制取和性质”虚拟学习社区。
关于“氧气的制取和性质”虚拟学习社区的功能说明:
(1) 教学公告:通知一些与氧气的制取和性质相关的教学信息和教学活动等。如:在教授氧气的制取和性质这节课之前, 教师上传了新的教学资料、布置了新的作业和启动了小组活动, 利用教学公告版块, 教师就可以提醒学习者尽快参加活动。
(2) 化学乐园:这一版块的内容都是与氧气的制取和性质相关的学习资源, 学生通过阅读“在月球上制氧气”和浏览与氧气相关的学习网站, 对“氧气的制取和性质”产生浓厚的学习兴趣, 以达到“乐中学、做中学”的理想的教学效果。
(3) 辅导学生:这一项中包含教师资料、教师答疑、作业、测验、实验专栏、小组园地等。教师可以将课堂上使用的资料上传到这里, 供学生课后参考, 包括课件、电子教案和学习资料等;也可以进行作业信息统计、布置作业、批改作业;教师在本次实验结束后, 要将“氧气的制取”实验制作实录上传到实验专栏, 供学生反复在线观看或下载;小组园地为学生进行小组学习、小组实验提供了交流和学习的平台。
(4) 交流:这一版块包括讨论区、虚拟聊天室、群发邮件等功能。讨论区:通过在线论坛, 激发学生以提问、讨论的方式进行互助学习, 通过讨论区可进行同步、异步的交流;虚拟聊天室:进行实时辅导、答疑、教学交流, 具有实时文本交互功能;发送电子邮件:可以给本课程学习小组、全体学生、教师等人群发邮件。
二、“氧气的制取和性质”虚拟学习社区教学实施过程
(一) 学前布置
教师在教学公告中给学生布置任务:在实验园地版块中下载附件“学生实验的要求”并仔细阅读;复习“初中化学实验常用仪器”中的试管、试管夹、集气瓶、铁架台、水槽、酒精灯、坩埚钳等的用途和注意事项;阅读化学乐园版块中的文章“在月球上制氧气”并回答其下面的问题;查看小组园地中的分组情况 (为三个小组提供的主要药品分别是:氯酸钾、高锰酸钾和过氧化氢) , 并按提示和要求每个小组设计一个制取氧气的实验方案;在化学与生活版块中阅读“臭氧层空洞”一文, 体会氧气在我们日常生活中的重要作用;了解臭氧是如何形成的;我们该如何利用所学知识保护臭氧层等。
(二) 课堂讲解
(1) 激发兴趣:欣赏教师资料版块中的影片资料:中日登山运动员征服喜马拉雅山;抢救“非典”病人时为什么要输氧?
(2) 导入新课:在实验专栏中向学生演示实验室制取氧气的Flash动画。同学们想不想自己在实验室亲手制取一瓶氧气, 并来检验氧气的性质呢?本节课, 我们一起来学习和探究氧气的实验室制法及氧气的性质。
(3) 小组探究:根据教学公告中布置的第五个任务, 三个小组的小组成员之间在学习论坛或社区交流版块进行探讨协商后分别将实验设计方案以Word文档的形式上传到小组园地中。教师分别针对他们设计方案中不合理的地方进行指导与修改, 并且将三个实验过程中应该注意的问题以附件的形式上传到了教师资料版块中。当然学生有任何不清楚的地方, 可以到教师答疑版块中提问。
课上, 三个小组分别按照已设计好的实验方案在教师的指导下进行氧气的制取、收集实验。并记录实验过程中观察到的实验现象和得出的实验结论, 最终以实验报告的形式上传到小组园地中。出于课时及安全性的考虑, 氧气化学性质的验证由教师亲自在课上进行实验。学生需要记录实验现象、写出文字表达式、总结实验结论等。教师将这一实验的课堂实录在下课后上传到虚拟学习社区中, 并将本节课的所有实验都将制作成Flash动画上传到实验专栏中。
(三) 课后自学
(1) 虚拟实验:学生可以在“实验专栏”中下载或在线观看本实验的实验目的 (以文本的形式) 和实验用品 (以图片配“音频+文本”的形式) , 其中图片都是在本实验中能够用到的实验仪器;音频是对各个实验仪器的解说及它们的使用方法和使用中的注意事项;文本提供的是所有的实验用品, 包括实验仪器、药品等。
学生需要结合在实验专栏中的Flash动画, 该Flash是基于任务驱动式的模拟实验, 学生不但可以看到仿真的实验现象, 动画中的语音和文字讲解更能让学习者掌握清晰的操作步骤和注意事项。学生可以利用这一过程来检验课堂上所做的实验记录和实验结论, 最终形成实验报告。
(2) 测验:在虚拟学习社区中测验属于对学生考核的一种方法, 提供填空题、连线题、多项选择题、单项选择题、排序题、简答题/问答题以及判断题其中题型。本次课中的测验是只针对这一节内容的, 因此都是以客观题的形式出现的, 平台对这一类型的题进行自动评分。评分结束后, 将在测验题的下方显示答案详解。学生也可以对此次测验进行时间限制。
(3) 作业:学生课后学要完成教师指定的作业来巩固本次课学过的知识。先进入作业系统, 会看到已布置的本次作业内容。学生在做作业时, 只需在相应的作业表单中输入答案, 做完后提交作业, 等待教师的批阅即可。当学生提交作业后, 可以随时查与自己的作业批阅情况, 如果教师已批阅过, 该作业便可出现在查询清单中。单击本次作业名称, 就可以调出本次作业的成绩, 系统也将详细显示学生做过的答案、标准答案、教师评分、教师评语等详细信息。
课后, 教师在交流版块中布置讨论题:空气中也有氧气, 为什么物质在空气中燃烧不如在纯氧中剧烈?引发学生们的进一步讨论, 然后针对学生们的讨论给予适当的指导和评价。最后教师要对本次课进行小结和教学反思。
(四) 教学反思
本堂课是学生第一次接触在实验室里制取一种新物质, 所以对于制取氧气的基本步骤非常陌生, 因此如何引导学生用科学的实验方法进行实验是这堂课的关键。这堂课通过分组探究与观看———讲解———实践———模拟相结合的方法进行“氧气的制取和性质”实验研究。在实际教学中, 取得了不错的课堂效果。从课前布置的小组设计制取氧气的实验方案开始, 他们就已经开始探究实验室制氧气的理想原料和实验室制取氧气的发生装置, 在教学过程中, 充分注重师生互动、生生互动, 充分体现学生的主体地位。知识点的呈现不是新授课的简单重复, 而是提供相关的图片、材料, 通过活动与探究、交流与讨论, 逐步得出结论, 最终完成实验制得氧气, 学生能充分体验实验成功的乐趣。
本堂课容量很大, 要想使学生完全当堂掌握是不可能的, 因此课后要布置作业, 让学生们利用“氧气的制取和性质”虚拟学习社区反复进行模拟实验, 并以实验报告的形式进行反馈, 经过适时有效的反馈, 学生对于实验室制取新物质肯定能有一个很好的理解和掌握。此外, 我还深深体会到了现代信息技术在教学中的重要作用, 信息技术融入化学教学无疑促进了教学形式的多样化。
参考文献
[1]王陆.虚拟学习社区原理与应用.北京:高等教育出版社, 2004.
[2]裴新宁.化学课程与教学论.杭州:浙江教育出版社, 2003.
在大自然中,每天都有很多大气放电现象——雷电。雷电是由云层相互摩擦碰撞而使不同云层带有不同极性的电荷,当电压达到可以击穿空气的程度后,临近的两片云会发生放电现象。据统计全球每秒钟就有1800次阵雨,伴随雷电600多次,平均有100个炸雷落在地面。雷电产生的电流在几万到几十万安培间,电压高达1亿到10亿伏特之间,其能量之大让人震撼。我国建造的世界上最大的水电站——三峡水电站装机容量为1820万千瓦,只相当一次雷电的千分之一的能量。全世界每年因雷电造成的建筑物、发电通信设施及影视设备的损失高达10亿美元,全球每年因雷击死亡的人数高达3000人。在世界上雷电最多的“雷暴王国”印度尼西亚,仅瓜哇岛的茂物一年就有322个雷暴日,雷电次数为1.4万次,平均每天有30-40次,在带来灾难的同时,也为地球带来了4亿吨的氮肥。如此巨大的能量,怎样充分、合理地应用呢?在这个能源缺乏的时代,大力开发新能源也是人类应该探讨的重要课题。
在此,我设想可以利用雷电巨大的能量来通过电解水制取氧气。通过试验我们知道制取1立方米氧气需要400度电,我们可建设一个高空塔架,利用高度在下雨天引雷。我们在导线上加入电荷(正电荷),用这个方法诱发云层产生放电现象,当雷电击中塔架时通过导线引入反应池中,利用闪电的电能制取氧气。
1、本节课在教学中带着学生做实验,依据探究模式帮助他们理清思路,虽然不是完全意义上的探究,但是将探究理念渗透到教学中。变部分演示实验为学生探究实验,学生兴趣很大,积极主动参与,使学生在体验探究获取知识的过程中基本达成学习目标。
2、学生刚接触化学,实验的探究意识还未建立,实验操作能力、观察记录现象、发现提出问题等能力都不具备,分组独立探究条件还不具备,但为了调动学生积极主动参与知识生成过程,我在实验探究过程中采取教师示范、学生模仿,侧重训练学生观察描述实验现象的能力,使学生感知化学实验研究物质及其变化的科学方法,初步体验探究过程,为今后的探究学习打下基础。
3、因为是第一课时,学生动手实践不多,在第二课时补充。
伴随着我校《高效课堂》教学的全面推进,作为以实验为基础的化学课教学,更要把以学生为主体、合作探究的教育理念贯穿其中,把培养学生的自主动手操作,观察现象,分析原因,合作交流,创新能力作为教学的核心,充分发挥学生课堂的主体作用。化学课堂应充满生机和趣味,又是鲜活的,动态的,因此,在实际教学当中,课堂中不可免的会遇到意外事件或突发事件,而如何处理这些意外正是教师必须接受挑战的新课题。下面是我处理课堂突发事件的一个教学案例。
一、案例主题
学生是课堂的主体,是教育教学活动的参与者和探究者;在教学过程中,要充分尊重并激发学生的好奇心和想法。
二、案例背景
本案例是初中化学上册人教版第二单元课题3:制取氧气的内容。在课堂上由于学生在讨论交流时的想法与应得的实际结果背道而驰,面对这种情况,教师要镇定从容、因势利导,对出现的问题要积极引导学生分析原因所在。
三、案例描述 在制取氧气这部分内容时,讲到38页的探究实验,用过氧化氢制取氧气时,先让学生自己动手实验,对比将带火星的木条分别伸入装有过氧化氢的溶液以及加入二氧化锰的过氧化氢溶液,学生观察现象、讨论分析原因(学生已预习),得出结论即:在常温下,过氧化氢分解产生氧气的速度比较慢;在加入二氧化锰时过氧化氢分解产生氧气的速度加快。这时,有一组学生提出:在常温下分解氧气的速度比较慢,那如果是在加热条件下呢?我一听,嗯,这想法还是不错的,而且从理论上来说的话,温度越高,产生的氧气越多,可以使带火星的木条复燃,那究竟是不是这样呢?我总不能将只硬塞给学生,我想这实验也比较简单,如果让学生自己动手实验,由事实说话不是更好吗。于是,我让学生亲自动手实验,而最后,意想不到的结果发生了,带火星的木条没有复燃 反而熄灭了,怎么办?,完全和预想的结果相反啊。一下子,学生也开始骚动起来。我冷静了一下,趁着大家的好奇心我顿时脑子一闪,既然出现了问题,何不抓住问题,让学生自己讨论其中的原因。于是我让学生静下来,提问到;大家都看到木条没有复燃反而熄灭了,那么大家讨论下,这是为什么呢?课堂上立即显得非常活跃,纷纷讨论,各抒己见。有人说:因为过氧化氢分解不仅产生了氧气同时也有水生成,而且可以在试管上可以看到大量的水珠。还有人说:可能是过氧化氢在加热条件下分解还是比较缓慢,不能产生大量的氧气。
我就进一步引导学生让各小组继续讨论,请同学们依据所学内容如何设计实验方案来验证自己的猜想呢?,在我的启发下各小组同学积极踊跃投入实验方案的设计讨论中,有的同学大胆提出:由实验现象试管口产生大量的水雾及试管内壁出现大量水珠可以推出该反应有水生成,试管内水含量太高,所以,带火星的木条并没有复燃 反而熄灭了;有的同学又提出:如果我们想办法除去其中的水蒸气,那产生的氧气的检验就不会受到水蒸气的影响了,那么怎样才能除去其中的水蒸气呢?,我又指导学生通常可用试剂(碱石灰)除去水蒸气,我又提问并启发学生如果要干燥所得气体并检验应用哪些仪器如何装置呢?,此时,学生兴趣更浓。有的学生动手找相关仪器,有的装干燥剂,有的连接仪器,有的学生准备检验所得的氧气,不一会儿终于看到深入到产生而被干燥的气体确实使带火星复燃,当然速度要比没有加热的过氧化氢分解稍快,比常温下,加入二氧化锰的过氧化氢分解产生氧气的速度要慢的多。同学们欢呼雀跃,都露出成功喜悦的神情。我由此看到了学生眼中兴奋的表情,也激发了学生学习化学的兴趣,更重要的是也加深了对催化剂的理解,突破了教学难点,我由此感触颇深。
四、案例评析
在这节课其实出现了两个突发事件,一是学生的大胆猜想,一是猜想结果与事实结论相反。这两个事件的发生是我预先没有考虑到的,但既肯定了学生的想法也开拓了学生的思维及自己分析问题的能力。同时也向学生说明了化学是一门以实验为基础的科学,要有尊重客观事实的科学态度,不能仅靠理论就下结论。体现了在课堂中师生平等,学生是课堂主人的新理念。
当然,这节课也使我感到:教师应认真备课,既备教材,又备学生,还应充分考虑到课堂中可能出现的种种情况,甚至还应补充些课外的知识。这样才能做到处变不惊,得心应手。
凤翔县城关镇中学
二0一五年十月二十六日
1.教学目标
知识与技能:
①了解实验室制取氧气的主要方法和原理,初步了解通过化学实验制取新物质的方法。②练习连接仪器的基本操作。动手制取氧气。③认识分解反应。④认识催化剂和催化作用。过程与方法:
①学习反应原理决定实验装置,气体的性质决定气体的收集方法和验满方法。②学会边实验、边讨论的方法,在活动中激发学习兴趣,在兴趣中提出问题、分析问题、解决问题。
③学习运用观察、实验等方法获取信息,从而提高对实验进行分析、思考的能力。情感态度与价值观:
①通过实验装置的美对学生进行美育教育。
②保持对化学实验的浓厚兴趣,从而激发学生学习化学的自觉性和积极性。③逐步认知用实验去验证化学理论,从而知道化学是一门以实验为基础的课程,学化学离不开做实验。
2.教学重点/难点
教学重点
①通过实验装置的美对学生进行美育教育。
②保持对化学实验的浓厚兴趣,从而激发学生学习化学的自觉性和积极性。③氧气的制法及实验操作。教学难点 ①催化剂的概念。②催化作用。
3.教学用具 多媒体、板书
4.标签
教学过程
复习提问
1.如何检验一瓶无色气体是氧气?
2.如何鉴别三瓶无色气体:空气、氧气、氮气? 3.根据氧气的性质说明氧气有什么重要用途? 学生回答
1.把带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,说明集气瓶中是氧气。
2.把燃烧的木知分别伸入3个集气瓶中,若木知燃无什么变化则是空气;若木知燃烧更旺盛则是气气;若木条熄灭则是氮气。
3.氧气的重要用途体现在供给呼吸和支持燃烧两个方面。如:登山、潜水、医疗、宇航等。
引入新课
既然氧气具有如此重要的用途,那么你一定很想知道氧气足如何制得的,这节课我们就来学习氧气的制取。
课题3、制取氧气 介绍
本节课我们主要学习氧气的实验室制法,在实验室里常采用分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾和加热氯酸钾的方法制取氧气。首先我们学习分解过氧化氢溶液来制取氧气这种方法。
一、分解过氧化氢溶液制取氧气 实验(实验2-5 可由投影仪打出实验内容)1.在试管中加入5 mL5%的过氧化氢溶液,不作加热,把带火星的木条伸入试管,观察木条是否复燃?
2.微微加热装有过氧化氢溶液的试管,有什么现象发生?把带火星的木条伸入试管,观察发生的现象。
3.在另一支试管小加入5 mL5%的过氧化氢溶液,并加入少量二氧化锰,把带火星的木条伸入试管,观察发生的现象。[注意]实验时要引导学生认真观察并进行思考。[实验现象] 1.不加热过氧化氢溶液时,带火星的木条不能复燃,说明没行氧气放出。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.不加热,但在过氧化氢溶液中加入二氧化锰,带有火星的木条复燃,说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰时会产生氧气。[学生提问] [问题]过氧化氢溶液与二氧化锰反应口,二氧化锰是不是一种反应物?如果是,为什么没有二氧化锰,加热过氧化氢同样也能产生氧气? [老师]这个问题问得真及时,这也正是我想问大家的,二氧化锰到底是不是一种反应物呢? [提问]什么叫反应物? [回答]参加反应的物质。
[提问]一个化学反应发生的时候,是不是某一种反应物可以有也可以无呢? [回答]不,必须有。总结 任何一个化学反应发生的时候。反应物必须存在。而在用过氧化氧溶液制取氧气这个实验中,有二氧化锰不加热即可产生氧气,没有二氧化锰加热过氧化氢溶液也能产生氧气,可见二氧化锰不是一种必须有的物质,它也就不是一种反应物。
学生提问
[问题]二氧化锰到底是一种什么物质?它在这里起什么作用? [老师]为了问答大家这个问题,我们再来做一个实验进行探讨,人家注意观察现象并进行思考。
[实验2-6] 待实验2-5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,重新加入氧化氢溶液不进行加热,仍有气泡产生,用带火星的木条进行检验,带火星的木条进行检验,带火星的木条能够复燃,说明产生的气体还是氧气。
[说明] 此实验可以重复多次进行。[提问]这种现象说什么?
[回答]说明在用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,二氧气锰可以重复使用。[讲解]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?
科学家们经过料确的实验,得出了“二氧化锰在反应前后质量未变”的结论。[设问]他们是怎样得出这个结论的呢? [学生看书回答]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,比较反应前后二氧化锰质量,发现没有变化。
[设问]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?谈谈你的看法。[回答]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。
[师]回答得很好,化学上我们把二氧化锰这种改变化学反应速率的作用叫催化作用,而把能起催化作用的物质叫该反应的催化剂。如二氧化锰就是过氧化氢分解反应的催化剂。
1.催化剂: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反应前后都没有发生变化的物质。2.催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。
[问题]在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中,二氧化锰这种催化剂起了加快化学反应速率的作用,是不是所有化学反应的速率都需要加快?所有的催化剂都起加快反应速率的作用呢? [学生议论] [代表回答]不是所有的化学反应速率都需要加快,如钢铁的生锈,食物的变质,我们就希望它发生得越慢越好。
[设问]是不是催化剂就只能加快化学反应的速率呢?它能不能减慢化学反应的速率? [教师讲解]事实上,为了加快化学反应的进行我们使用催化剂,而为了减缓反应的进行我们也使用催化剂。如在橡胶制品中常加入一些催化剂以减缓橡胶的老化速度;食用油脂里加入一些催化剂可以有效地防止酸败。所以催化剂的概念中说催化剂能“改变”其他物质的化学反应速率,而不是片面地说成“加快”。
[补充]能加快化学反应进行的催化剂一直是科学家们致力研究的,因为它对人类发展的意义更大。
[介绍] 催化剂在化工生产中具有重要而广泛的应用,许多反应需要借助于催化剂才能进行或者很快地进行。例如,在化肥、农药、多种化工原料的生产过程中都要用到催化剂,在汽车尾气处理、酿造工业和制药工业中也要用到催化剂,生物体内存在的各种各样的酶其实都是起催化剂的作用。
[讲解] 二氧化锰既不是反应物也不是生成物,只是一种催化剂,催化剂应算作一个反应条件,所以二氧化锰应写在箭头的上方。
3.过氧化氢 ──→水+氧气 [过渡] 实验室制氧气的方法是否仅此一种呢?非也。实验室可用多种方法来制取氧气,下面,我们就来介绍实验室制取氧气的其它方法。
二、实验室制取氧气的其它方法 [教学情景] 展示一些高锰酸钾,让学生观察它的颜色和状态,并描述。[生]高锰酸钾是暗紫色的固体。[介绍] 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。
[讲解] 通过预习大家知道,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有实验探究,所以这里就不做实验了。我们一起把这个反应表示出来。
1.高锰酸钾──→锰酸钾+二氧化锰+氧气
[提问]还有哪种方法可以制取氧气呢?(学生阅读课本后回答)2.氯酸钾──→氯化钾 + 氧气 [讨论] 用加热氯酸钾和加热高锰酸钾制取氧气的反应与化合反应有什么不同? [讨论结果] 1.化合反应是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。可表示为A+B→AB。2.本节课所学制氧气的三个反应都是由一种物质生成两种或两种以上物质的反应,不属于化合反应。
[讲解] 化学上,我们把这种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。3.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。[提问]化合反应可表示为A+B→AB,那么分解反应该如何表示呢? [回答]分解反应可表示为AB→A+B。[总结] 简单地讲,化合反应的特点是“多变一”,分解反应的特点是“一变多”。[说明] 分解反应和化合反应一样,都是化学反应中的常见类型,我们以后还会经常遇到。[设问]世界上的物质千千万万,如果我们一种一种地去学,穷尽我们的毕生之力是否能学完呢? [学生]不能。
[承接]若我们采用分类的方法来学,就简单得多了,它可以起到事半功倍的效果。[提问]大家回顾一下,前面我们学到过哪些有关分类的方法? [回答]按照物质的成分可以把物质分为纯净物和混合物,按照反应物和生成物的种类可以把化学反应分为化合反应和分解反应等等。
[小结] 利用分类的方法来学习化学,这也是我们所走的一条捷径,今后我们还将分类学习更多的化学知识。所以遇到一些相关知识时,大家要注意进行归类。
课堂练习
1.下列方法中不属于化学变化制取氧气的是()A.分离液态空气制氧气 B.加热高锰酸钾制氧气
C.加热过氧化氢制取氧气
D.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气 2.下列物质中含有氧气的是()A.二氧化锰 B.氯酸钾 C.空气 D.氧化镁
课堂小结
通过本节课的学习我们知道,实验室制取氧气通常用分解过氧化氢溶液和加热高锰酸钾两种方法。在用过氧化氢溶液制取氧气时,通常用二氧化锰作催化剂,它在这里起催化作用。通过对比化合反应,我们还知道用过氧化氢和高锰酸钾制取氧气的反应都属于分解反应。同时还告诉我们要学会用分类的方法来学习化学。
课后习题
课后习题
板书
课题3 制取氧气
一、分解过氧化氢溶液制取氧气
1.催化剂: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反应前后都没有发生变化的物质。2.催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。3.过氧化氢──→水+氧气
二、实验室制取氧气的其它方法
1.高锰酸钾──→锰酸钾+二氧化锰+氧气 2.氯酸钾──→氯化钾+氧气
修武实验中学 薛彩霞
实验目标:
1、了解实验室制取氧气的方法、原理和实验装置。
2、初步学习自主设计装置制取氧气,并验证氧气的性质。
3、通过氧气制法及性质的探究学习,培养学生辨证的观点和勇于创新的科学精神,严谨求实、勤于思考的科学作风。
实验重点、难点:氧气的制法、性质及实验操作。
实验准备:
酒精灯、试管、铁架台(带铁夹)、导管、集气瓶、水槽、棉花、镊子、木炭、澄清的石灰水、铁丝
课时安排:1课时
教学设计:
一、创设情境,引入新课
师:从生活中我们了解到氧气的诸多用途,这种神秘的航天助燃剂,大家想不想自己动手去制取呢?下面我们就来完成这项伟大的创造吧!
设计意图:既复习了上节课的内容,更激发了学生的探究热情。
二、提出问题,引导思维
学习探究活动① 在探究之前,我们需要一些必要的知识准备。
(提出问题)
仪器的选择:(根据反应条件和仪器的性质来考虑)用加热高锰酸钾固体的方法制氧气,应选用以上仪器中的___________做反应容器,用___________法来收集气体,选用___________来固定反应容器,热源选用___________。
生:回答问题
设计意图:为下一步学生自己动手设计实验装置做好知识准备。
三、“我探究,我快乐”
学习探究活动②
教师提出问题:下面请同学们自己动手来设计实验室制取氧气的装置。
学生分组讨论,协作设计实验室制取氧气的装置。
设计意图:通过讨论交流,使学生能够基本完成实验室制氧气的装置设计。
学习探究活动③
学生讨论结束后,教师展示实验室制取氧气的装置。
根据装置巧设疑问:
1、制取气体的装置在使用前都要检查装置的气密性,该套装置如何检查气密性?
2、给试管加热时应注意什么?试管口为什么要稍向下倾斜?
3、用高锰酸钾制氧气时试管口放一团棉花的作用是什么?
4、可用什么方法收集氧气?为什么?
5、要收集到较纯净的气体,可用什么方法?
6、实验结束后,先把酒精灯移走还是先把导管从水槽中取出?为什么?
7、进行铁丝在氧气中燃烧的实验时要注意什么?
教师做适当点拨。
生:每个小组成员对每个问题都进行认真探究,每个小组的成员都要提出自己对该装置的观点,这样就可以更好地发挥各种层次的学生的团队精神,也最大限度地让每个学生参与探究活动。
设计意图:通过一系列问题的探究,使学生明确实验中的注意事项,解决下一步实验可能遇到的问题,避免错误操作。
学习探究活动④
要求学生完成以下实验:
1、加热高锰酸钾制取氧气
2、木炭在氧气中燃烧
3、铁丝在氧气中燃烧
要求学生认真观察实验,准确描述实验现象。
教师巡回指导,对实验中出现的错误操作及时纠正,对学生创新性设计给予激励性评价。
生:动手操作,探究氧气的实验室制法,并完成木炭燃烧、铁丝燃烧两个性质实验,认真观察记录实验现象。
设计意图:通过小组回答,完整有关探究活动中的实验现象,提高同学们的观察能力。
四、讨论交流,归纳反思
师:根据实验结果,引导学生汇报实验收获,反思实验中存在的问题,讨论解决问题的方法。
生:总结实验探究收获、体会。
设计意图:培养学生合作和资源共享意识,提高语言的组织表达能力,对所学知识进行拓展。
五:能力拓展
1、实验室用高锰酸钾制氧气大致可分为下列步骤:(1)点燃酒精灯,加热试管;(2)检查装置气密性;(3)装药品并将装置固定在铁架台上;(4)用排水法收集氧气;(5)停止加热;(6)把导管从水槽中取出。正确的操作顺序是:_______
2、实验室制取氧气的操作正确的是[ ] A、先加入药品,再检查装置的气密性
B、用排水法收集氧气时,看到导管口有气泡冒出,就立即收集
C、用向上排空法收集氧气,把带火星的木条放到集气瓶口,木条复燃,证明氧气已收集满 D、氧气的密度比空气大,因此可用向下排空气法收集氧气
设计意图:是引导学生运用本节课题的知识,去解答一些问题,拓展学生的能力。
六、教学反思:
1.加热高锰酸钾制取氧气
反应原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
由于氧气的密度比空气大,且不与空气中的成分发生化学反应,所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。
步骤:
① 查:检查装置的气密性。
② 装:将高锰酸钾装入干燥的试管,并在试管口放一团棉花,并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③ 定:将试管固定在铁架台上。
④ 点:点燃酒精灯,试管均匀受热后,就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤ 收:根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥ 移:把导管移出水槽。
⑦ 熄:熄灭酒精灯。
验满:(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。 检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
注意事项:
◆ 停止反应时,应先把导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水被倒吸入热的试管中,使试管炸裂。
◆ 加热高锰酸钾时,试管口要放一团棉花,防止高锰酸钾被吹入导管,使导管堵塞。
◆ 棉花不要离高锰酸钾太近,否则会导致发生装置爆炸。
2.分解过氧化氢溶液制取氧气
反应原理:2H2O22H2O+O2↑(催化剂可换成硫酸铜溶液)
发生装置:由于反应物是固体和液体,反应不需要加热,所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。 收集装置:由于氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应,所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大,且不与空气中的成分发生化学反应,所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。
验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。 检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
不能用加热过氧化氢溶液的方法制取氧气!因为加热过氧化氢溶液时,过氧化氢分解产生的氧气和水
蒸气一起逸出,水蒸气的干扰会使带火星的木条不能复燃。
3.加热氯酸钾制取氧气
2KCl+3O2↑ 反应原理:2KClO3
发生装置和收集装置:和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。
验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。 检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
二、催化剂 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发生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。
催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变化学反应的产率。
教材是在课堂中是架起师生之间关系的桥梁,在课堂中起着至关重要的作用,所以首先我先谈一谈我对教材的理解。
《制取氧气》是人教版九年级上册第二单元课题三的内容,主要探究实验室制取氧气的三种方法,高锰酸钾加热,过氧化氢分解,氯酸钾加热。本节课将主要对高锰酸钾加热的方法进行讲解。重点讲解实验中仪器装置的注意事项以及氧气的收集方法。制取氧气是初中学生接触的第一个很重要的实验,在中考中也是常见考点之一,所以在整个初中化学阶段占有很重要的地位。
二、说学情
新课改指出,课堂要以学生为主体,所以教师要对学生充分的了解,才能因材施教,有的放矢,本节课我所面对的学生具有以下特点:本节课是初中化学的第二单元的内容,学生也是刚开始接触化学,所以对化学的好奇心还是很重,对化学实验充满了兴趣,这也对我的教学有很大的帮助,但是由于学生还是初步学习化学,所以在实验的注意事项上还需要教师重点讲解。
三、说教学目标
基于以上我对教材和学情的分析,结合新课标的要求,确定了如下的教学目标:
(一)知识与技能
练习连接仪器的基本方法,初步掌握用高锰酸钾制取氧气的实验操作。
(二)过程与方法
学习反应物的状态,反应条件,反应原理决定实验装置,气体的性质决定气体的收集方法和验满方法。
(三)情感态度与价值观
逐步认 知用实验验证化学原理,从而进一步体会到化学是一门以实验为基础的科学。
四、说教学重难点
根据以上教学目标的确定,联系学生的实际情况,我将本课的教学重难点确定为:
教学重点:掌握用高锰酸钾制取氧气的实验操作。
教学难点:掌握实验装置实验时的注意事项,以及气体收集方法。
五、说教学方法
一堂好课离不开教师的教与学生的学,所以就要求教师采用合适的教学方法,才能达到事半功倍的效果,对于本节课我将采用以下教学方法:讲授法,小组讨论法,直观演示法等。
六、说教学过程
一堂课中最重要的还是教学过程的设计,所以接下来我将主要说一下我的教学过程,我将以四个环节来展开我的教学:
(一)设疑导入
首先是导入环节,我将采用设疑导入的方法,具体来说:同学们,上节课我们已经学习过了氧气的性质,氧气在生活中非常重要,工业中大量制取氧气,是通过分离空气,利用不同的气体沸点不同的原理来获得大量氧气,属于物理变化。那么在实验室中,我们是如何获得纯净的氧气的呢?今天就让我们一起来学习实验室中制取氧气的方法。板书课题。
(设计意图)通过联系之前学习过的内容和学生已有的生活经验,进行设置疑问,一方面可以激发学生的好奇心,另一方面也顺利地引入我的课题。
(二)新课教学
接下来就进入到我的新课教学环节,在本环节中我将主要讲解高锰酸钾制取氧气的方法,并按照以下三个环节依次展开:
1.制取原理讲解
我会先让学生观察高锰酸钾的颜色,状态,并进行讲解高锰酸钾是暗紫色固体,在加热时会分解产生氧气,同时板书文字表达式。
1.实验装置介绍
让学生先通过教材上的插图来观察,并且提问实验中需要用到的实验器材都有哪些?我会适时点拨并总结出试验中需要的装置有铁架台、酒精灯、大试管(带塞子)、导管、棉花、水槽,集气瓶。并且我会演示实验装置的连接,并让学生指出哪一部分是实验发生装置,哪一部分是收集装置。进而引导学生联系药品的状态和选用实验发生装置的关系,由于高锰酸钾是固体,反应条件是加热,所以可以选择直接加热并且便于防止固体药品的装置。收集装置部分,由于氧气不易溶于水,所以可以选择排水集气法。本环节主要是让学生总结出实验室制取气体一般的发生装置与收集装置的选择规律。
2.演示实验过程
实验制取的过程,由于学生刚刚接触制取实验,防止意外发生,所以我选择进行演示实验的方法,来让学生进行观看。学生看完我演示完该制取实验之后,我会找学生来复述整个实验过程。学生通过回想来描述实验过程,可以使学生更深刻的认识制取氧气的过程,为后边的讨论打下基础。演示实验完成之后,我会指名学生来上前进行操作,并且在操作的过程中,适时提出问题,让学生进行讨论。具体问题为:
为什么试管要略向下倾斜?
为什么试管口要装一团棉花?
排水法收集氧气时为什么要等冒出均匀的气泡后才开始收集?
④收集完毕后,为什么先将导管移出再熄灭酒精灯?
⑤收集完成后,如何验证气体是否集满?
学生通过讨论之后,我会结合学生的答案进行总结:
防止药品中的水蒸气在加热时凝结在试管口温度较低的小水珠倒流回温度很高的试管底部发生试管破裂或爆炸。
防止高锰酸钾粉末进入导管。
刚开始产生的气体不纯,因为混有试管中的空气,所以要等待气泡均匀后再开始收集。
④防止先拿走酒精灯,温度降低,产生压强,水槽里的水进入试管中发生爆炸。
⑤将带火星的小木条放在瓶口处,如果木条复燃,说明集满。
(设计意图)整个新课环节围绕着实验展开,通过让学生观察与动手亲自操作并且积极思考,真正的让学生成为了课堂的主人,并且可以加深学生对整个制取过程的印象。
(三)巩固延伸
巩固延伸环节,我会通过播放一段有错误的制取氧气的过程,让学生进行观看,并且指出错误之处。
(设计意图)此环节为了巩固实验中的注意事项,进一步加深学生的理解,并且可以及时检验学生的学习成果。
(四)小结作业
接下来是小结作业环节,我会指名学生站到讲台上来,带领全班同学进行本节课的总结。最后我布置课后任务,课后预习另外两种制取氧气的方法,并且总结出三种方法的异同点。
(设计意图)新课标中指出,学生是教学的主体,所以在课堂上我时刻注意把课堂还原给学生,通过让学生站到讲台上总结的方式,一方面顺利地把课堂充分的还给学生,另一方面也可以锻炼学生发言的勇气。课后任务,也可以培养学生的预习与自学的能力。
七、说板书设计
氧气的实验室制法
1.药品:
过氧化氢和二氧化锰或高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰
2.反应的原理:
(1)过氧化氢 水+氧气
(2)高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 (导管口要塞一团棉花)
(3)氯酸钾 氯化钾+氧气
3.实验装置
4.收集方法:
密度比空气大——向上排空气法(导管口要伸到集气瓶底处,便于将集气瓶内的空气赶尽)
难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应——排水法(刚开始有气泡时,因容器内或导管内还有空气不能马上收集,当气泡连续、均匀逸出时才开始收集;当气泡从集气瓶口边缘冒出时,表明气体已收集满)。
本方法收集的气体较纯净。
5.操作步骤:
查:检查装置的气密性。
装:将药品装入试管,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管。
定:将试管固定在铁架台上
点:点燃酒精灯,先使试管均匀受热后对准试管中药品部位加热。
收:用排水法收集氧气
离:收集完毕后,先将导管撤离水槽。
熄:熄灭酒精灯。
6.检验方法:
用带火星的木条伸入集气瓶内,如果木条复燃,说明该瓶内的气体是氧气。
7.验满方法:
(1)用向上排空气法收集时:将带火星的木条放在瓶口,如果木条复燃,说明该瓶内的氧气已满。
(2)用排水法收集时:当气泡从集气瓶口边缘冒出时,说明该瓶内的氧气已满。
8.注意事项:
(1)试管口要略向下倾斜(固体药品加热时),防止药品中的水分受热后变成水蒸气,再冷凝成水珠倒流回试管底部,而使试管破裂。
(2)导管不能伸入试管太长,只需稍微露出橡皮塞既可,便于排出气体。
(3)试管内的药品要平铺试管底部,均匀受热。
(4)铁夹要夹在试管的中上部(离试管口约1/3处)。
(5)要用酒精灯的外焰对准药品的部位加热;加热时先将酒精灯在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对准药品部位加热。
(6)用排水法集气时,集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下),导管伸到瓶口处即可;用向上排空气法收集时,集气瓶正放,导管口要接近集气瓶底部。
(7)用排水法集气时,应注意当气泡从导管口连续、均匀地放出时再收集,否则收集的气体中混有空气。当集气瓶口有气泡冒出时,证明已满。
(8)停止反应时,应先把撤导管,后移酒精灯(防止水槽里的水倒流入试管,导致使馆破裂)
(9)收集满氧气的集气瓶要正放,瓶口处要盖上玻璃片
(10)用高锰酸钾制取氧气时,试管口要塞一小团棉花。
如何提高化学成绩
同学们必须善于阅读课本,做到课前预读、课后细读、经常选读等,既重视主要内容,也不忽视小字部分和一些图表及选学内容,因为这些内容有助于加深对主要内容的理解及拓宽知识面。课后细读时要边读边记边思考,争取能将预习、听课中未解决的问题全部解决。
常见盐与碱的溶解性
钾(盐)、钠(盐)、铵盐全都溶,硝酸盐遇水影无踪。
硫酸盐不溶硫酸钡,氯化物不溶氯化银。
碳酸盐只溶钾(盐)、钠(盐)、铵(盐)。
例1:化学是一门以实验为基础的科学,化学所取得的丰硕成果与实验的重要作用是分不开的。下面四种途径都可以得到氧气:
写出实验室中通过甲、乙两种途径制取氧气的化学方程式:
甲______________________;乙________________。
化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作。从实现原料和反应过程的绿色化考虑,你认为在中学化学实验室中,甲、乙、丙三种制取氧气的途径中,_____________(填“甲”“乙”或“丙”)途径更能体现化学实验的绿色化追求。
解析:在实验室里,常采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制取氧气。由于过氧化氢分解的产物是氧气和水,对环境无污染,加之过氧化氢本身无毒、无害,故相比之下,通过分解过氧化氢溶液制取氧气更符合化学实验的绿色化要求。
点拨:绿色化学又称环境友好化学,其核心就是利用化学原理从源头消除污染。解答本题的关键是读懂题给信息,理解化学实验绿色化的含义。
二、实验装置
例2:请根据图示回答下列问题:
(1)写出图中标号的仪器名称:①_____________,②_____________。
(2)实验室欲用高锰酸钾制取氧气,应选择的气体发生装置是_____________,产生氧气的化学方程式为_____________。
(3)已知过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气。如果在实验室中用过氧化钠和水反应来制取一瓶干燥的氧气,选用装置是_______。
(4)通过上述两种制取氧气的方法所选用发生装置的对比,你觉得选择气体发生装置应考虑的因素是______________________________。
(5)装置A和C都可以作为实验室制取同种气体的发生装置,A和C相比,具有哪些优点?(答出一条即可)_____________________________。
解析:用高锰酸钾制取氧气时,因高锰酸钾是固体,且反应需要加热,因此应选B装置作为发生装置。过氧化钠和水反应时,因过氧化钠是固体,水是液体,二者常温下便可反应,不需要加热,因此应选A或C作为发生装置。用排水法收集到的氧气中含有一定量的水蒸气,故要得到干燥的氧气就得用向上排空气法收集。从原理上看,A和C是同一类型的装置,但A装置中使用了分液漏斗,可随时添加液体药品,而且可以通过调整滴加液体的快慢来控制反应的速率。
答案:(1)锥形瓶,酒精灯;(2)B,2KMnO4
K2MnO4 + MnO2 + O2↑;(3)A、E(或C、E);(4)药品的状态和反应条件;(5)便于添加液体反应物,控制反应速率。
点拨:初中化学中制取气体的典型发生装置有两套,即固体加热装置和固液反应不需加热装置,究竟选用哪种装置制取气体,由反应物的状态及反应条件决定。气体的收集方法由气体的溶解性及气体的密度决定。选择时要紧扣实验目的。
三、操作步骤
例3: 下图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的实验装置图,下列关于氧气制取和收集的实验操作错误的是( )。
A. 往试管里装药品前必须检验装置的气密性
B. 给试管里的药品加热前要先给试管预热
C. 要等到气泡连续均匀放出才能开始收集气体
D. 实验结束时,应先熄灭酒精灯,然后把导管口移出水面
解析:按照正确的步骤进行操作是取得试验成功的重要保证,也是确保实验安全的需要。无论制取任何气体,都应该先检查装置的气密性,只有在装置不漏气的前提下才能加药品。加热后,试管中原先含有的空气首先逸出,若收集过早,得到的氧气不纯。实验结束时,如果先熄灭酒精灯,后从水槽中撤出导管,此时温度降低,试管中的压强减小,水槽中的水会倒流入试管,致使试管破裂。
答案:D。
点拨:做实验时,必须按照规定的步骤和方法进行,不得随意颠倒先后顺序。学习中要善于总结、归类,如制取气体时应该先检查装置的气密性然后加药品,刚开始产生的气体一般不宜立即收集等。
四、气体检验
例4: 小雨对爸爸给患病的奶奶购买的“便携式制氧器”产生了浓厚的兴趣,他仔细阅读说明书,了解了它的工作原理和所用的药品。在老师的指导下,小雨用过碳酸钠固体和二氧化锰做如下实验,请你一并参与。
【查阅资料】过碳酸钠溶于水时,生成碳酸钠和过氧化氢,可用于制取氧气。
【设计与实验】
(1)组装气体发生装置时应选择上图中所示的仪器_____(填字母),理由是___________。
(2)氧气具有的性质是_____________,可用_____________法收集。
(3)如何验证收集到的气体是氧气?(简述实验操作与现象)____________。
解析:气体的检验方法是由气体的性质决定的。氧气具有助燃性,能使其他物质燃烧得更旺,因此可用带火星的木条伸入集气瓶内检验,观察木条是否复燃。
答案:(1)ABCFG或ACEG,反应物是固体和液体且反应不需要加热;(2)不宜溶于水且不与水反应,排水;(3)将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃。
点拨:解答时要认真审题,弄清题目要求,本题中尤其要注意气体的验证与验满是两个不同的操作。
五、结果分析
例5 “化学反应条件的控制是实验灵魂。”某校化学兴趣小组在老师指导下,进行了“影响双氧水分解因素”的实验。请你帮助回答下列问题。
(1)取两只大试管,分别倒入适量的6%、15%的双氧水,再加入等量的MnO2,各收集一小试管气体,发现浓度大的先收集满。可见影响双氧水分解的因素是___________。
(2)取a、b两支试管加入等体积6%的双氧水,再分别加入少许MnO2粉末、CuO粉末,发现a中比b中产生气泡多且快。随即用带火星的木条分别悬空伸入试管内,发现a中火星复燃,b中火星仅发亮但不复燃。由此得出影响双氧水分解的因素是___________。
(3)再取一支试管倒入适量6%的双氧水,仔细观察溶液内有少量细小气泡浮起;然后将该支试管浸入约80℃的热水中,溶液气泡明显增多。分析两者现象差异的原因是________。
解析:用控制变量法可以解决多变量的复杂问题。所谓控制变量法是指在研究某个变量的影响时,只改变这个量的大小,保持其他量不变,确定这个变量的变化对问题有何具体影响,从而解决所要研究的问题。
(1)在加入等量的同种催化剂(MnO2)后,收集到相同体积的氧气用15%的双氧水所需的时间短,可见双氧水的浓度越大,反应速率越大。
(2)向等体积同浓度(6%)的双氧水中分别加入MnO2粉末和CuO粉末,同时用带火星的木条检验,发现放MnO2粉末的试管中木条复燃,说明MnO2对双氧水分解的催化作用更强。
(3)用6%的双氧水做实验,温度升高,溶液内气泡明显增多,这表明温度越高,双氧水分解的速率越大,即单位时间内产生的氧气越多。
答案:(1)双氧水的浓度;(2)催化剂的种类;(3)温度越高,双氧水分解的速率越大。
气体制取设计思路一般为发生装置(先组装装置并检验装置的气密性)→净化装置→干燥装置→收集装置→验证气体性质装置→尾气处理装置(对有毒气体用溶液吸收或燃烧掉)等。
实验室制取二氧化碳是根据反应物的状态(大理石为固体、稀盐酸为液体)和反应条件(常温)发生装置(与用过氧化氢溶液制取氧气类似),二氧化碳的密度比空气大且易溶于水收集装置(用向上排气法,不用排水法)。工业上常用煅烧石灰石可制得副产品二氧化碳气体(CaCO3CaO + CO2↑)。另外,从实验室制取二氧化碳可得到碳酸盐的检验方法:用试管取样品少许,滴加稀盐酸,并将产生的气体通入到澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳气体,原样品含有碳酸盐。
初中化学反应基本类型
①化合反应: 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应。
如:A + B = AB
②分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
如:AB = A + B
③置换反应:由一种单质和一种化合物起反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
如:A + BC = AC + B
④复分解反应:由两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应。
如:AB + CD = AD + CB
氧气的性质:
1.氧气的性质
物理性质:通常状况下,无色无味气体;密度比空气稍大;常温时,1L水中能溶解30mL氧气(水中生物就是靠溶解在水中的氧气呼吸的)。
化学性质:氧气的化学性质活泼,可以和许多物质发生氧化反应。
例如:
2.氧气的用途
潜水、登山供给呼吸,太空行走供氧呼吸,这是利用了氧气缓慢氧化的性质。
炼钢、气割气焊以及支持燃烧,这是利用了氧气剧烈氧化的性质。
催化剂:
在分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾中,都用到了二氧化锰,其作用就是加快反应进行,在反应前后二氧化锰本身没发生任何变化,质量也不变。
化学中把这种在化学反应里能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没有发生变化的物质叫做催化剂。
催化剂所起的作用,叫做催化作用。
实验室制取氧气,是我们要学习的重中之重。这是中考实验题经常会考到的内容,在以后的更新中我们还会详细讲到。
工业制取:
液化空气制取氧气是工业上常用的方法(利用空气中各气体沸点不同进行分离)。
利用膜分离技术富集空气中的氧气,也是近年来新出现的方法。
氧气这部分内容是我们中考重点考察的对象,选择题、填空题一般考察氧气的性质和用途,实验题和计算题则主要以氧气的实验室制法为重点进行考察。
中考题目
1.氧气是空气的主要成分之一,有关氧气的说法错误的是( )
A.用带火星的木条可以检验氧气
B.用加热高锰酸钾的方法可以制取氧气
C.鱼类能在水中生活,证明氧气易溶于水
D.铁丝能在氧气中燃烧,火星四溅,产生黑色固体
答案:C
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