九年级化学上册教案制取氧气

1、课题3二制取氧气4、教学目的要求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. 了解分解反应。4. 初步了解催化剂和催化作用。二、本课题分析本课题内容可以分为两部分，一部分是【实验2-5】、【实验2-6】及分解反应，另-部分是活动与探究，由学生制取氧气并试验氧气的性质。本课题的重点是氧气的制法及实验操作。难点是催化剂的概念。1. 【实验2-5】、【实验2-6】是实验室制取氧气的反应原理。同时介绍了催化剂。催 化作用虽不是重点，但却是教学的难点。【实验2-5】要引导学生认真观察并思考：(1) 不加热过氧化氢溶液时，带有火星的木条不能复燃；(2) 加热过氧化氢溶液时，带有火星的木条复燃；(3) 不加热，但在过氧化氢溶液中加入二氧化锰时，带有火星的木条复燃。此时学生会产生过氧化氢溶液与二氧化锰反应，二氧化锰也是一种反应物的想法。这 时再做【实验2-6】，并加以解释，引出催化剂的概念。2. 由于过氧化氢溶液分解制取氧气时，需要用二氧化锰做催化剂，因此在这里介绍催化剂和催化作用。催化理论是一个难度较大的课题，在此只

2、能根据实验的表面现象作些简单的介绍，使学生了解催化剂和催化作用。当然催化剂在生产和科学研究中具有广泛应用，生物活体中的酶也是一种生物催化剂。学习这些可以激发学生学习化学的自觉性和积极性。在本课题的习题中安排了一道习题， 延续这个实验，让学生探索有没有其他物质能代替二氧 化锰做催化剂，并用一些新的方法制取氧气，试验性质。这样的习题有利于培养学生创造能 力。3. 分解反应的概念可以在分析过氧化氢溶液分解的文字表达式后引出，并注意跟化合 反应的要领相对照，找出二者的区别。4. 氧气的工业制法主要是分离液态空气。液态空气的分馏应属物理方法，全过程很少 涉及化学变化。在本课题中把这部分内容作为资料供学生阅读。5. 本课题的活动与探究，实际上是由学生亲自动手制取氧气并试验氧气的性质。要注 意交待清楚以下几个问题：(1) 实验装置和操作原理。图？ IG是绘制的装置图，图2-17是制取氧气的装置照片，要引导学生对照观察。学会观察图示是一种基本的观察能力。按照讨论的顺序，引导学生从左到右，从上到下认真观察。(2) 引导学生讨论实验中应注意哪些问题。如仪器怎样装置？怎样检查仪器的气密性 ？怎样装入固体试剂

3、 ？式管口内为什么要放一团棉花 ？试管口为什么要稍向下倾斜 ？怎样用酒精 灯给试管加热？为什么可以用排水法收集氧气？收集气体后为什么要先将导管从水中撤出，然后再移去酒精灯？等等。(3) 用带有火星的木条去试验氧气，是鉴定氧气的一种常用方法(本实验如用线香更容易控制)。三、实验说明和建议1. 【实验2-5】加热过氧化氢溶液时，应小心，以防大量气体喷出。2. 【活动与探究】由于制取氧气的实验技能要求比较高，注意事项多，仍有必要在实验前向学生充分交 代清楚。某些操作，例如，用排水法收集气体，有必要让学生事先练习，以免实验时忙乱， 导致较多的氧气在空气中逸散而损失。在由两个学生组成的实验小组中，可让一个学生用一根导管缓慢而连续地吹气以代替气体发生器，另一个学生做排水法收集气体的练习，要求达到能连续地收满23瓶气体。然后两人交换练习，直到都能较熟练地操作为止。对于铁架台、铁夹、铁环等，学生也是第一次亲自操作，因此应让他们做几次操作练 习。本实验采用高锰酸钾受热分解以制取氧气的方法，是由于高锰酸钾的分解比较平稳， 易于掌握，不致发生意外事故。要学生认真预习实验步骤和注意事项。提醒学生注意以下几点：

4、(1) 检验装置的气密性。(2) 加入高锰酸钾，并使之倾斜地铺在管底，不要让它堆积在底部。在试管中放一小团 棉花。(3) 按顺序装配仪器，并注意铁夹要夹在离管口约1/4处，试管管口要略向下倾斜。(4) 加热时，先要把试管均匀预热，然后集中在试管有药品的部分加热，并缓慢地向管底方向移动，使高锰酸钾有控制地逐渐分解，氧气平稳地放出，便于收集。(5) 开始加热时排出的是空气，当气泡连续地并比较均匀地放出时，才是氧气，这时才 能收集。(6) 停止加热时，先要把导管移出水面，然后熄灭酒精灯。(7) 在进行炭和铁丝在氧气中燃烧实验时，要注意由瓶口向下缓慢插入，并使燃着的炭 和铁丝保持在集气瓶的中央，而不要靠近瓶壁，以免瓶子受高热而炸裂。四、部分习题参考答案及说明1. 该题从反应物和生成物的角度比较化合反应和分解反应。2. (1)C(2)B3. 此题引导学生思考如何得到平稳气流，为第4题做些准备。4. 这是一道探究活动习题，综合有关氧气知识进行复习。这样的习题将会在培养学生 创造力方面起一定作用。用氧化铜、氧化铁、红砖粉末等都可以代替二氧化锰作催化剂使过氧化氢溶液分解。 学生也可以再试一试其他什么物

5、质可以作这一反应的催化剂。把催化剂放在试管里，塞好带有导管的瓶塞，用注射器向内逐滴加入过氧化氢溶液， 可以得到平稳的气流，同时也便于收集。学生设计的方案可能是多种多样的，对此教师应予以鼓励。对于不正确或可能不成功 的方案，只要没有危险，教师也应让学生试一试。 学生会从探索中体验到成功的乐趣或获得 失败的经验。只要学生积极思考了，认真去做了，在这个过程中一定会有收获的。提供的表格仅供参考，学生可以自行设计实验目标、方案、步骤等。但设计好后，应 由教师审查后再实施。五、资料1催化剂和催化作用仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率，而本身的组成和质量并不改变的 物质就叫催化剂。催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时，叫做单相催化作用；催化剂跟反应物属不同相时，叫做多相催化作用。使化学反应加快的催化剂，叫做正催化剂；使化学反 应减慢的催化剂，叫做负催化剂。例如，酯和多糖的水解，常用无机酸作正催化剂；二氧化硫氧化为三氧化硫，常用五氧化二 钒作正催化剂，这种催化剂是固体，反应物为气体，形成多相的催化作用，因此，五氧化 二钒也叫做触媒或接触剂；食用油脂里加入0.01%0.02%没食子酸正丙酯，

6、就可以有效地防止酸败，在这里，没食子酸正丙酯是一种负催化剂（也叫做缓化剂或抑制剂）。目前，对催化剂的作用还没有完全弄清楚。在大多数情况下，人们认为催化剂本身和 反应物一起参加了化学反应，降低了反应所需要的活化能。有些催化反应是由于形成了很容 易分解的“中间产物”，分解时催化剂恢复了原来的化学组成，原反应物就变成了生成物。 有些催化反应是由于吸附作用，吸附作用仅能在催化剂表面最活泼的区域（叫做活性中心）进行。活性中心的区域越大或越多，催化剂的活性就越强。反应物里如有杂质，可能使催化剂的活性减弱或失去，这种现象叫做催化剂的中毒。催化剂对化学反应速率的影响非常大，有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万 倍以上。催化剂一般具有选择性，它仅能使某一反应或某一类型的反应加速进行。例如，加热时，甲酸发生分解反应，一半进行脱水，一半进行脱氢：HCOOH=H+COHCOOH=+CQ如果用固体AI2Q作催化剂，则只有脱水反应发生；如果用固体ZnO作催化剂，则脱氢反应单独进行。这种现象说明，不同性质的催化剂只能各自加速特定类型的化学反应过程。因此，我们利用催化剂的选择性，可使化学反应主要向某一方向进行。在

7、催化反应里，人们往往加入催化剂以外的另一物质，以增强催化剂的催化作用，这 种物质叫做助催化剂。助催化剂在化学工业上极为重要。例如，在合成氨的铁催化剂里加 入少量的铝和钾的氧化物作为助催化剂，可以大大提高催化剂的催化作用。催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，现在几乎有半数以上的化工产品，在 生产过程里都采用催化剂。例如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂， 乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。酶，是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的蛋白质，旧称酵素。生物体的化学 反应几乎都在酶的催化作用下进行。酶的催化作用同样具有选择性。例如，淀粉酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖，蛋白酶催化蛋白质水解成肽等。酶在生理学、医学、农业、工业等方 面，都有重大意义。目前，酶制剂的应用日益广泛。2催化剂的发展催化剂已经为发展化学化工建立了不少功劳，但是，随着工业生产向高效率方向发展， 以及保护环境方面提出的要求，催化剂必须进行更新换代。 例如，在不少有机化工和高分子合成生产中，虽然都已经使用了催化剂， 但是反应仍需在高温高压下进行，探索在温和条件（常温常压）下

8、生产，是化学家的奋斗目标。又如， 绿色化学是化工生产方向，正在发展中的 生物催化剂（例如酶催化剂）就是一种环境友好的催化剂。3. 氧气的工业制法要想使空气液化，就需要把空气冷却到临界温度以下。空气及氧气、氮气的沸点、临 界温度和临界压力如表 2-2所示。表2-2几种气体的沸点、临界温度和临界压力气体种类沸点厂C （在101 kPa时）临界温度/C临界压力/MPa空气-193.0-140.53.766氧气-182.9-118.45.043氮气-195.8-146.83.400*1 MPa=1x 10 6 Pa。在工业上使空气冷冻液化，是利用它在绝热条件下膨胀时本身温度会下降的性质。压缩了的气体经过阀门的狭窄孔隙降到低压的膨胀过程叫做“节流”。气体在节流膨 胀时，必须克服分子间的引力作功，因而消耗一定内能并表现为气体温度降低。如果将空气加压到3X 104 kPa,再使它经过膨胀机膨胀到100 kPa,则可降温约100 C。再将通过膨胀降温的冷空气送回热交换器，与来自压缩机的高压空气进行热交换，将高压空气冷却。冷却了的高压空气再经过节流膨胀，温度又进一步降低。如此循环一定时间后，通过热交换器深冷的高压空气就能冷却到足够的低温，当它继续降压膨胀时，就有一部分冷凝成液态空气。液态空气主要是由液态氧、氮和液态稀有气体所组成的混合物（水和二氧化碳已事先除去）,可以在有多层塔板的特制精馏塔内将它们分离。

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