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初步培养学生分析、对比和迁移知识的能力。
情感态度与价值观:
初步懂得用实验来探究物质性质和制备的科学方法,培养学生对化学的好奇心和探究欲,发展学习化学的兴趣。
教学重难点
重点:
实验室制取氧气的反应原理和操作方法,分解反应
难点:
对催化剂和二氧化锰在分解过氧化氢反应中所起催化作用的理解。
教学过程
1.导入
我们在探究氧气的化学性质时,使用了许多瓶氧气,那么这些氧气是怎样制得的?
空气中有丰富的氧气为什么还要制取氧气?
在生活、生产以及科学实验活动中需要较纯的氧气,而不能用含部分氧气的空气,所以需要制取氧气。
2.情景分析
实验步骤
现象
推断
1、量取4mL过氧化氢溶液加入试管中,将带火星的木条伸入试管上部。
带火星的木条不复燃
无氧气放出
2、另取少量二氧化锰装入试管中,又将带火星的木条伸入试管内。
3、再取4mL过氧化氢人溶液加入另一支试管,用药匙加入少量二氧化锰,将带火星的木条伸进试管口
带火星的木条复燃
有氧气放出
4、待实验3的试管内的液体不在放出气泡时,再重新加入4mL过氧化氢溶液,再用带火星的木条伸进试管口。
催化剂:
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。
实验室高锰酸钾制取氧气
1.用排水法收集氧气时,要先将集气瓶装满水,倒立于水槽中,瓶底不能有气泡;
当气泡连续、均匀冒出时,再把导管口放在瓶口内开始收集;
导管口一开始冒气泡时,不宜立即收集,因为此时的氧气中混有空气.当瓶内收集满氧气(瓶内的水全部排净)时,要在水下用毛玻璃片盖好后取出;
将集气瓶正放在桌面上备用即可.
2.用向上排空气法收集氧气时,一定要将导管伸到集气瓶的底部,并且收集的时间要稍微延长一点(以防瓶内的空气排不干净),还要注意用毛玻璃片盖住一半瓶口(以防密度更大的气体进入瓶内);
否则,会使收集的氧气的纯度不高.不过,这样收集的氧气的纯度确实不如用排水法收集的高,但是比较干燥.
氧气的检验和验满
氧气的检验方法如图所示:
,就是用带火星的木条伸入瓶内(或试管内)来检验,如果它能使带火星的木条复燃,则
证明该气体是氧气.而氧气的验满方法是把带火星的木条放在瓶口来验满,如果带火星的木条在瓶口能复燃,则证明该瓶氧气已经收集满了.
查---装---定---点---收---离----熄
把导管的一端进入水里,俩手紧贴试管的外壁,如果装置不漏气,里面的空气受热膨胀,导管口有气泡冒出,松开两手,使它冷却,导管中就会形成一段水柱
试管口略向下倾斜(防止水倒流炸裂试管)伸入试管的导气管不应过长,刚露出橡皮塞
即可(便于气体排出)
实验完毕后,先从水中取出导气管,再熄灭酒精灯(防止水倒吸
而炸裂试管)。
分解反应:
由一种物质生成俩种或两种以上新物质的反应。
通式:
AB----A+B
氧气的工业制法
氧气的工业制法,它是利用氧气和氮气的沸点不同,来分离出氧气.具体步骤是:
首先将空气净化除去杂质等,然后在高压低温的条件下,使空气液化,控制温度蒸发液态氮气,沸点较低的氮气先蒸发出来,余下的便是沸点较高的淡蓝色液态氧气,将其加压贮存在钢瓶中备用即可.
3.综合应用
【制取氧气命题方向】该考点的命题方向主要是通过设置相关的实验、问题情景,特别是结合着实验室制取氧气的装置,来考查学生对实验室制取氧气的反应原理的理解和掌握情况.题型有选择题、填空题、实验探究题.中考重点是考查学生对氧气的实验室制取原理的表达能力(即实验室制取氧气的文字表达式和化学方程式的书写能力),各物质的颜色、状态,反应的条件、类型,以及对催化剂、催化作用的理解.
催化剂的特点与催化作用【知识点的认识】催化剂的特点概括起来说有三个:
1.“一变,两不变”,即能改变化学反应的速率,而本身的质量和化学性质不变.
2.“针对性”,即催化剂针对某个化学反应来说,才有意义.例如,不能笼统地说:
二氧化锰是催化剂,或者催化剂是二氧化锰等;
而应该表达为:
二氧化锰是过氧化氢(或氯酸钾)分解的催化剂.
3.“多样性”,即某个化学反应的催化剂可能有多种.例如,在过氧化氢分解的反应中,二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂.而催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用(即能改变化学反应的速率).它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况.
制取氧气的操作步骤和注意点
【知识点的认识】由于制取氧气的原理和方法不同,所以其操作步骤和注意点也稍有不同.具体的情况是这样的:
1.采用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时,操作步骤和注意点分别是连(连接仪器、组装实验装置;
要小心,不可用力太大,切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞,并且,导管稍微露出橡皮塞即可)→查(检查装置的气密性;
)→加(加入固体药品;
)→倒(倒入液体药品;
注意长颈漏斗的下端要浸在液面下)→定(用铁架台固定仪器装置,固定时从试管的底部插入,夹在其中上部,先用捏住铁夹,再旋动铁夹上的螺丝,但不可用力过猛;
当用锥形瓶做反应器时,此步可省)→收集.
2.采用加热氯酸钾或加热高锰酸钾分解制取氧气时,操作步骤和注意点分别是连(连接仪器、组装实验装置;
)→装(向试管里装入固体药品;
注意用高锰酸钾时,在试管口放一团棉花)→定(用铁架台固定仪器装置;
固定时从试管的底部插入,夹在其中上部,先用捏住铁夹,再旋动铁夹上的螺丝,但不可用力过猛)→点(用火柴点燃酒精灯,给试管加热;
注意要用外焰,先预热,再固定在有药品的部位加热)→收集→移(把导管移出水面)→熄(熄灭酒精灯)
课堂作业
1.(2014•贺州)下列实验基本操作正确的是( )
A.B.C.D.
取用锌粒氧气验满滴加液体读取液体体积
2.(2014•南宁)做木炭在氧气中燃烧的实验时,实验现象不明显,原因可能是收集本实验所用氧气过程中( )
A.用向下排空气法收集氧气B.将满氧气的集气瓶正放在桌面上
C.收集满氧气后,在水面下用玻璃片盖住瓶口移出水槽
D.收集氧气时,观察到导管口气泡连续均匀放出时开始收集
3.(2014•南昌)实验室可用于氯酸钾制取氧气的装置组合是( )
A.①④B.②③C.①⑤D.②⑤
4.(2014•成都)实验室制取氧气,下列说法错误的是( )
A.装置①可用于高锰酸钾制取氧气B.装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气
C.装置③可用于收集氧气D.装置④可用于收集氧气
5.(2014•宿迁)下列有关氧气的制取、收集、验满、性质的实验中错误的是( )
制取收集验满性质
6.(2014•海安县模拟)通过一年的化学学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关规律,如图是老师提供的一些实验装置,根据图示回答下列问题:
(1)关闭B装置中的止水夹后,从长颈漏斗向锥形瓶中注入一定量的水,静止后如图所示,则B装置是否漏气?
(填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”).
(2)选用E装置收集氧气,收集的氧气不够纯,其原因可能是(写出一点).
(3)小枫同学用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物来制取氨气,他应选择的发生装置是,若收集氨气的装置只能用C,由此可知氨气所具有的性质是(写出一点).
(4)NH3是一种碱性气体,干燥时不能选用下列干燥剂中的(填序号).
A.固体氢氧化钠B.浓硫酸C.生石灰
(5)小雯同学将收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞的水中,观察到的现象是集气瓶内的水面上升,而且水变(填一种颜色).
7.(2014•永州)氟氯代烷(商品名为氟利昂)在历史上是有名的制冷剂,它是在一定条件下用氟、氯原子取代CH4中的氢原子制得,如CF2Cl2、CFCl3等都属于氟氯代烷.在20世纪七八十年代科学家认识到氟氯代烷是破坏地球生命的“保护神”--高空臭氧层的主要物质,氟氯代烷上升到高空后,在紫外线的照射下分解出氯原子,参与破坏臭氧的反应:
①Cl+O3=ClO+O2;
②O3O2+O;
③ClO+O=Cl+O2;
总反应:
2O3=3O2
请回答下列问题:
(1)反应结果是O3变成了O2,Cl在其中起作用.
(2)已知:
氟氯代烷破坏臭氧的能力与化合物中氯元素的质量分数成正比.请分析氟氯代烷破坏臭氧的能力
CFCl3CF2Cl2(填“>”、“=”或“<”)
8.(2014•吉州区二模)下列实验操作中,“先”与“后”的顺序正确的是( )
A.制备气体时,先装药品,后检查装置的气密性
B.用排水法收集完氧气,先把导管移离水面,后停止加热
C.某同学用pH试纸制定未知溶液的pH时,他先用蒸馏水将pH试纸提纲,然后再测定未知溶液的pH
D.用量筒量取10mL液体时,先倒入接近10mL的液体,后用补充刻度线
9.(2014•道里区一模)如图是某化学兴趣小组在实验室用固体纯净物制取氧气.请回答下列问题:
(1)在图中标出仪器A的名称,一般情况下该仪器的作用是:
;
(2)若要用收集的气体做铁丝燃烧的实验,在收集时,应注意哪些问题(答两点);
(3)用图中方法收集氧气,如何判断已经集满
10.(2014•包河区一模)正确回答第(4)题可获得4分的加分,但卷面成绩不超过60分
下表是某校化学兴趣小组用过氧化氢制取氧气的两组对比实验来探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据(常温通常指20℃)
实验序号
过氧化氢溶液浓度
过氧化氢溶液质量
温度
二氧化锰粉末用量
氧气体积
反应所需时间
第一组
①
5%
12g
20℃
0.2g
125mL
20s
②
30%
2s
第二组
③
40℃
无
148s
④
90℃
82s
(1)第一组对比实验中的变量是,你认为最适合在实验室用过氧化氢制取氧气的实验是(填序号).
(2)第二组对比实验的变量是,说明化学反应快慢与温度的关系是.
(3)如果要证明二氧化锰在化学反应前后的化学性质不变,你用什么实验方法?
请写出实验的步骤、现象和结论
(4)查阅资料可知氧化铜也能加快过氧化氢的分解反应速率.给你一根铜丝、酒精灯、坩埚钳、石棉网、火柴、试管、5%过氧化氢溶液等,请你设计实验,写出实验步骤和现象.
11.(2014•安徽一模)小雨阅读课外资料得知:
双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂,于是他对氧化铜产生了探究兴趣.
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?
它是否比二氧化锰催化效果更好?
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略).
KclO3质量
其它物质质量
待测数据
1.2g
/
CuO0.5g
MnO20.5g
(MnO2二氧化锰,CuO氧化铜)
(1)上述实验应测量的“待测数据”是.
(2)若实验②比实验①的“待测数据”更(填“大”或“小”),说明氧化铜
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