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2019-2020年九年級化學上冊 第二單元課題3 制取氧氣（第1課時）示范教案 人教新課標版 本課題內(nèi)容可以分為兩部分，一部分是【實驗25】、【實驗26】及分解反應，另一部分是活動與探究，由學生制取氧氣并試驗氧氣的性質。 本課題是學生開始學習化學以來第一次接觸到具體氣體物質的制法，教師要引導學生分析制取氣體時應考慮的各種因素，如反應原理、反應條件、制取氣體的性質，學生會從中得到相關信息，確定制取氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置等，從而培養(yǎng)學生的分析能力和判斷能力。并為以后探究二氧化碳的制取方法奠定了堅實的基礎。 課時分配：2課時 整體設計 三維目標 1.知識與技能 （1）了解實驗室中制取氧氣的主要方法和原理，初步了解通過化學實驗制取新物質的方法； （2）練習連接儀器的操作，學習檢查裝置的氣密性，動手制取氧氣； （3）認識分解反應、催化劑及催化作用。 2.過程與方法 通過學生動手實驗進行科學探究，在活動過程中對獲取的信息進行加工處理。從中培養(yǎng)學生的觀察能力、分析能力、實驗操作能力等。 3.情感態(tài)度與價值觀 通過親自動手做實驗，讓學生體驗實驗成功的喜悅，激發(fā)學習興趣；通過實驗，增強學生的探究欲。 教學重點 氧氣的制法及實驗操作。 教學難點 催化劑的概念的理解和催化作用。 教具準備 1.教師用具：(1)5％的過氧化氫溶液、二氧化錳、高錳酸鉀； (2)大試管(3支)、木條、酒精燈、天平、火柴。 2.學生用具：(1)高錳酸鉀、木炭、細鐵絲、澄清石灰水； (2)大試管、棉花、塞子(帶導管)、集氣瓶(2個)、毛玻璃片、水槽、鐵架臺、坩堝鉗、小燒杯、火柴。 第一課時 制取氧氣的原理 教學過程 知識回顧 1.如何檢驗一瓶無色氣體是氧氣？ 2.如何鑒別三瓶無色氣體：空氣、氧氣、氮氣？ 3.根據(jù)氧氣的性質說明氧氣有什么重要用途？ 導入新課 導入一我們學習了氧氣的性質和用途，了解到氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，它能與許多物質發(fā)生氧化反應，支持物質的燃燒，在反應中放出熱量，物質在純凈的氧氣中燃燒要比在空氣中燃燒劇烈得多。氧氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中和科學研究方面還有許多用途。氧氣可用來供給病人呼吸，供給登山、潛水運動員呼吸；還用于氣焊、氣割，還用于火箭的發(fā)射等等。氧氣有這么重要的用途，所以我們要知道氧氣是怎樣制得的。 導入二我們在初中階段將要學習幾種重要的氣體，氧氣是我們接觸的第一種。在上節(jié)課里我們已經(jīng)利用氧氣做了有關氧氣性質的實驗，在這些實驗中，我們所用的氧氣從何而來呢？這節(jié)課我們就來學習氧氣的制法。 推進新課 ［思考］ 空氣中含有哪些成分？能否從空氣中獲得氧氣？ ［回答］ 空氣中含有氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等。下面可以從空氣中獲得氧氣，獲取的方法是分離液態(tài)空氣。 一、氧氣的工業(yè)制法 分離液態(tài)空氣制氧氣 ［思考］ 這個變化屬于什么變化？為什么？ ［回答］ 從空氣中分離氧氣并沒有生成新物質，而沒有新物質生成的變化屬于物理變化。 ［設問］ 實驗室用什么方法獲得氧氣？下面我們通過實驗來研究。 二、氧氣的實驗室制法 ［實驗］ 實驗2-5 1.在試管中加入5 mL 5％的過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復燃？ 2.微微加熱裝有過氧化氫溶液的試管，有什么現(xiàn)象發(fā)生?把帶火星的木條伸入試管，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 3.用酒精燈加熱二氧化錳，片刻后將帶火星木條伸入試管口，觀察現(xiàn)象。 4.在另一支試管中加入5 mL 5％的過氧化氫溶液，并加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 現(xiàn)象：1.不加熱過氧化氫溶液時，帶火星的木條不能復燃，說明沒有氧氣放出。 2.加熱過氧化氫溶液時，帶火星的木條復燃，說明過氧化氫溶液受熱時能產(chǎn)生氧氣。 3.加熱二氧化錳時，帶火星的木條不能復燃，說明沒有氧氣放出。 4.不加熱，但在過氧化氫溶液中加入二氧化錳，帶有火星的木條復燃，說明在常溫下過氧化氫溶液遇到二氧化錳時會產(chǎn)生氧氣。 結論：實驗室可用加熱過氧化氫溶液或在過氧化氫溶液中加二氧化錳制取氧氣。 ［過渡］ 從上面的實驗中可以看出，有二氧化錳不加熱可產(chǎn)生氧氣，沒有二氧化錳加熱過氧化氫溶液也能產(chǎn)生氧氣， 那么二氧化錳是一種反應物，還是起別的作用呢？ ［實驗］ 待上述實驗中4的試管中沒有氣泡時，重新加入過氧化氫溶液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 現(xiàn)象：本已不產(chǎn)生氣泡的試管，重新加入過氧化氫溶液不進行加熱，又會有氣泡產(chǎn)生，用帶火星的木條進行檢驗，帶火星的木條能夠復燃。 結論：產(chǎn)生的氣體還是氧氣。 提示：多次重復上述實驗，還能觀察到同樣的現(xiàn)象。 ［分析］ 說明在用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時，二氧化錳可以重復使用。 既然二氧化錳可以重復使用，說明在反應前后它的化學性質沒有改變，那么它的質量有沒有改變呢？科學家們經(jīng)過精確的實驗，得出了“二氧化錳在反應前后質量未變”的結論。 提示：在實驗前用精密的天平稱量二氧化錳的質量，實驗后把二氧化錳洗凈、干燥，再稱量，比較反應前后二氧化錳質量，發(fā)現(xiàn)沒有變化。 ［提問］ 既然二氧化錳的質量和化學性質都沒有變化，那么它在這里到底起一個什么作用呢? ［回答］ 沒有加入二氧化錳時，過氧化氫溶液需要加熱才能產(chǎn)生氧氣，而加入二氧化錳后，過氧化氫溶液在常溫下就能迅速產(chǎn)生氧氣，可見二氧化錳起了一個加快化學反應速率的作用。 ［分析］ 二氧化錳在反應中起了加快化學反應速率的作用，而本身的化學性質和質量在反應前后沒有發(fā)生變化，這樣的物質叫做催化劑，又叫觸媒。在反應中所起的作用叫催化作用。如二氧化錳就是過氧化氫分解的催化劑。 催化劑：在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質 催化作用：催化劑在化學反應中所起的作用 ［提問］ 在用過氧化氫溶液制取氧氣的實驗中，二氧化錳這種催化劑起了加快化學反應速率的作用，是不是所有化學反應的速率都需要加快?所有的催化劑都起加快反應速率的作用呢? ［回答］ 不是所有的化學反應速率都需要加快，如鋼鐵的生銹，食物的變質，我們就希望它發(fā)生得越慢越好。 ［分析］ 為了加快化學反應的進行我們使用催化劑，而為了減緩反應的進行我們也使用催化劑。如在橡膠制品中常加入一些催化劑以減緩橡膠的老化速度；食用油脂里加入一些催化劑可以有效地防止酸敗。所以催化劑的概念中說催化劑能“改變”其他物質的化學反應速率，既包括“加快”也包括“減慢”。能加快化學反應進行的催化劑一直是科學家們致力研究的對象，因為它對人類發(fā)展的意義更大。 ［提問］ 催化劑有哪些應用呢？ ［回答］ 催化劑在化工生產(chǎn)中具有重要而廣泛的應用，許多反應需要借助于催化劑才能進行或者很快地進行。例如，在化肥、農(nóng)藥、多種化工原料的生產(chǎn)過程中都要用到催化劑，在汽車尾氣處理、釀造工業(yè)和制藥工業(yè)中也要用到催化劑，生物體內(nèi)存在的各種各樣的酶其實都是起催化劑的作用。 ［分析］ 通過上面的實驗可知二氧化錳不是一種反應物，而是一種催化劑。如果我們要把實驗室用過氧化氫制取氧氣的這個反應用文字表示出來，二氧化錳應寫在什么位置呢?催化劑應算作一個反應條件，寫在箭頭的上方。 1.過氧化氫水+氧氣 ［分析］ 實驗室可用多種方法制取氧氣，如加熱高錳酸鉀制取氧氣，加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣。大家對于高錳酸鉀其實并不陌生，醫(yī)院里常用的紫藥水，事實上就是高錳酸鉀和水形成的溶液。它具有殺菌、消毒的作用。 ［過渡］ 高錳酸鉀在加熱的情況下能分解出氧氣，同時生成錳酸鉀和二氧化錳。這個實驗下一課我們專門安排實驗探究。 2.高錳酸鉀加熱錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。 ［分析］ 在二氧化錳的催化下，加熱氯酸鉀也可以分解出氧氣，同時生成氯化鉀。請同學們用文字表達式把這個反應表示出來。 3.氯酸鉀氯化鉀+氧氣 ［提問］ 上述三個反應與化合反應有什么不同？ ［回答］ 化合反應的特點是多變一，而上述反應是一種物質生成兩種或兩種以上的物質。 分解反應：由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質的反應。 ［總結］ 簡單地講，化合反應的特點是“多變一”，分解反應的特點是“一變多”。 ［分析］ 按照物質的成分可以把物質分為純凈物和混合物，按照反應物和生成物的種類可以把化學反應分為化合反應和分解反應等等。利用分類的方法來學習化學，這也是我們所走的一條捷徑，今后我們還將分類學習更多的化學知識。所以遇到一些相關知識時，大家要注意進行歸類。 ［課堂練習］ 1.可用于實驗室制取氧氣的藥品是（ ） A.空氣 B.過氧化氫和二氧化錳 C.二氧化碳 D.二氧化錳 2.實驗室制取氧氣時，必須滿足的條件是( ) A.使用催化劑 B.用含氧的物質作反應物 C.用排水法收集 D.用燃著的火柴檢驗是否收集滿 答案：1.B 2.B ［課堂小結］通過本節(jié)課的學習我們知道，實驗室制取氧氣通常用分解過氧化氫溶液、加熱高錳酸鉀、加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物三種方法。在用過氧化氫溶液和氯酸鉀制取氧氣時，通常用二氧化錳作催化劑，它在這里起催化作用。通過對比化合反應，我們還知道制取氧氣的反應都屬于分解反應。同時還告訴我們要學會用分類的方法來學習化學。 板書設計 課題3 制取氧氣 一、工業(yè)制氧氣 分離液態(tài)空氣制氧氣 二、實驗室制氧氣 催化劑：在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質 催化作用：催化劑在化學反應中所起的作用 1.過氧化氫水+氧氣 2.高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣 3.氯酸鉀加熱氯化鉀+氧氣 4.分解反應：由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質的反應 布置作業(yè) 1.上冊課本P42習題1 2.實驗室用過氧化氫溶液與二氧化錳固體混合可得到一種氣體，在此反應的前后，二氧化錳固體的質量（ ） A.變大 B.變小 C.先變大后變小 D.不變 3.下列有關催化劑的說法中錯誤的是（ ） A.催化劑可以改變其他物質的化學反應速率 B.在反應前后催化劑的質量沒有改變 C.在反應前后催化劑的化學性質沒有改變 D.催化劑就是二氧化錳 答案：2.D 3.D