2021学年第1节 性质活泼的氧气教案设计

2.1性质活泼的氧气

第一课时

教学目标

【知识与能力】

1.认识氧气的物理性质，掌握氧气的化学性质。

2.观察和描述木炭、蜡烛、铁丝在氧气中的燃烧现象，从中归纳出氧气的化学性质。

3.了解氧气的主要用途，氧气与人类生活的密切关系。

【过程与方法】

通过实验探究（木炭、蜡烛、铁丝等在氧气中的燃烧）掌握氧气的化学性质。

【情感态度价值观】 

培养学生观察和描述实验现象的能力，学会通过实验来研究物质及其变化的科学方法。初步形成“性质决定用途，用途反映性质”的化学思想。

教学重难点

【教学重点】

氧气的化学性质。

【教学难点】

氧气的化学性质及木炭、蜡烛、铁丝等在氧气中燃烧现象的描述。

课前准备

仪器：坩埚钳、集气瓶、燃烧匙、磨砂玻璃等。

药品：木炭、蜡烛、铁丝、水、火柴梗、氧气等。

教学过程

【情景引入】空气的成分（按体积分数）：氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%，其他气体和杂质约占0.03%。与人类关系最密切的气体是哪一种？我们是怎样用实验来确定空气中它的含量的呢？

答案要点：氧气；红磷的燃烧实验。

【教师引导】结合前面的问题，再让学生观察一瓶纯氧气，阅读课本，查看课本插图，让学生总结出氧气的物理性质（学生抢答）。

一、认识氧气的性质

 1.氧气的物理性质

在通常状况下，氧气是一种无色、无气味、密度比空气稍大、不易溶于水的气体。把氧气加压降温后可以先变成淡蓝色的液体，再降温可变成淡蓝色的雪花状固体。

【问题讨论】（1）平地和高原（高山）上空气中氧气的含量有哪些差异？（2）冷开水是否适合养金鱼？

【过渡】学习了氧气的物理性质，接下来我们要通过实验探究来学习氧气的化学性质。

【教师设疑】大家都知道，很多物质可以在空气中燃烧，你知道其中的原因吗？你能举几个例子？

答案要点：蜡烛燃烧、红磷在氧气中燃烧。

2.氧气的化学性质

实验探究：完成木炭、铁丝、蜡烛等物质在空气中和氧气中燃烧的实验，并完成下表。

【交流讨论】（1）为什么可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺？

答案要点：物质燃烧是否旺盛与氧气的浓度和与氧气的接触面积（机会）大小有关，接触面积大，氧气浓度高，则燃烧更旺。

（2）石灰水变浑浊说明瓶中产生了什么气体？

答案要点：二氧化碳。

（3）请同学们想一想，能否利用今天所学到的木炭来测定空气中氧气的含量？能否利用铁丝来测定空气中氧气的含量？为什么？

答案要点：不能，因为木炭燃烧产生二氧化碳气体，会补充消耗的氧气体积，而铁丝不能在空气中燃烧。

（4）铁丝在氧气中燃烧，为何集气瓶底要放少量的沙子（或水）？

答案要点：防止反应生成的固体物质溅落瓶底，致使集气瓶炸裂。

（5）做铁丝燃烧实验时，为了实验成功，铁丝上系一根火柴梗，为什么？还需要将铁丝绕成螺旋状，为什么？待火柴梗即将燃尽时才伸入氧气瓶中，又是为什么？

答案要点：预热细铁丝；增大受热面积；减少火柴梗燃烧消耗氧气。

教师讲解：通过实验我们可知，物质在纯氧中燃烧，比在空气中燃烧得更剧烈，由此可见：氧气的化学性质比较活泼。许多物质可以与氧气发生反应。

【交流讨论】氧气的化学性质比较活泼。许多物质与氧气发生氧化反应。举例说明剧烈的氧化反应和缓慢的氧化反应。

答案要点：根据反应的剧烈程度，氧化反应可分为：

（1）剧烈氧化，如燃烧等。

（2）缓慢氧化，如动植物的新陈代谢、金属器皿的锈蚀等。

【过渡】我们说一种物质的性质决定了它的用途。那么，氧气有哪些用途？观察P34图2-7，试着说明这些用途分别利用了氧气的什么性质。

二、氧气的用途

氧气与人类生产、生活有着密切的关系，氧气的用途是由氧气的性质决定的。

1.供给呼吸（一般情况和特殊条件下的呼吸）；

2.支持燃烧获得热量；

3.利用它与一些物质反应制备某些物质（炼钢）。

三、板书

（一）认识氧气的性质

1.氧气的物理性质

2.氧气的化学性质

（二）氧气的用途

性质决定用途，用途反映性质

四、课堂练习

1某兴趣小组的同学围绕氧气物理性质展开讨论，其中描述正确的是（）

A．小红认为：通常情况下，氧气是无色无味的气体

B．小洁认为：因为氧气易溶于水，所以水中才会有鱼类生存

C．小强认为：氧气能够供给呼吸，所以可以用于急救病人

D. 小娟认为：液态氧气是淡蓝色的，而固态氧气是白色雪花状

2.验证氧气的方法是（）

A．用火柴去点燃                  B．用带火星的木条去检验

C．倒入澄清的石灰水              D．闻氧气的气味

3.下列变化过程不属于缓慢氧化的是（）

A．食物腐烂B．蜡烛燃烧C．呼吸作用       D．铁钉生锈

4.化学反应的程度与反应物的浓度之间有一定的规律可循。某实验小组取等质量的木炭和等质量的硫分别在容积相同的集气瓶中燃烧。记录如下：

通过对比A、B两组实验的现象，可以得出的规律是：__________________________________

________________________________________。

2.1性质活泼的氧气

第二课时

教学目标

【知识与能力】

1.了解氧气的工业制法，学习实验室制备氧气的反应原理、实验装置和操作方法。

2.练习连接仪器的基本操作，提高实验操作能力。

3.了解催化剂和催化作用的概念，知道催化剂对化学反应的重要作用。

【过程与方法】

通过实验探究掌握氧气的实验室制法。

【情感态度价值观】 

培养学生观察和描述实验现象的能力，学会通过实验来研究物质及其变化的科学方法。

教学重难点

【教学重点】

1.氧气的实验室制法。

2.催化剂和催化作用的概念。

【教学难点】

1.氧气的实验室制法。

2.催化剂和催化作用概念的建立。

课前准备

仪器：水槽、棉花、木条、铁架台（带铁夹）、酒精灯、分液漏斗、锥形瓶、集气瓶、导管等。

药品：高锰酸钾固体、二氧化锰、过氧化氢溶液、氯酸钾固体、水等。

教学过程

【情景引入】通过上一节的学习，空气的成分有哪些？通过对氧气性质的学习，我们知道氧气是一种无色无味的气体，而且我们的生产、生活、科研以及一切生命活动都离不开氧气。那么，能否从空气中直接获取氧气？

答案要点：空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等，可以从空气中获取氧气。

一、氧气的工业制法——分离液态空气

1.原料：空气

2.原理

利用液态氮和液态氧的沸点不同加以分离（分离液态空气法）。

【问题讨论】这个变化属于什么变化？为什么？

答案要点：工业制取氧气是物理变化，因为没有新物质生成。

【过渡】工业上采用分离液态空气的方法获取氧气，那么实验室用什么方法制取氧气？

提示：实验室里，常采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或高锰酸钾的方法制取氧气。

二、氧气的实验室制法

【提问】怎么才能检验制取的气体是氧气？

答案要点：利用氧气能使带火星的木条复燃这一性质来检验氧气。

1.加热高锰酸钾制氧气（演示实验）

（1）反应原理

加热

高锰酸钾→锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气

     KMnO4       K2MnO4    MnO2      O2

（2）装置特点：固—固加热型

（3）实验步骤：简记为查、装、定、点、收、离、熄（边演示边讲解）

①检查装置的气密性。

②装药品。

③固定仪器。将酒精灯的位置确定好，再将试管固定在铁架台上。集气瓶先装满水再倒放在水槽中。

④点燃酒精灯。

⑤当导管口出现连续均匀气泡冒出时，开始收集氧气。

⑥当集气瓶口有大气泡冒出时，将导管撤离水面。

⑦熄灭酒精灯。

（4）收集方法：排水法或向上排空气法

（5）检验氧气的方法

将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气。

（6）验满氧气的方法

将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃，证明氧气已满。

（7）加热高锰酸钾制氧气实验的注意事项

①实验开始时首先应检查装置的气密性，确保装置不漏气；②试管口应略向下倾斜。③在试管口放置一小团蓬松的棉花团，以免高锰酸钾小颗粒进入导气管；④实验结束时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免因试管内压强减小而产生倒吸现象。

【过渡】我们接下来学习双氧水分解制氧气。

2.双氧水分解制氧气（演示实验）

（1）反应原理

二氧化锰

过氧化氢→     水 + 氧气

    H2O2H2O   O2

（2）装置特点：固—液不加热型

（3）实验步骤（边演示边讲解）

①检查装置气密性。

②装药品：先装固体，后装液体。

③固定仪器。将锥形瓶固定在铁架台上，塞上带导管和分液漏斗的双孔塞。集气瓶先装满水再倒放在水槽中。（导管伸入锥形瓶不能太长，稍微露出橡皮塞即可，以便气体排出。）

④打开分液漏斗的活塞，使过氧化氢溶液缓缓地滴入锥形瓶中。

⑤当导管口出现连续均匀气泡冒出时，开始收集氧气。

⑥关闭活塞。

讲解：收集氧气、检验氧气、验满氧气的方法同加热高锰酸钾制取氧气中提到的一样。

【过渡】在实验室里也可加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取氧气。

3.加热氯酸钾制氧气

二氧化锰

氯酸钾   →     氯化钾 + 氧气

KClO3加热KCl      O2

【提问】在双氧水分解制取氧气和加热氯酸钾制取氧气的实验中，二氧化锰参加反应了吗？如果没有，那么二氧化锰在反应中起什么作用？

三、催化剂

1.催化剂的概念

在化学反应中能增大化学反应速率，但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称为催化剂。

2.催化剂的特点

一变：增大化学反应速率。

二不变：质量和化学性质在反应前后都不变。

3.催化作用的概念

催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。

注意：（1）改变反应速率是指加快或减慢反应速率。

（2）催化剂不能改变生成物的质量(产率不变)。

（3）催化剂是对具体反应而言。

（4）同一反应可有不同催化剂，不同反应的催化剂可能相同。

四、板书

（一）氧气的工业制法——分离液态空气

（二）氧气的实验室制法

实验室里，常采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或高锰酸钾的方法制氧气。

（三）催化剂

1.催化剂的概念

2.催化剂的特点

3.催化作用的概念

五、课堂练习

1.工业上制取大量氧气的方法是（）

A.加热氯酸钾     B.加热高锰酸钾      C.分离液态空气     D.加热二氧化锰

2.用高锰酸钾加热制氧气，实验中发现试管破裂，以下原因与之不相关的是（）

①试管外壁有水没擦干②加热时试管底部触及灯芯③试管口没放棉花

④高锰酸钾的量太多⑤加热过程中不时地移动酒精灯⑥直接对准药品部分加热

A．②④⑥        B．③④⑤        C．③⑤⑥        D．①②⑥

3.实验室制取氧气大致可分为下列步骤：①点燃酒精灯，加热试管；②检查装置的气密性；③将高锰酸钾装入试管，塞入一小团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上；④用排水法收集氧气；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管从水槽中取出。正确的操作顺序为___________________。

4.催化剂在化学反应中所起的作用是（）

A.加快化学反应速率B.使生成物质量增加

C.改变化学反应速率D.减慢化学反应速率