课题3 制取氧气
------分解过氧化氢制氧气
信阳市浉河中学
教学目标:
1. 了解实验室中用过氧化氢制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. 练习连接仪器的操作,动手制取氧气,通过学生动手实验进行科学探究,体会成功的喜悦,激发学习兴趣,培养学生的观察能力、分析能力、实验能力等;
3. 认识催化剂和催化作用。
教学重点:
实验室用过氧化氢制氧气的反应原理、操作方法。
教学难点:
对催化剂二氧化锰在化学反应中所起催化作用的理解。
教具准备:
1. 教师用品:5%的过氧化氢溶液、二氧化锰、铁架台、试管、具支试管、锥形瓶、分液漏斗、长颈漏斗、木条、酒精灯、火柴、集气瓶、带导管的双孔塞、胶塞、药匙、烧杯。
2. 学生用品:5%的过氧化氢溶液、二氧化锰、试管、带导管的胶塞、集气瓶、木条、火柴、酒精灯、玻璃片、铁架台、水槽、药匙、烧杯。
教学过程:
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课
[解说] 大象有长长的鼻子和长长的牙齿,如果给大象刷牙,平时用的牙膏全挤出来可能就不够刷一次的,那大象用什么刷牙呢?我们来做一个“大象的牙膏”的实验。
[实验] 向锥形瓶中加入少量碘化钾和洗洁精,摇匀,再在锥形瓶壁上滴加有色颜料,最后加入约l0ml、5%的过氧化氢溶液。
[实验] 将带火星的木条伸入泡沫中。
[提问] 你看到了什么?
[问题] 你又有什么启示呢?
思考
学生观察。
[回答] 看到锥形瓶口冲出大量气泡,像牙膏。
[回答] 带火星的木条复燃。
[回答] 实验室可用过氧化氢溶液制氧气。
创设情景,
引入新课。
实验探究一
实验室怎样用过氧化氢制取氧气 [探究一] 实验室里怎样用过氧化氢制取氧气?
[实验1]常温下,向试管中倒入少量过氧化氢溶液,观察现象。
[问题]说明了什么问题呢?
[问题]那怎样使过氧化氢快速地分解呢?
[实验2].常温下,向锥形瓶中加入少量二氧化锰,从长颈漏斗口注入少量5%的过氧化氢溶液,导管的另一端连接收集装置和排水装置,观察现象。
观察现象,回答。
[现象]试管内有极少量气泡出现。
[回答]说明过氧化氢在常温下分解太慢。
[现象]锥形瓶内立即产生大量气泡,集气瓶中的红色水被排入到烧杯中,导管口有气泡冒出。
对比实验。
证明常温下过氧化氢能分解。
证明二氧化锰加快了反应速率。
实验探究二
二氧化锰在过氧化氢分解过程中起什么作用。
[实验3] 待上述实验2的导管口没有气泡冒出时,再向长颈漏斗中加入少量过氧化氢溶液,观察现象。
[实验4] 将带火星的木条伸入到上述实验中的集气瓶中,观察现象。
[提示] 多次重复上述实验,仍能观察到同样的现象。
[提问] 在用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,二氧化锰可重复使用,说明什么呢?
[过渡]那么它的质量有没有改变呢?
同学们猜想,它的质量是增大了、减少了还是不变呢?
[视频] 称取加入试管前二氧化锰和蒸发皿的质量,实验完后,将混合物蒸干,连同蒸发皿一起称量,发现二氧化锰在反应前后质量未变。
[提问] 既然二氧化锰的质量和化学性质都没变,那么它在反应中充当什么样的角色呢?
[分析] 二氧化锰在反应中加快了过氧化氢的反应,而本身的质量和化学性质在反应前后都没发生变化,这样的物质叫做催化剂,又叫触媒。
[板书]催化剂、催化作用。
[展示]催化剂:在化学反应中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。
催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用。
[提示] 1.定义中有 “一变”:改变其他物质的化学反应速率,也可能加快,也可能减慢。
2.“二不变”:本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变。
3.在化学反应中,不使用催化剂时,化学反应仍能发生,只是有些反应太慢或太快。
4.使用催化剂,影响的是化学反应速率,对生成物的总量没有影响。
5.要说某物质是催化剂,必须指明在哪个反应中。
6.对某一个反应能起催化作用的,不一定只有一种物质,也可能有多种物质。比如过氧化氢的分解除了二氧化锰可作催化剂外,硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜也能作催化剂。
[分析] 通过上面的实验可知二氧化锰在反应中是催化剂,我们要把这个反应用文字表达出来,二氧化锰应写在什么位置呢?在化学反应中,催化剂作反应条件,应写在箭头的上方,反应中除了生成了氧气外另还有一生成物是水。
[板书]
过氧化氢 二氧化锰 水+氧气
[提问] 知道了过氧化氢制氧气的反应原理,那用什么样的实验装置呢?
[提示] 实验室制取气体的装置由发生装置和收集装置两部分组成。
[提问]高锰酸钾制氧气的发生装置是什么样的呢?它的反应物是什么状态的?反应条件是什么?
[展示]高锰酸钾制氧气的发生装置。
[提问] 过氧化氢制氧气的反应物和反应条件分别是什么呢?
[提问]实验室里还可用什么样的发生装置用过氧化氢溶液来制取氧气呢?同学们根据自己桌子上摆放的试管和导管,看谁能快速地组装一套发生装置。
[展示] 简易发生装置。
[讲解] 同学们组装的发生装置操作简便。刚才老师在做实验时用的是长颈漏斗和锥形瓶连接的装置,液体和固体可分开加入。
[提问]要想在实验时控制液体的滴加速度,又可用什么样的装置呢?
[展示]分液漏斗和锥形瓶连接的发生装置。
[提问]用什么方法收集氧气呢?
[展示]两套完整的实验装置。
[提示] 使用长颈漏斗时,长颈漏斗的末端必须伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗口逸出,所以必须液封。
[总结]发生装置和收集装置连接一起,就是一套完整的实验装置,按照实验步骤制取一瓶氧气。
[现象] 锥形瓶中又立即产生大量气泡,水被排入到烧杯中。
[现象] 带火星木条复燃。
[回答]说明二氧化锰加快化学反应的作用一直没变,也就是化学性质没变。
学生猜想。
观