实验活动1 氧气的实验室制取与性质
v 实验分析
本实验部分是活动与探究,由学生制取氧气并检验氧气的性质。学生通过亲自动手进行实验,明白了制取气体时应如何检查装置的气密性,如何连接装置、如何制取气体,以及如何验证气体并检验气体的性质。本课题是学生学化学以来遇到的第一种气体的制取,所以氧气的制法及实验操作是本课题的重点,如何引导学生亲自动手做好实验便成了重中之重。
v 教学目标
1.知识与技能:
(1)了解实验室制取氧气的主要方法,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。
2.过程与方法:
(1)通过让学生设计实验方案去制取氧气与探究氧气的性质,培养学生的实验设计能力,进一步提高学生动手操作能力和科学探究能力。
(2)初步学会运用实验自主探究的方法获得信息,加深学生对氧气制取与氧气性质的认识。
3.情感态度和价值观:
(1)通过实验探究,让学生参与到知识的形成过程中,从而获得成功的喜悦和对化学学习的持续兴趣。
(2)进一步激发学生乐于探究的情感和发扬互助合作的团队精神。
v 重点难点
重点:氧气的制法和实验操作。
难点:装置气密性检查,气体性质检验的过程及现象描述。
v 教学设计
1.教具准备
仪器:大试管、单孔橡皮塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻璃片、坩埚钳、细铁丝、木条、棉花、火柴。
药品:高锰酸钾、木炭、澄清石灰水。
2.实验探究
u 制取氧气
教师展示实验装置,并讲解实验装置由发生装置和收集装置组成。要选择实验室制取氧气的发生装置,我们必须根据反应物的状态和反应的条件来选择。从高锰酸钾的状态以及其生成氧气的条件来看,我们应选用如课本左半部分的装置,即固——固加热型发生装置来作为实验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置;而收集装置的选择,则必需根据气体的物理性质、化学性质来确定,由于氧气不易溶于水,可用排水法收集,而其密度大于空气的密度,则又可用向上排空气法收集。
[演示实验] 加热高锰酸钾制氧气
(1)检查装置的气密性。实验室制取气体的装置,按先下后上,从左到右的顺序安装完毕后,需要检查装置的气密性。
(2)将高锰酸钾装入干燥的试管,并在试管口处放一团棉花,然后用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管。
(3)将试管固定在铁架台上。
(4)点燃酒精灯,均匀加热后,固定在药品的底部加热。
(5)用排水法收集氧气。
(6)收集氧气结束后,将导管撤离水槽。
(7)熄灭酒精灯。
实验注意事项:
(1)铁架台铁夹要夹在试管的中上部(或距离管口1/3~1/4处)。
(2)试管口应略向下倾斜,以防止湿存水在反应过程中倒流到管底,使试管破裂。
(3)药品要平铺在试管底部,加热时要先使试管均匀受热(预热),然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。
(4)导管不可伸入试管太长,以利于氧气排出,防止药品堵塞导管。
集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
(5)使用高锰酸钾反应时,需在试管口放一小团棉花,以防加热时高锰酸钾粉末进入导管。
(6)用氯酸钾和二氧化锰适合于制取较多的氧气,但要注意二氧化锰一定要纯净,二氧化如果混有炭粉,制取氧气时就很容易发生爆炸,因此,使用二氧化锰时最好烧灼一下。
(7)用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大量气泡冒出时,证明已集满。
(8)停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体减少,压强减小,水槽中的水就会被吸入热的试管内,使试管炸裂。
(9)盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为氧气密度大于空气密度,正放可减少气体逸散。
u 氧气的性质
(1)如图所示,用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上加热到发红,插入到上面实验收集到的氧气中(由瓶口向下缓慢插入,若快速伸入瓶底,会把部分氧气从瓶口排出;燃烧着的木炭不要与瓶壁接触,以免集气瓶破裂),可观察到木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,燃烧停止后,取出坩埚钳,向集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡,澄清石灰水变浑浊。由此可知,木炭在氧气中燃烧时,生成无色,能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体。
(2)如图所示,点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴,待火柴快燃尽时,插入盛有氧气的集气瓶中(瓶中预先加有少量水),可以观察到细铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体。集气瓶底放少量的水或者细沙,可以防止生成物溅落炸裂瓶底。
v 课堂小结
通过本节课的学习我们知道,实验室制取氧气通常用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾三种方法。二氧化锰在过氧化氢溶液和加热氯酸钾制取氧气的反应中作催化剂,了解了催化剂的概念和特点。通过对比化合反应,又认识了分解反应,同时还初步感悟了用分类的方法,对比的方法学习化学。