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一、教學(xué)目標
1.初步學(xué)會實驗室制取氧氣的原理和操作方法,理解該反應(yīng)的裝置特點、操作順序和所用儀器;理解催化劑的概念。
2.通過探究過氧化氫制取氧氣的實驗,體會實驗室制取氣體的基本思路和方法,學(xué)生的探究能力和實踐能力得到提升。
3.通過科學(xué)探究的過程,激發(fā)學(xué)生相互交流、彼此合作的意識,提高科學(xué)素養(yǎng)。
二、教學(xué)重難點
【重點】探究氧氣的實驗室制法、催化劑與催化作用。
【難點】催化劑與催化作用。
三、教學(xué)方法
講授法、談話法、小組討論法、實驗法。
四、教學(xué)過程
(一)多媒體導(dǎo)入
多媒體展示:2022年北京冬奧會燃燒的火炬、神舟十五號飛船發(fā)射升空燃燒的圖片以及攜帶氧氣瓶潛水的圖片。
提問:這些場景均涉及氧氣,氧氣在生產(chǎn)及日常生活中非常重要。那我們?nèi)绾卧趯嶒炇抑迫⊙鯕饽?導(dǎo)入新課。
(二)新知探究
1.實驗室制取氧氣方法的探索
(1)根據(jù)學(xué)生已有知識,提問:有哪些方式可以獲取氧氣?
總結(jié):工業(yè)上制取氧氣的方法有分離液態(tài)空氣法、電解水法。
過渡:實驗室如何制取純凈的氧氣呢?
(2)利用多媒體展示水、二氧化碳、氯化鈉、高錳酸鉀、過氧化氫、甲烷等物質(zhì),并提問:哪些物質(zhì)不能作為實驗室制取氧氣的反應(yīng)物?依據(jù)是什么?
學(xué)生回答:氯化鈉和甲烷,其構(gòu)成元素中不含氧元素。
過渡:適合在實驗室中制取氧氣的物質(zhì)和方法有很多,實驗室中常用有高錳酸鉀、氯酸鉀和過氧化氫來制取氧氣,通過實驗視頻,學(xué)生選出符合環(huán)保、安全的實驗方法
總結(jié):高錳酸鉀加熱產(chǎn)生氧氣,成本較高;氯酸鉀加熱產(chǎn)生氧氣,假如混有可燃性雜質(zhì)可能會發(fā)生爆炸;過氧化氫常溫下即可生成氧氣和水,價格便宜,比較符合要求。
2.過氧化氫制取氧氣實驗探究
教師演示實驗:取A、B兩只試管,分別加入3-5mL過氧化氫溶液。進行以下操作
(1)用帶火星的木條伸入A試管的管口,觀察實驗現(xiàn)象。
總結(jié):產(chǎn)生氣泡速度慢,帶火星的木條不復(fù)燃。
過渡:怎樣才能加快過氧化氫的產(chǎn)生氣泡的速率使木條復(fù)燃呢?
(2)在B試管中加入少量二氧化錳粉末,將帶火星的木條伸入試管口,觀察實驗現(xiàn)象。
總結(jié):產(chǎn)生氣泡速度快,木條復(fù)燃。
過渡:二氧化錳為什么能夠加快反應(yīng)速率呢?二氧化錳反應(yīng)前后有無變化嗎?
3.催化劑、催化作用
(1)多媒體展示資料:
①將反應(yīng)后的二氧化錳過濾、干燥、稱量,發(fā)現(xiàn)二氧化錳的質(zhì)量不發(fā)生改變。
②將稱量后的二氧化錳再次放入過氧化氫溶液中,發(fā)現(xiàn)有大量氣泡冒出,該氣泡能使帶火星的木條復(fù)燃。
(2)講解:催化劑、催化作用
通過稱量實驗后潔凈干燥的二氧化錳我們發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量沒有發(fā)生改變。像二氧化錳這樣在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫催化劑。
總結(jié):催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率、但是不會參與反應(yīng),催化劑的質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)都不會發(fā)生改變。
(3)提問:如果用化學(xué)反應(yīng)文字表達式表示這一反應(yīng),如何書寫?
提示:二氧化錳在這一過程中起到催化劑的作用,因此可以寫在反應(yīng)條件中。
(4)多媒體展示實驗室常用制取氧氣的裝置,請學(xué)生分小組討論以下問題:反應(yīng)所需的過氧化氫溶液為什么要通過分液漏斗加入?用排水法收集氧氣時應(yīng)如何操作?
學(xué)生回答:分液漏斗可以控制過氧化氫的反應(yīng)速率并且可以控制開始和停止。排水法收集氧氣時,先將集氣瓶充滿水,用玻璃片蓋住瓶口,然后倒立在水槽中。當(dāng)導(dǎo)管口產(chǎn)生連續(xù)、均勻的氣泡時,開始收集,收集滿后,將集氣瓶移出水槽,正放在桌面上。
教師總結(jié):確定反應(yīng)原理后,根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)選擇合適的發(fā)生裝置,生成物的狀態(tài)、密度、在水中的溶解性等選擇適宜的收集裝置。組裝好發(fā)生裝置與收集裝后,需檢查裝置的氣密性。在實驗的過程中,注意正確的實驗操作。
(三)鞏固提高
1.提問:實驗室制取氧氣后,如何驗滿?
學(xué)生思考回答:用帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條立即復(fù)燃,說明已滿。
2.播放:催化劑的發(fā)展與作用。
提示:催化劑的種類多種多樣,催化劑也在科技發(fā)展、工業(yè)生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。
(四)課堂小結(jié)
學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的收獲,教師進行點撥,評價學(xué)生本節(jié)課的表現(xiàn)。
(五)作業(yè)布置
課后查閱資料搜集氧氣在日常生活和工業(yè)中的應(yīng)用,記錄總結(jié),下節(jié)課分享交流。
五、板書設(shè)計
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