氧气的实验室制法

第三节性质活泼的氧气（第1课时：氧气的实验室制法）
※学习目标
1、初步学会在实验室里制取氧气的方法（药品、反应原理、实验装置和实验操作）；
2、通过探究的过程，进一步熟练科学探究的基本环节，规范化学实验的基本操作，初步形成气体制取的一般思路和方法，并进一步体验对比实验法在实验探究中的应用；
3、通过实验室制取氧气方法的选择过程，学会从简捷、绿色、经济的角度去综合考虑一套方案的优劣，进一步建立可持续发展和绿色化学的观念。

※学习过程
探究任务一：选择合适的方法在实验室制取一瓶氧气(O
)
2
提出问题：在今天的课堂上，我们可以通过哪些方法获得一瓶氧气呢？
收集证据：
1、我们已经学过的可以制得氧气的方法有：
（1）________________________________，能得到大量的氧气，但低温高压的条件高，需要特殊的设备；（2）________________________________，反应的速度比较慢，耗电多，成本高；
2、查阅资料一：
（1）利用酒精灯，加热固体药品氯酸钾（KClO3）（需要加催化剂），可以比较快速的得到氧气。

此种方法制得的氧气会含有少量杂质气体（氯气），氯酸钾中不能混有可燃性的物质，否则加热过程中容易发生爆炸事故。

（2）利用酒精灯，加热粉红色固体氧化汞（HgO）可以得到氧气，在生成氧气的同时，还生成单质汞。

汞俗称水银，是常见金属，常温液态，液体或蒸气都有毒。

（3）利用酒精灯，加热紫黑色的高锰酸钾（KMnO4）固体，可以在较低温度下，很快得到氧气。

高锰酸钾的粉末或烟雾进入人体会引起轻微恶心及神经系统中毒，若高锰酸钾与易燃物混合运输或存放，遇明火或撞击、或未密闭贮存，都会出现不安全事故。

（4）过氧化氢（俗称双氧水，H2O2）的溶液，常温下分解生成氧气，生成物除了氧气外还有水。

在溶液浓度不是很大的情况下，使用相对安全。

3、查阅资料二：制取1L氧气的成本比较表
获得结论：我的结论是选择药品__________来制取氧气，更为合适。

交流评价：
1、关于氧气制取的方法选择，我们需要综合考虑的因素有哪些？通过组内交流初步达成共识。

2、上面涉及的所有方法中，第一种与其它几种，在本质上有什么不同？认真观察各种方法所用的药品，在组成上有什么特点？为什么？
3、还有哪些新的发现或疑问？
探究任务二：过氧化氢制取氧气条件的探究
提出问题：利用过氧化氢溶液来制取氧气，还有什么特殊的条件吗？前面的资料中说到“30% H2O2溶液11.1mL和催化剂0.2g”，什么是催化剂？催化剂起什么作用？选择哪些物质做催化剂呢？
查阅资料：利用带火星的木条复燃或变亮的现象，可以检验较纯净的氧气的存在。

实验探究：
获得结论：比较上述三种方法，我认为最适合于在实验室里制取氧气的方法是第______种。

交流评价：
1、课本93页右边虚线框里有个“催化剂”的概念，跟组内同学交流一下，准确掌握这个概念，需要注意
哪些关键的字或词？
2、为了保证实验结果的客观准确，以上实验过程中我们控制了哪些条件？
3、做完实验后，我们可以用什么方法把催化剂分离出来？怎样知道该物质在反应前后“质量和化学性质”都没有发生改变？
4、对于上述探究过程还有什么收获或疑问吗？
探究任务三：过氧化氢制取氧气的实验装置和具体操作的探究
提出问题：现在在课堂上，我们已经有了理想的快速得到氧气的方法了，要想制得一瓶氧气，需要哪些仪器和具体操作呢？
查阅资料：氧气是一种密度比空气略大，不易溶于水的气体。

气体的收集方法一般分为两种：排空气法和排水法。

另外排空气法又根据所收集气体的密度大小，分为向上排空气法和向下排空气法。

排空气法操作相对简单，但收集到气体的纯度稍低；排水法可以收集得到较为纯净的气体，但要求所收集气体得不易或较难溶于水。

实验方案设计：请组内合作，选择实验台上的仪器，组装出能够产生并收集到一瓶氧气的装置。

交流评价：
1、自己设计的装置，如何检查发生装置的气密性呢？动手试试。

2、利用排水法收集氧气时，什么时候开始收集最好？是一开始就收集呢，还是等导管口气泡连续均匀放出的时候，还是过几分钟以后？为什么？
3、利用排空气法收集氧气时，如何知道已经收集满了？如果用带火星的木条检验，木条是放在集气瓶里
面呢，还是放在集气瓶口？为什么？
4、收集好的一瓶氧气如何放置？瓶口朝上还是瓶口朝下？为什么？
分组实验：组内合作制取一瓶氧气 交流评价：
用此装置制取氧气，有哪些局限性？我们可以如何改进？
※课后小结（关于实验室制取氧气，我学会了哪些知识，学着总结一下，可以参照《同步训练》）
药品： 反应原理： 实验装置： 注意事项： 催化剂与催化作用：
※课后探究
利用加热高锰酸钾或氯酸钾的方法，也是可以在实验室得到氧气的，反应原理如下： 氯酸钾 氯化钾＋氧气 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
1、请你设计出一套相应的实验装置，并画出装置图。

2、设计装置的时候，发生装置的选择我们考虑了哪些因素？收集装置的选择我们考虑了哪些因素？ 发生装置： 收集装置：
※课后巩固
某研究小组对用H 2O 2分解生成H 2O 和O 2的实验条件进行探究。

他们进行了以下实验： ① 往盛有5 mL 5 % H 2O 2溶液的试管中，伸入带火星的木条，木条不复燃。

② 往盛有5 mL w % H 2O 2溶液的试管中，加入a g MnO 2，伸入带火星的木条，木条复燃。

③ 往盛有5 mL w % H 2O 2溶液的试管中，加入a g Fe 2O 3，伸入带火星的木条，木条复燃。

④ 经检验，②、③ 中反应后试管中仍分别含有a g MnO 2和a g Fe 2O 3。

问题：（1）MnO 2、Fe 2O 3在上述反应中作___________________。

（2）实验 ②、③ 中H 2O 2的浓度（w %）以___________为宜。

研究小组还对溶液浓度．．．．、催化剂的种类．．．．．．
等实验条件进行了探究。

下表选取了部分实验数据： 用足量等体积H 2O 2溶液制取相同体积O 2所需的时间
二氧化锰
加热 加热
问题：（3）从上表中能得出哪些结论？。