2019-2020年九年級化學(xué)《3.2制取氧氣》學(xué)案二 粵教版.doc
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2019-2020年九年級化學(xué)《3.2制取氧氣》學(xué)案二 粵教版 知識梳理 1.氧氣的實驗室制法 (1)化學(xué)反應(yīng)原理:______________________或者_(dá)_____________________。 (2)實驗裝置: 圖3-3 寫出圖中用到的儀器名稱:___________________________________________________ 氣體發(fā)生裝置的選擇依據(jù):反應(yīng)物及生成物的狀態(tài)及反應(yīng)條件。 (3)收集方法 收集氣體方法的選擇依據(jù):氣體在水中的溶解性和氣體的密度。 ①_________法,因為氧氣不易溶于水。 ②向_________排空氣法,因為___________________________。 (4)實驗操作步驟 ①檢查裝置氣密性的方法是:_____________________________________________ ②先加入少量固體二氧化錳,后由分液漏斗加入過氧化氫溶液。 ③收集氧氣:排水法(待氣泡連續(xù)、均勻地冒出時,再開始收集氧氣);也可用向上排空氣法。 ④檢驗:帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi),木條復(fù)燃,證明是氧氣。 ⑤驗滿:排水法收集時,_____________時已滿;向上排空氣法收集時,________________。 ⑥撤離,將用剩的藥品倒入廢液缸,洗滌儀器。 (5)鑒別氧氣的方法:用帶有火星的木條去試驗氧氣,是鑒定氧氣的一種常用方法。 2.催化劑 (1)定義:能_________其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而自身的_________和_________在反應(yīng)前后不變,這樣的物質(zhì)叫催化劑。 (2)催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫做_________作用。 3.氧氣的工業(yè)制法 在工業(yè)上生產(chǎn)大量的氧氣,常使用分離_________的方法進(jìn)行制取,該生產(chǎn)過程中發(fā)生的是_________變化。 4.分解反應(yīng) 分解反應(yīng):由___________________________的反應(yīng)。 疑難突破 1.取兩份等量的過氧化氫溶液,一份加入二氧化錳,一份直接加熱,兩份過氧化氫產(chǎn)生的氧氣一樣多嗎? 剖析:催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能增大或減少生成物的質(zhì)量,同時對于指定的化學(xué)反應(yīng),沒有催化劑,并不意味著該反應(yīng)不能發(fā)生,只是反應(yīng)速率較慢。所以無論加不加二氧化錳,等量的過氧化氫溶液產(chǎn)生的氧氣是一樣多的。 2.實驗中收集到的氧氣總是含有一些雜質(zhì)氣體,那么怎樣收集到比較純凈的氧氣? 剖析:如果要收集到比較純凈的氣體,就要注意避免空氣的干擾。首先使用排水法收集時,集氣瓶中要灌滿水,將瓶內(nèi)的空氣徹底排盡,然后再收集時,要等到有連續(xù)均勻的氣泡產(chǎn)生時再收集,最后取出集氣瓶時要在水下蓋好集氣瓶,正放到桌面上。排空氣法收集到的氧氣總是多多少少含有空氣的,所以要把導(dǎo)氣管放到集氣瓶底部,利用氧氣的密度比空氣大的性質(zhì)把空氣向上排出。 問題探究 問題 小明同學(xué)通過查閱有關(guān)資料,想通過下面兩圖所示儀器、藥品、裝置進(jìn)行實驗探究:尋找新的催化劑——氧化鐵能作過氧化氫分解的催化劑嗎?過程如下: 圖3-4 猜想:氧化鐵粉末能作過氧化氫分解的催化劑,能加快過氧化氫分解放出氧氣的速率。 實驗探究:按如上圖所示裝置進(jìn)行實驗,實驗步驟及現(xiàn)象為: (1)在兩個錐形瓶中分別裝入等質(zhì)量的二氧化錳和氧化鐵,通過分液漏斗同時以相同速率逐滴滴入過氧化氫溶液。觀察到通入水中的導(dǎo)管均有氣泡冒出,且加二氧化錳的導(dǎo)管口放出氣泡的速率更快。 (2)實驗后把二氧化錳和氧化鐵分別洗凈、干燥,再稱量,發(fā)現(xiàn)氧化鐵和二氧化錳在反應(yīng)前后的質(zhì)量都沒有變化。 結(jié)論:氧化鐵可作過氧化氫分解的催化劑,但比二氧化錳催化作用要弱些。 典題精講 例1實驗室常用高錳酸鉀和二氧化錳制取氧氣(見圖3-5裝置A),也可用過氧化氫和催化劑二氧化錳來制取氧氣(見圖3-5裝置B)。裝置B中的儀器a是分液漏斗,通過活塞的“開”“關(guān)”可以隨時滴加過氧化氫溶液,從而控制得到氧氣的量。 圖3-5 (1)從反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件來比較裝置A和B的差異: 裝置A 裝置B 反應(yīng)狀態(tài) 反應(yīng)條件 (2)用裝置B制得的氧氣帶有少量水蒸氣,可用濃硫酸除去水蒸氣,請在下列方框中添上帶橡皮塞的玻璃導(dǎo)管,完成除去水蒸氣的裝置圖(見圖3-6)。 圖3-6 (3)用向上排空氣法收集氧氣,并用帶火星的木條放在集氣瓶口檢驗氧氣是否收集滿,這是利用了氧氣的_______、_______性質(zhì)。 思路解析 先要明確裝置A適合固體藥品和固體藥品反應(yīng)進(jìn)行實驗并且可以加熱,高錳酸鉀為固體,反應(yīng)條件為加熱;裝置B是用過氧化氫和催化劑二氧化錳粉末來制取氧氣,其中反應(yīng)物過氧化氫為液體,反應(yīng)條件為不需加熱。當(dāng)用濃硫酸來除去水蒸氣時,為了有利于水蒸氣的充分吸收,進(jìn)入瓶中的導(dǎo)氣管要插入液體中。氧氣之所以能用向上排空氣法收集是因為它的密度比空氣大,并且因為它具助燃性,所以能使帶火星的木條復(fù)燃。 答案:(1)反應(yīng)物為固體 反應(yīng)物為液體 需加熱 不需加熱 (2) 圖3-9 (3)密度比空氣大 助燃性 例2如圖所示的裝置中,其中收集氧氣時可選用( ) 圖3-10 A.①和② B.②和③ C.①和④ D.①和⑤ 思路解析 根據(jù)氧氣不易溶于水,且不與水反應(yīng),可用排水法收集;在通常情況下,氧氣密度比空氣密度略大,且不與空氣中的任何其他成分反應(yīng),可用向上排空氣法收集,收集時,導(dǎo)管口應(yīng)接近集氣瓶瓶底,便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。 答案:D 例3某學(xué)生在做實驗室制氧氣實驗時,采用圖3-12所示裝置,實驗結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)試管炸裂,試分析造成此后果的可能原因。 圖3-12 思路解析 該實驗采用的是在試管中加熱固體物質(zhì)產(chǎn)生氣體,并用排水法收集氣體的一套組合裝置,因而分析試管破裂的原因應(yīng)從酒精燈的正確使用、固體物質(zhì)的加熱方法、排水集氣法收集氣體等方面進(jìn)行分析。 答案:給試管加熱時,試管外壁有水珠沒擦干就加熱或沒預(yù)熱,直接加熱盛藥品部位,使試管局部驟熱;受高溫的試管底部碰著了酒精燈的燈芯;實驗結(jié)束時,先撤去酒精燈,再使導(dǎo)管移出水槽,致使水倒流進(jìn)試管。以上錯誤操作都有可能導(dǎo)致試管炸裂。 知識導(dǎo)學(xué) 本節(jié)課同學(xué)們要在探究活動中學(xué)習(xí)掌握實驗室制氧氣的藥品、反應(yīng)原理、儀器裝置、收集氣體的方法、驗滿及注意事項,同時認(rèn)識催化劑及其作用。 實驗探究是本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要方法。在做實驗中要形成觀察實驗現(xiàn)象→分析原因→得出結(jié)論的探究能力。在眾多方案中通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)簡便易行、經(jīng)濟無污染的方案是實驗室制氧氣的最佳方案。 氧氣的制法有多種,例如:①電解水可以制得氧氣;②加熱高錳酸鉀或氯酸鉀可以制得氧氣;③用過氧化氫溶液為原料,以二氧化錳作催化劑也可以制得氧氣。我們可以通過實驗探究,運用對比的方法從眾多的實驗方案中選擇最佳方案。當(dāng)然你也可以自己設(shè)計實驗方案,對于不正確或可能不成功的方案,只要沒有危險,在老師的同意下你可以試一試,從探索中體驗到成功的樂趣或獲得失敗的教訓(xùn),你一定會有很大收獲的。 收集方法從氧氣的密度和溶解性來考慮。密度比空氣大,不溶于水,兩種方法都可用,但平時我們主要用排水法收集,這是因為排水法收集的氧氣比較純凈,而由于氧氣的密度與空氣的密度比較接近,排空氣時,很難排凈空氣,這樣收集的氧氣純度不高。 鑒別氧氣根據(jù)氧氣的化學(xué)性質(zhì)支持燃燒,能使帶火星的木條復(fù)燃。 在理解催化劑的概念時,應(yīng)注意以下幾點:(1)它能改變(加快或減慢)其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,不能片面地說加快;(2)二氧化錳并不是專作催化劑用的,如用高錳酸鉀制氧氣時是生成物,在某些反應(yīng)中作為反應(yīng)物;(3)二氧化錳對雙氧水的分解具有催化作用,但不是唯一的,如沸石、生土豆也對雙氧水的分解具有催化作用;(4)催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能增大或減少生成物的質(zhì)量。 疑難導(dǎo)析 該問題考查的是催化劑的概念。學(xué)習(xí)時要抓住催化劑特點:“一變兩不變”,一變指催化劑能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率;兩不變是指反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。 要清楚用排水法收集氧氣時,剛開始從導(dǎo)管口排出的是試管里受熱膨脹的空氣,由此說明開始放出的氣泡能否收集,在什么時候再將導(dǎo)管伸入盛滿水的集氣瓶口收集,當(dāng)集氣瓶口邊緣出現(xiàn)什么現(xiàn)象時,表明集氣瓶內(nèi)水已排完,氣體收集滿了,此時,收集滿的氣體應(yīng)如何放置。用向上排空氣法收集時,導(dǎo)管應(yīng)接近集氣瓶的什么位置,這樣操作的目的是什么,在集氣瓶口蓋上一塊硬紙片的目的是什么。 問題導(dǎo)思 這是研究性學(xué)習(xí)問題的范例,以問題情景為課題,積極探究,自主發(fā)現(xiàn),實驗探究,合作交流。通過比較反應(yīng)的速率尋找新的催化劑。 探究本問題首先要理解催化劑的概念,要抓住催化劑特點:“一變兩不變”。 一是要設(shè)計實驗探究催化劑能改變過氧化氫的分解速率;二是要設(shè)計實驗探究催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變。 氧化鐵能否作催化劑呢?可通過對比實驗,比較過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率作出判斷,反應(yīng)完后還要稱一下氧化鐵反應(yīng)前后的質(zhì)量,看有無變化。所以首先要取等質(zhì)量的二氧化錳和氧化鐵,然后分別和過氧化氫反應(yīng)。通過觀察放出氣泡的速率來判斷催化劑對反應(yīng)速率的影響。在反應(yīng)完成后,還要進(jìn)行檢驗催化劑質(zhì)量有無變化的物質(zhì)分離和稱量實驗。 注意催化劑的分離,利用催化劑與其他物質(zhì)的性質(zhì)不同,可采用過濾,洗滌的方法,最后烘干再稱量。 典題導(dǎo)考 綠色通道 搞清制取氧氣的多種方法,根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和性質(zhì)及反應(yīng)條件而采用不同的反應(yīng)裝置。對于氣體的凈化裝置,橡皮塞上的玻璃導(dǎo)管,進(jìn)氣管和出氣管哪一根應(yīng)該長,首先要弄清題目的要求,再判斷從哪邊進(jìn)氣。 典題變式 1.化學(xué)實驗室有如下實驗裝置 圖3-7 (1)小明同學(xué)用雙氧水和二氧化錳反應(yīng)來制取氧氣,他應(yīng)寫出的反應(yīng)文字表達(dá)式為___________,在這個反應(yīng)中二氧化錳的作用是___________,選擇的發(fā)生裝置是_________(填序號),能用D收集的原因是_________________________________。 (2)甲烷是一種無色、無味,難溶于水,密度比空氣小的氣體。小玲用加熱醋酸鈉和堿石灰(均為固體)的方法制取甲烷,小玲應(yīng)選擇制取甲烷的發(fā)生和收集裝置__________(填序號)。若用圖3-8裝置收集甲烷,甲烷應(yīng)從__________端進(jìn)入(填“A”或“B”)。 圖3-8 答案:(1)過氧化氫水+氧氣 催化作用 B 氧氣密度比空氣大 (2)A A 2.(xx甘肅天水中考) 下列說法能準(zhǔn)確表述氧氣化學(xué)性質(zhì)的是( ) A.氧氣是一種無色、無味的氣體 B.液態(tài)氧呈淡藍(lán)色 C.氧氣可以支持燃燒,具有可燃性 D.氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體,具有氧化性 答案:D 綠色通道 氣體的收集方法一般是由氣體的物理性質(zhì)(密度、溶解性)決定的,但還要考慮該氣體是否與水反應(yīng),是否與空氣中某種成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),是否有毒,是否污染環(huán)境等。NO易與氧氣反應(yīng),又污染空氣,所以不能用排空氣法收集。 典題變式 NO是大氣污染物之一,但少量NO在人體內(nèi)具有擴張血管、增強記憶的功能。NO難溶入水,通常條件下極易與氧氣反應(yīng)。實驗室收集NO的裝置是( ) 圖3-11 答案:B 綠色通道 找實驗失敗的原因,首先對每一個實驗步驟分析,然后針對每一個實驗步驟應(yīng)該注意的問題找原因,包括儀器的使用、物質(zhì)的加熱、氣體的收集等。 典題變式 指出下列裝置圖中的錯誤并加以改正。 圖3-13 (1)___________________________________________________________; (2) ___________________________________________________________; (3) ____________________________________________________________; (4) ____________________________________________________________; (5) ____________________________________________________________。 答案:(1)用酒精燈焰心加熱了 (2)鐵夾離試管口太近了 (3)試管口向上傾斜了 (4)試管內(nèi)的導(dǎo)管部分過長 (5)集氣瓶內(nèi)的導(dǎo)管沒有伸入底部- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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