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实验室用双氧水制取氧气


实验室

实 验 室 用 双 氧 水 制 取 氧 气

苏州市相城区太平中学:姚镇海

实验室用双氧水制取氧气教学流程
开始


知识回顾 ← 媒体展示


引入新课 反应原理


演示实验

实验步骤 注意事项 催化剂


指导讨论

与高锰酸钾分解进行进行对比 除了通过分液漏斗控制反应 的速率,还有其它方法吗? 浓度对反应的影响 温度对反应的影响 催化剂对反应的影响 整理影响双氧水分解的因素


学生实验


归纳小结


质疑反思 ← 回收二氧化锰,再称其质量,比较烦琐


补充实验 新鲜土豆催化双氧水分解 现象更明显 能证明催化剂反应前后质量和化学性质不变 无需废液处理,绿色环保

↓ 归纳小结


巩固习题


结束

符号说明: 开始、结束 教师活动 学生活动 媒体使用

实验室用双氧水制取氧气
教学目标: 知识与技能: 1.让学生掌握实验室用双氧水制备氧气的原理、装置和操作; 2.使学生理解影响反应速率的因素; 3.学生能认识催化剂在化学反应中的作用及反应前后质量和化学性质的变化。 过程与方法: 1.通过各组对比实验,使学生在不断对比中获得新知识,感受对比实验在化学 学习中的重要价值; 2.通过讨论交流和实验探究,培养学生处理信息的能力、动手操作的能力和良 好的团队意识。 情感态度与价值观: 1.通过对催化剂更优化的选择,培养学生低碳环保的高贵品质; 2.通过对比实验,培养学生合理、科学地分析客观事物的能力。 教学重点:双氧水制备氧气的原理、装置和操作。 教学难点:通过对比实验领悟影响双氧水分解速率的因素。 教学器材:仪器:托盘天平、锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、导管、试管、烧杯、 集气瓶、镊子、火柴等。 药品:6%的双氧水、15%的双氧水、二氧化锰、氧化铜、新鲜土豆等。 教学过程: 进程 【提问】 1.自然界中氧气是如何产生的? 知识回顾 2.工业上是如何制备大量的氧气? 教师活动 【回答】 1.光合作用; 2.分离液态空气法;
加热

学生活动

设计意图 对重要知 识的回顾,不仅 可以更好地掌 握重要知识点, 还可以为本课 的学习作好知 识准备。 培养学生

3.高锰酸钾→ 3.写出实验室用高锰酸钾制取氧气 锰酸钾+二氧化锰+氧气 的文字表达式。
【设疑】实验室用加热高锰酸钾制 取氧气时,经常遇到如下问题: ①很多的高锰酸钾只能制取很少 【聆听】 把学生的思绪带回到 高锰酸钾制取氧气的情景中, 反思实验中成功的方面以及 不足之处。

善于观察,勤于 思考的良好学 习习惯,同时也 很好巩固了高 锰酸钾制取氧 气的重要实





量的氧气; ②当产生氧气不够时,不能随时添 加高锰酸钾; ③操作比较烦琐,试管容易破裂;

进程 成污染……

教师活动 ④剩余物很难处理,容易对环境造

学生活动

设计意图 验。

【提问】那么在实验室中还有没有 新课引入 更加简单方便的方法来制取氧气 呢? 【板书】实验室用双氧水制氧气 一、双氧水分解制取氧气 导入新课 1.药品:6%的双氧水、二氧化锰 【讨论】应该选择怎样的发生装置 和收集装置呢? 【演示实验】把 6%的过氧化氢水 溶液从分液漏斗慢慢加入装有少 量二氧化锰粉末的锥形瓶中,收集 一集气瓶放出的气体。 进行实验

使学生感 【交流】 将课前搜索的资料取 受 到 解 决 某 一 出,四人一组,交流讨论。 问题的方法是 可以多样化的。 【阅读】书本 37 页 【讨论】 四人一组, 交流讨论, 该装置的使用方法以及操作 步骤。 【观察】 学生观察并归纳实验 步骤: ①连接仪器, 检查装置的气密 性; ②在锥形瓶中加入少量二氧 化锰粉末,旋紧胶塞,在分液 漏斗中加入双氧水; ③等气泡连续均匀冒出时, 开 始收集; ④等集气瓶中液面下降至瓶 口,瓶外有气泡产生时,实验 结束。 【归纳】 四人一组, 交流讨论, 并对各组的答案进行归纳: ①分液漏斗可以控制反应物 率。 培养学生富 索的科学精神, 的量,从而来控制反应的速 于思考,勇于探 ② 二氧化锰在该反应中作催 培养了与同学合 化剂,能改变反应的速率,而 作交流的能力。 本身在反应前后质量和化学 性质不变, 对于生成物的量是 没有影响的。 感受不一 样的氧气制取 方法,培养学生 规范实验操作 以及正确实验 流程。 使学生对 气体的发生装 置和气体制取 的步骤有更深 刻的领悟。

【板书】 2.反应原理:
二氧化锰

过氧化氢→水+氧气
指导讨论 H2O2 【讨论】 ①实验中分液漏斗的作用? ②二氧化锰在实验中的作用? H2O O2

进程 【板书】 归纳小结

教师活动

学生活动

设计意图 培养学生

3. 催化剂: 能改变反应的速率, 而 本身在反应前后质量和化学性质 不变。

【聆听】领悟

善于归纳、勤于 总结的学习习 惯。

【讨论】 四人一组, 交流讨论, 并对各组的答案进行归纳: 对比分析 【讨论】与加热高锰酸钾相比,双 氧水分解制取氧气有哪些优点? 双氧水分解不需要加热, 操作简单方便, 且可以通过分 液漏斗控制反应物的量, 从而 控制反应的速率。 【讨论】 四人一组, 交流讨论, 并交流各组的方法。 【提出问题】双氧水分解制取氧气 指导讨论 的过程中可以通过分液漏斗来控 制反应的速率,我们还可以通过哪 些方法来控制反应的速率呢? 【回答】 ①改变浓度来控制反应的速 率; ②改变温度来控制反应的速 率; ③改变催化剂种类来控制反 应的速率…… 【板书】 二、影响双氧水分解速率的因素 1.浓度对反应的影响 【实验过程】 3mL15%双氧水溶液与 MnO2 混 【实验】 按要求完成该组对比 实验。 【归纳】实验结束后,对实现 现象进行归纳: 使学生学会 培养学生善 于思考让学生勇 敢地表达自己的 观点,体验学习 的乐趣。 通过比较 强调分液漏斗 的作用。

活动探究

运用对比实验的 15% 双 氧 水 溶 液 加 入 合, 3mL6%双氧水溶液与 MnO2 混 MnO2 后,试管内迅速产生大 方 法 来 学 习 化 .. 合,分别观察现象。 量气泡,管壁发烫,甚至有白 学,同时也培养 .. 了他们的动手操 雾产生;6%双氧水溶液加入 作的能力和团队 MnO2 后,试管内产生气泡, 的合作能力。 管壁发热。 .. 【结论】 双氧水浓度越大,分解速 度越快。

进程 【板书】

教师活动 实验。

学生活动 【实验】 按要求完成该组对比 【归纳】实验结束后,对实现 现象进行归纳: 常温下无明显现象; 浸入 80℃ 的水浴中的有少量细小气泡 产生, 用带火星的木条伸入试 管中,火星持续。 【结论】 温度越高,双氧水分解速 度越快。

设计意图

2.温度对反应的影响 【实验过程】 分别观察:室温下 3mL6%双氧水 溶液,浸入 80℃的水浴加热的 活动探究 3mL6%双氧水。

享受对比实 验带来的成就 感,同时也感受 反应条件对于 化学反应的重 要性。

【板书】 3.催化剂对反应的影响 【实验过程】 3mL6%双氧水溶液加入少许氧化 铜作为催化剂, 3mL6%双氧水溶液 加入少许二氧化锰作为催化剂。 活动探究 【实验】 按要求完成该组对比 实验。 【归纳】实验结束后,对实现 现象进行归纳: 氧化铜作为催化剂的有少 许细小气泡; 二氧化锰作为催 化的有大量气泡。 【结论】 二氧化锰对双氧水分解的 催化效果比氧化铜好。 享受对比实 验带来的成就 感,同时也感受 在化学反应中, 催化剂并不是 唯一的。

【提出问题】二氧化锰对双氧水分 解的催化效果非常的好,但由于二 氧化锰是粉末,一旦与双氧水混 合,致使整个溶液变得非常浑浊, 【聆听】思索整个实验过程, 质疑反思 不便于现象的观察;也无法观察到 发表自己观点。 二氧化锰的量是否发生改变;同时 对于二氧化锰的回收再称量也是 一件非常困难的事。那么,我们能 否寻找 培养学生 勇于对书本提 出质疑,敢于向 权威提出挑战。

进程 难呢?

教师活动 一种更好的催化剂来解决以上困 【实验过程】称取一定质量的新鲜 土豆, 放入 10mL6%双氧水溶液中,

学生活动

设计意图

创新实验, 激发学生学习 时使学生感受 化学就在我们 的身边。

活动探究

待不再产生气泡为止,取出土豆, 【观察】观察实验现象,思考 化学的激情,同 擦干,放在托盘天平上称出质量, 每一步实验用途所在。 再将该土豆放入新取的 10mL6%双 氧水溶液中,观察现象。

【讨论】 四人一组, 交流讨论, 并对各组的答案进行归纳: 指导讨论 【交流讨论】用新鲜土豆代替二氧 化锰作催化剂有何优点? ①能更好观察气体的产生; ②能更好证明催化剂能改变 反应速率, 且本身的质量和化 学性质不变; ③ 无需废液处理, 绿色环保。 布置作业 板书设计: 一、双氧水分解制取氧气 1.药品:6%的双氧水、二氧化锰 2.反应原理:
二氧化锰

培养学生 环保意识。

见附件 1

课后完成有关的作业 实验室用双氧水制取氧气

巩固本节课的 知识。

二、影响双氧水分解速率的因素 1.浓度对反应的影响 2.温度对反应的影响 3.催化剂对反应的影响

过氧化氢→水+氧气
H2O2 H 2 O O2 3.催化剂: 能改变反应的速率,而本身在反应 前后质量和化学性质不变。

教学反思: 氧气的实验室制法这一课题,能让学生亲自动手获得纯净的氧气,使学生在课堂上感受到 无限的成就感,这能很好地激发他们学习化学的兴趣,尤其是本课用双氧水来制取氧气,操作 简单方便,是一个给学生动手的非常好的时机,因此我特地设计了一些影响双氧水分解速率的 对比实验,让学生在实验中体验成功的快乐。 通过对双氧水分解制取氧气系统的讲解,使学生对气体制取的一般过程、发生装置的选择、 收集装置的选择都有很深的认识,这为后面学习二氧化碳的实验室制法打下非常好的基础。同 时,通过对比实验,使学生对于影响双氧水分解速率的因素得到了很好的掌握,这也使学生感 受到条件对于化学反应的重要性。 本课实验性很强,学生对此也能很容易接受,但在本课中书本对于催化剂的概念解释的很 少,就只有“催化剂能改变化学反应的速率,但本身的质量和化学性质不变”这一句,能改变 改变化学反应的速率学生都能很好的接受,但本身的质量和化学性质不变却很难通过书本的实 验来加以证明。为了解决此问题,我查阅了很多资料,发现能够催化双氧水分解的物质有很多, 分析对比了许多物质,我选择了新鲜土豆,其理由是:①土豆是我们身边的物质,容易找到; ②催化双氧水时,气泡非常明显;③它是难溶性的块状固体,能粗略称量其反应前后的质量; ④反应后的剩余物不需要废液处理,绿色环保。通过这一组实验的探究,不仅使学生对“催化 剂在化学反应前后本身的质量和化学性质不变”有了很好的理解,还可以提高学生环保意识。 当然本课还存在很多不足之处,在以后的教学中要不断充实自己,使自己更进一步。

课后习题: 1.实验室用加热 KMnO4 固体的方法制取氧气,下列仪器中不需要的是~~~~~~~~~~~~~( ...



A 斗中加双氧水

B ④连接仪器,检查装置的气密性

C ⑤用排水法收集

D ②旋紧胶塞 ③分液漏 ⑥打开活塞 。其

2.实验室用双氧水制取氧气的主要步骤有:①锥形瓶中装二氧化锰

操作顺序正确的是~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ( A.①②③④⑥⑤ B.②③①④⑥⑤ C.④①②③⑥⑤

) )

D.④①②⑥⑤③

3.实验室制取氧气时,必须满足的条件是~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~( ....... A.必须使用催化剂 C.必须用排水法收集 B.必须用含氧元素的物质作反应物 D.必须用燃着的火柴检验是否收集满

4.已知实验室可用双氧水和二氧化锰的混合物制氧气,其中二氧化锰在反应中起加快双氧水分 解的作用, 某同学在用加热双氧水制氧气的实验中忘加了二氧化锰, 其结果是~~~~~~( A.反应较慢,但产生氧气总量不变 C.反应正常,产生氧气总量不变 B.反应较慢,且产生氧气总量减少 D.反应正常,产生氧气总量减少 )

5.过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解成氧气和水,试回答下列问题:

(1)要收集一瓶比较纯净的氧气应选择上图中的装置是 收集一瓶比较干燥的氧气应选择上图中的装置是 (2)装置 A 中分液漏斗的作用是 是:_____ _____,其理由是________

(填字母) (填字母) ; ;

(3)实验室常用高锰酸钾或者过氧化氢与二氧化锰来制取氧气,你觉得其中相对比较好的方法 ______________________ ____ 。 C.加热反应物 ; (4)装置 A 中反应十分剧烈,据此提出该实验安全注意事项是 A.控制液体的滴加速度 B.用体积小的锥形瓶

6.研究性学习小组选择“H2O2 生成 O2 的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究 的主要过程: 【假设】 H2O2 生成 O2 的快慢与催化剂种类有关 【实验方案】常温下,在两瓶相同体积的 H2O2 溶液中分别加入相同质量 MnO2 和红砖粉,测量各 生成一瓶(相同体积)O2 所需要的时间。 【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图,气体发生装置中 A 仪器名称是: 中 B 处宜采用的气体收集方法是: 【实验记录】
实验编号 反应物 催化剂 时间 1 6% H2O2 1g 红砖粉 152 s 2 6% H2O2 1g MnO2 35 s

,此实验



【结论】该探究过程得出的结论是_______________________________________________。 【反思】H2O2 在常温下分解缓慢,加入 MnO2 或 红砖粉后反应明显加快,若要证明 MnO2 和 红砖 粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的和是否改变。 H2O2 生成 O2 的快慢还与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。(只要求提出假设和实验方案) 【假设】_____________________________________________________________________。 【实验方案】_________________________________________________________________。


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