九年级化学上册第三章维持生命之气-氧气3-1氧气的性质和用途教案 粤教版 7页

- 1 - 3.1 氧气的性质和用途 本章内容涉及的主题： 身边的化学物质：氧气的主要性质和用途；氧气的制法。 物质构成的奥秘：元素；元素符号及其意义；元素的简单分类；认识元素与人类的关系； 元素周期表。 物质的化学变化：化合反应；氧化反应；分解反应；催化剂。 化学与社会发展：燃烧、缓慢氧化和爆炸的条件及灭火、防火、防爆炸的方法和措施。 科 学 探 究：实验室制取气体的简单方法催化剂及催化作用的探究。 教学重点 氧气的化学性质；化合反应和氧化反应的概念 实验室用过氧化氢制取氧气的方法和原理 实验室用高锰酸钾制取氧气的方法和原理、分解反应 物质燃烧条件及探究活动 灭火原理和方法，防爆措施 元素概念的建立；元素符号及意义；单质、化合物、氧化物 教学难点 不同物质与氧气反应 的现象、原理的比较；氧化反应与化合反应的区别与联 系 对二氧化锰在过氧化氢分解反应催化作用和催化剂概念的理解。 用高锰酸钾制取氧气的装置原理 着火点，燃烧、缓慢氧化、自燃的联系与区别 灭火方法的确定 元素概念的建立 【复习的目的要求】 1．知道氧气的主要物理性质和化学性质（了解）。认识氧气能跟许多物质发生氧化反应 （理解）。知道氧气的主要用途，并能说出用途与性质的关系（了解）。 2．能正确书写碳、铁、石蜡等物质跟氧气反应的文字表达式，能说出这些反应的实验 现象，能说出这些反应的相同点和不同点（了解）。 3．能用氧气的性质解释和说明某些现象（应用）。 4．知道氧化反应初步概念，能根据氧化反应初步概念说出常见反应是否氧化反应（了 解）。认识什么是化合反应，能识别具体反应是否化合反应（理解）。 - 2 - 5．能说出催化剂的定义（了解），认识催化剂的重要作用（理解）。 6．初步学习实验室用过氧化氢制取氧气的方法，了解实验室用过氧化氢制取氧气的反 应原理（理解）。 7．初步学习实验室用高锰酸钾制取氧气的方法，了解实验室用高锰酸钾、氯酸钾制取 氧气的反应原理。初步学习检查装置气密性的方法（理解）。 8．认识什么是分解反应，能识别具体反应是否分解反应（理解）。 9．知道工业用空气制取氧气的方法和原理（了解）。 10．初步了解自然界中的氧循环（了解）。 11．懂得什么是燃烧，什么是缓慢氧化，什么是自燃，以及它们之间的联系与区别。认 识燃烧、缓慢氧化、自燃的条件（理解）。 12．知道燃烧、缓慢氧化、自燃在生活、生产中的重要意义和危害（了解）。 13．知道什么是着火点，不同的可燃物着火点不同（了解）。 14．懂得灭火、防火的原理和措施（理解）。 15．知道什么是爆炸（了解），认识爆炸的条件、防范爆炸的措施（理解）。 16．知道爆炸的利与弊（了解）。了解一些常见的易燃易爆品使用安全知识。 17．知道元素概念的含义（了解），初步认识元素与人类的密切关系（理解）。 18．记住几种常见元素在自然界里含量的排序（了解）。 19．记住并会书写常见的元素名称和符号，能说出元素符号的意义（了解）。 20．知道元素的简单分类（金属、非金属、稀有气体元素），能说出常见的具体元素属 于哪类元素（了解）。 21．能根据原子序数（核电荷数）在元素周期表中找到指定元素（了解）。 22．能运用元素概念认识单质、化合物、氧化物的概念，能根据物质的元素组成识别单 质、化合物、氧化物（理解）。 【知识网络】 - 3 - 教学方法 1．物理性质主要有学生自行归纳总结； 2．化学性质可以通过演示实验及回忆已学的实验来归纳 3．对于实验室制法，主要通过探究、对比，从而找出不同点加深印象 4．氧气的用途主要是知识性的介绍 教学仪器 多媒体课件 教学过程 教师活动 学生活动 基础知识总结： 一、认识氧气的性质 1．物理性质： （1）色、味、态：通常情况下，是无色无味的气体； （2）密度：标准状况下，密度为 1.429g/L，略大于空气； （3）溶解性：氧气不易溶于水 （4）三态变化：降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。 问题：有什么事实可以证明自然界的水中溶有氧气？ 氧 气 空气 氧 气 的 制 法 氧气 的性 质 1.通过实验测定空气中氧气的体积分数，掌握从混合气体 中除去某种气体进而测定其含量的方法。 2.空气的组成 3.空气质量日报。 4.氧气、氮气的物理性质和用途。 5.造成空气污染的主要污染物及来源和防止空气的措施。 1.氧气的物理性质。 2.氧气的化学性质。 3.化学反应、化学性质、化合反应、氧化反应、 缓慢氧化、氧化物等概念。 4.探究气体性质的方法。 1.实验室用过氧化氢和高锰酸钾制取氧气，用排水法和 排空气法收集气体。 2.用简单的方法检验和验满氧气。 2.催化剂 3.分解反应 4.工业上制取氧气的方法——分离液态空气法。 - 4 - 答：水中的生物就是依靠溶解在水中的氧气生存的。 2．化学性质： （1）木炭在氧气中燃烧（黑色固体） 实验现象：剧烈燃烧，发出白光，放热，生成一种无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变 浑浊。 文字表达式：碳（C）+ 氧气（O2 ） 点燃——→二氧化碳（CO2） 在空气中的燃烧情况：木炭红热，无烟、无焰，生成无色无味的气体 （2）铁丝在氧气中燃烧（银白色固体）——介绍铝箔在氧气中可以燃烧 实验现象：剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色固体。 文字表达式：铁（Fe） + 氧气（O2） 点燃——→四氧化三铁（Fe3O4） 注意事项：集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水，防止生成的固体物质溅落瓶底，致使集 气瓶炸裂。 在空气中加热情况：持续加热发红，离火后变冷。 （3）蜡烛在氧气中燃烧（白色固体） 实验现象：比空气中燃烧剧烈，发出白光，集气瓶内壁出现水珠，有使澄清石灰水变 浑浊 的无色无味气体产生。 文字表达式：石蜡+ 氧气（O2） 点燃——→二氧化碳（CO2）+ 水（H2O） 空气中燃烧情况：燃烧产生黄色火焰，放热，稍有黑烟。 （4）镁带在氧气中燃烧（银白色固体） 实验现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色粉末状固体。 文字表达式：镁（Mg） + 氧气（O2） 点燃——→ 氧化镁（MgO） （5）铜丝在空气中灼烧（红色固体） 实验现象：加热后，铜丝红热，冷却后，在铜丝表面出现一层黑色物质。 文字表达式：铜（Cu） + 氧气（O2） 加热 ——→ 氧化铜（CuO） （6）红磷在氧气中的燃烧（暗红色固体） 实验现象：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成大量的白烟 文字表达式：磷（P）+ 氧气（O2） 点燃——→ 五氧化二磷（P2O5） 空气中燃烧情况：黄白色火焰，放热，有大量白烟 - 5 - （7）其他物质与氧气的反应 某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，成为缓慢氧化。 如：动植物新陈代谢，金属的锈蚀，食物的腐烂等等。 结论： （1）氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应。在 这些反应中，氧气提供氧，称为氧化反应。氧气便是常见的氧化剂； （2）物质在纯氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈。说明物质燃烧程度，与氧气的浓度大 小成正比； （3）物质燃烧时有的有火焰，有的会发光，有的会冒烟。一般来说，气体燃烧会有火焰产 生，固体直接燃烧，产生光或者火星。生成物有固体，一般都会产生烟，即固体小颗粒； （4）物质与氧气反应不一定是燃烧现象，如缓慢氧化。 二、氧气的用途 1．供给呼吸：医疗上急救病人，登山、潜水、航空、宇航提供呼吸； 2．支持燃烧：炼钢、气焊与气接、液氧炸弹、火箭助燃剂 介绍： （1）一般情况下，我们呼吸使用空气就可以了。正常的人呼吸用纯氧气对人体有害，吸入 纯氧气会损害肺的上皮层。吸入 100%的扬弃，只需几天就会发生肺氧气中毒。一般医院中 的氧气只是大于 40%； （2）用氦气代替氮气与氧气混合，可得到“人造空气”。人造空气用于代替空气供深海潜水 员呼吸。因为用空气供潜水员呼吸时，在压强较大的深海里，会有较多的氮气溶解在潜水员 的血液 里，当潜水员从深海上升，血液里的氮气将成为气泡释放出来，大量气泡会阻塞微 血管，引起病变。 制取氧气 1．自然界氧气的获得：主要是来源于绿色植物的光合作用 二氧化碳 + 水 素叶绿 光照 葡萄糖 + 氧气 2．工业制法（分离液态空气法） （1）具体过程 空气 空气除去二氧化碳 干燥 氮气 液态空气降温 加压 升温-196℃ 液态氧 升温-183℃ 氧气 - 6 - （2）注意：该过程是物理变化 3．实验室制法 （1）高锰酸钾制取氧气 a. 实验原理：高锰酸钾（KMnO4） 加热——→ 锰酸钾（K2MnO4）+ 二氧化锰（MnO2）+氧气（O2） b. 注意事项： a). 试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。 b). 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。 c). 试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。 d). 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收 集的气体更纯。 e). 实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试 管。 c. 实验步骤： a). 仪器组装：先下后上，从左到右的顺序。 b). 气密性检查：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中的导管口有气泡 冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。 c). 装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）。 d). 加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。 e). 收集气体：若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集；或向上集气法。 f). 检验及验满：用带火星的木条伸入试管中，发现木条复燃，说明是氧气； 用带火星的木条靠近集气瓶口部，木条复燃，证明已满。 g). 仪器的拆卸：按先右后左，先上后下的顺序。 （2）双氧水（过氧化氢）制取氧气 a. 实验原理：过氧化氢（H2O2） ————→ 水（H2O） + 氧气（O2） b. 注意事项： a). 分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，防止生成的气体从长 颈漏斗中逸出； b). 导管只需略微伸入试管塞 c). 气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞， 向漏斗中加入水，水面不持续下 二氧化锰 - 7 - 降，就说明气密性良好。 d). 装药品时，先装固体后装液体 e). 该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。 总结：若固体（或固体+固体）加热生成气体，选用高锰酸钾制氧气装置； 若固体+液体常温下制取气体，选用双氧水制取氧气装置。 催化剂：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反 应前后没有发生变化的物质。 补充练习测试题 （1）从液态空气分离氮气和氧气，为什么得到的是气态氮和液态氧？ （2）用氧炔焰焊接和切割金属时，发生三种变化：乙炔在氧气中燃烧；焊接处金属与金属 焊条熔化、冷却后凝固在一起；切割处的金属在高温下被氧气氧化除去。这三种变化哪些是 物理变化？哪些是化学变化？ （3）从液态空气、高锰酸钾、双氧水三种物质制氧气时，各物质发生的是物理变化还是化 学变化？为什么？ （4）空气中有氧气，带余烬的木条伸入装有空气的集气瓶，木条是否会复燃？为什么？