資源簡介

第二單元 我們周圍的空氣
實驗活動1　氧氣的實驗室制取與性質(zhì)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
（1）學(xué)會實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣的實驗操作及注意事項。
（2）掌握氧氣能與木炭、硫、細(xì)鐵絲發(fā)生反應(yīng)的實驗操作。
（3）通過親手操作，讓學(xué)生體會實驗成功的喜悅，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的探究欲。
【學(xué)習(xí)重點】氧氣制取的操作方法。
【學(xué)習(xí)難點】氧氣與木炭和鐵絲燃燒實驗的注意事項。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
大試管、試管夾、單孔橡皮塞、膠皮管、玻璃導(dǎo)管、集氣瓶、水槽、鐵架臺（帶鐵夾）、酒精燈、玻璃片、坩堝鉗、細(xì)鐵絲、木條、棉花、火柴、高錳酸鉀、木炭、澄清石灰水。
【教學(xué)設(shè)計】
一、創(chuàng)設(shè)情境
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了制取氧氣的反應(yīng)原理，這節(jié)課我們來親自動手制取氧氣，并驗證氧氣的性質(zhì)。
二、新課學(xué)習(xí)
根據(jù)實驗臺上所給儀器，要求組內(nèi)同學(xué)自行設(shè)計、組裝一套實驗室制取氧氣的發(fā)生裝置，并討論出裝置的使用范圍。
1.選擇裝置
展示各組設(shè)計的裝置，組間互相評判其優(yōu)缺點。
由上述探討，歸納出制取氧氣的可行性裝置(如圖)：
圖一：適合于固體(液體)和液體反應(yīng)，不需加熱；
圖二：適合固體在加熱條件下制取氣體。
【提問】現(xiàn)在我們能完成制取氧氣的實驗嗎？
回答：不能，還需要確定收集裝置。
討論后，確定兩種收集方法及裝置。
方法一：排水法，氧氣不易溶于水(圖三)；
方法二：向上排空氣法，氧氣的密度比空氣的密度大(圖四)。
2.指導(dǎo)學(xué)生完成制取氧氣的實驗探究。
【講解】確定了收集裝置后，下面我們重點學(xué)習(xí)用高錳酸鉀制取氧氣的步驟及注意事項。
一、加熱高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣
【演示】實驗2－7
【思考】(1)在圖2－15和2－17所示的裝置中，都有哪些儀器？
(2)哪部分是氣體的發(fā)生裝置，哪部分是氣體的收集裝置？
(3)實驗步驟是怎樣的？
(4)如何檢查裝置的氣密性？
(5)剛開始產(chǎn)生氣泡時能立即收集嗎？為什么？
(6)實驗最后應(yīng)該怎樣操作？最后兩步能顛倒嗎？為什么？
讓學(xué)生閱讀教材“活動與探索內(nèi)容”，并總結(jié)如下：
制取氧氣的步驟：1.檢查裝置的氣密性。檢查氣密性的方法：將導(dǎo)管的一端浸入水槽中，用手緊握氣體發(fā)生裝置外壁，若水中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管口出現(xiàn)一段水柱，證明裝置不漏氣。
2．裝藥品。
3．固定儀器，試管口要塞棉花。組裝順序：先下后上，從左到右。
4．給試管加熱，先預(yù)熱，再集中加熱。
5．收集氣體。用排水法收集時，導(dǎo)管口開始有氣泡放出時，不宜立即收集(為什么？)，當(dāng)氣泡連續(xù)地并比較均勻地放出時，再把導(dǎo)管口伸入盛滿水的集氣瓶里。
6．①如果用排水法收集，要先把導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈。(如果先熄滅酒精燈，可能會造成什么后果？)
②如果用向上排空氣法收集，要驗滿。
驗滿的方法：將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，證明已滿。
【總結(jié)】為了便于記憶，我們可以把操作步驟簡稱為“查、裝、定、點、收、離、熄”，諧音為“茶莊定點收利息”。
【討論】實驗過程中應(yīng)注意什么？
【回答】
1.要用酒精燈的外焰對準(zhǔn)藥品部位加熱，加熱前先對試管進(jìn)行預(yù)熱。
2.藥品要平鋪在試管底部，增大受熱面積，便于均勻受熱。
3.鐵夾要夾在距試管口約1/3處。
4.試管口放一小團(tuán)棉花，防止加熱時高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管。
5.試管內(nèi)的導(dǎo)管稍微露出橡皮塞即可，便于氣體排出。
6.試管口應(yīng)略向下傾斜，有些固體試劑受熱往往會產(chǎn)生水蒸氣，試管口略向下傾斜，防止冷凝水回流到熱的試管底部，使試管炸裂。
7.用排水法收集氣體時，導(dǎo)管伸到瓶口處即可，當(dāng)導(dǎo)管口出現(xiàn)連續(xù)、均勻的氣泡時才可以開始收集（剛開始冒出的氣體是受熱膨脹的空氣，會導(dǎo)致收集的氣體不純）。
【講解】1.檢驗方法：將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條立即復(fù)燃，則證明是氧氣。
2.驗滿方法
（1）用向上排空氣法收集氧氣時：把一根帶火星的木條放在集氣瓶口，如果木條復(fù)燃，證明氧氣已集滿了。
（2）用排水法收集氧氣時：如果集氣瓶口有大量氣泡逸出，證明瓶中沒有水了，即氧氣已集滿。
【思考】
1.用排水法集氣時，實驗結(jié)束后，為什么要先移出導(dǎo)氣管，后撤離酒精燈？
2.制取的氧氣如果不純，你認(rèn)為可能的原因有哪些？
【回答】
1.防止試管內(nèi)溫度驟降，氣壓減小，水槽內(nèi)的水倒流到試管，導(dǎo)致試管炸裂。
2.排水法收集時，未等氣泡均勻連續(xù)冒出就開始收集。
二、氧氣的性質(zhì)
師：下面我們進(jìn)行“氧氣的性質(zhì)”的實驗，請同學(xué)們閱讀教材第46頁上的內(nèi)容。
實驗1
用坩堝鉗夾取一小塊木炭，在酒精燈上加熱到發(fā)紅，插入收集的氧氣中，觀察現(xiàn)象，停止后向集氣瓶中加入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現(xiàn)象。
實驗2
【思考】1.把紅熱的木炭插入盛有氧氣的集氣瓶時，為什么要由瓶口向下緩慢插入？
2.鐵絲在氧氣中燃燒，集氣瓶中留有少量水的原因是什么？
【回答】1.如果開始便將紅熱的木炭伸入盛有氧氣的集氣瓶底部，因木炭在氧氣中燃燒，放出大量熱并產(chǎn)生二氧化碳，導(dǎo)致集氣瓶中的氧氣逸出損失，使瓶中氧氣含量迅速降低，影響實驗現(xiàn)象。
2.防止鐵絲燃燒時高溫熔化物濺落，炸裂瓶底。
三、課堂小結(jié)
一、選擇裝置
（1）發(fā)生裝置 （2）收集裝置
二、操作過程
1.實驗原理：高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
2.實驗步驟：查、裝、定、點、收、離、熄
3.收集方法：①排水法②向上排空氣法
三、木炭和鐵絲在氧氣中的燃燒實驗
1.碳+氧氣二氧化碳
2.鐵+氧氣四氧化三鐵
【教學(xué)反思】
本課題的活動與探究，實際上是由學(xué)生親自動手制取氧氣并檢驗氧氣的性質(zhì)。由于制取氧氣的實驗技能要求比較高，注意事項多，仍有必要在實驗前向?qū)W生充分交代清楚。某些操作，例如，用排水法收集氣體，有必要讓學(xué)生事先練習(xí)，以免實驗時慌亂，導(dǎo)致較多的氧氣在空氣中逸散而損失。在由兩個學(xué)生組成的實驗小組中，可讓一個學(xué)生用一根導(dǎo)管緩慢而連續(xù)地吹氣以代替氣體發(fā)生器，另一個學(xué)生做排水法收集氣體的練習(xí)，要求達(dá)到能連續(xù)地收集滿2～3瓶氣體。然后兩人交換練習(xí)，直到都能較熟練地操作為止。對于鐵架臺、鐵夾、鐵圈等，學(xué)生也是第一次親自操作，因此應(yīng)讓他們做幾次操作練習(xí)。
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