2．2神奇的氧气（共 3 课时）

第 2 课时 实验室用氯酸钾制取氧气

一、教学目标

1．知识与技能

（ 1）了解工业制取氧气的基本方法和原理。

（ 2）掌握实验室用氯酸钾制取氧气的原理、装置、操作及氧气的检验方法。

（ 3）了解催化剂和催化作用的概念。

2．过程与方法

（ 1）通过学生分组实验探究 , 培养学生的实验能力及合作交流能力。

（ 2）初步培养学生分析、对比和迁移知识的能力。

3．情感态度与价值观

通过对催化剂的实验探究， 激发学生学习和探究的兴趣， 培养学生实事求是、 严肃认真的 科学态度和良好的实验习惯。

二、教学重点和难点 实验室用氯酸钾制取氧气的反应原理、实验装置、操作方法及氧气的检验方法。 催化剂的概念以及使学生初步了解科学的探究方法。

三、教学用品

药品：氯酸钾、高锰酸钾、二氧化锰、双氧水。

仪器：试管、单孔橡皮塞、导管、集气瓶、毛玻片、水槽、酒精灯、火柴、木条、铁架 台及铁夹、试管夹、药匙等。

媒体：多媒体电脑、实物投影仪、 PPT课件。

四、教学过程

教学内容 教师活动 学生活动 设计意图

导 入 课 题

[ 复习 ] 什么物质中氧气含量最多？ 那么氧气的体积是多少呢？ 空气中氧气含量加多，那么如何得到氧 气呢？

[ 板书 ] 四、氧气的制取 空气

21% 从实际需要出 发引入课题。

带问题进新 课。使学生先 有整体的了解 为下面的学习 作准备。

工 业 制 氧

1．工业制氧

[ 分析思考 ]阅读课本 P49“思考与讨论 ”

（提示：这段内容揭示了工业制氧的相 关原理）

阅读同时再思考如下几个问题。

[ 媒体 ]①工业制氧的大致流程是怎样 的？

②工业制氧利用了什么原理？采用什么 阅读。 体会教师的 提示。

回答 先液化，再分 离。 各气体的沸 了解工业制氧 的流程、原理 等。

方法？

③是物理变化还是化学变化，为什么？ （没有新物质产生）

④工业制氧得到的氧气是纯净物还是混 合物，为什么？

［ 讲解 ］ “思考与讨论 ”下面有一句话：将 水通直流电能得到氧气。

［设问 ］能不能以水为原料来制取氧气？ ［媒体 ］水电解模拟实验

［ 问题 1］水电解得到什么？ 化学反应式该怎样写？ （请学生板演，作出反馈）

［ 问题 2］用这种方法制取氧气可行吗？ ［讲解 ］以水为原料制取氧气，理论上是 可行的，但要消耗大量的电。因此，在 对氧气纯度要求不太高时，工业上一般 不采取这种方法制取。那能不能作为实 验室制取氧气的方法呢？

［讲解 ］也不行，电解水得到氧气的速度 比较慢。那有没有更快捷的方法，一起 来探索一下。 点不同，分离 液态空气。 物理变化。

混合物（有二 氧化碳等）。

看书

思考 观看 氢气和氧气。

书写 发表观点。

思考、回答。 结合观看内 容，发

表见 解。

实 验 药 品 的 选

择 ［讲解 ］第一步：还是要寻找原料。

［小结 ］要从某些含氧化合物中去寻找。 出示药品：氯酸钾（ KClO 3）、二氧化 锰（ MnO

2）、高锰酸钾（ KMnO 4）、 双氧水（ H 2O2）

（二氧化锰：黑色固体；氯酸钾：白色 固体；

高锰酸钾： 暗紫色固体； 双氧水： 无色液体）

［讲解］第二步： 所选原料要能产生氧气。

［问题 ］如何来检验有没有氧气产生？ （提示：氧气能帮助燃烧）

［ 小结 ］用带火星的木条，看能否复燃。 能复燃，说明有氧气产生。

［ 布置学生探究实验 ］请各小组按要求进 行探索实验。

（要求各小组分工合作）

［实验 1］ 单独加热二氧化锰有没有氧气 产生？

［实验 2］ 单独加热氯酸钾有没有氧气产 生？

［实验 3］ 加热氯酸钾和二氧化锰的混合 物有没有氧气产生？ 讨论并提出 观点。

观察药品的 颜色与状态。

认识药品。

讨论并说出 自己的方法

完成实 验并 认真观察、记 录、分析。 没有氧气放 出。 有，但要到沸 腾状态。

很快有氧气 产生。 知道制氧原料 的基本要求。

知道氧气的检 验方法。

培养学生的探 索精神，让学 生了解探索路 径。

［ 实验 4］双氧水能否产生氧气？

［ 实验 5］将二氧化锰投入到双氧水中能 否产生氧气？

［ 引导讨论 ］根据以上实验，你们有哪些 判断？

［小结 ］氯酸钾和双氧水可以用来制取氧 气，二氧化锰不能。二氧化锰在加热氯 酸钾制取氧气的反应中起到了加快反应 速度的作用。 能，量较少。 很快产生氧 气。

讨论回答 培养分析问题 的能力。

催 化 剂 ［ 设问 ］在此过程中二氧化锰本身发生变 化了吗？

带着疑问来继续探究

［ 布置学生探究实验 ］继续加热试管内物

质，一直到不再产生氧气为止，再加入 氯酸钾，加热，观察有无氧气放出。

［讲解 ］二氧化锰自身不能产生氧气，却 能使氯酸钾在较低温度下很快放出氧 气。在化学上，类似二氧化锰的这类物 质还有不少，我们把这类物质统称为催 化剂。

［板书 ］催化剂概念

强调：“一变二不变”（一变：使其他 物质反应速度变快；二不变：自身的质 量和化学性质） 思考、回答

实验 有氧气产生。 说明二氧化

锰没有变化。 认识催化剂。

与教师一起 寻找概念关 键词。 知道催化剂的 特性。

实 验 装 置 ［ 设问 ］ 接下来我们来探索繁盛装置的 类型，老师在 PPT 上展示了 2 副发生装 置图，大家说说看两者有什么区别，该 如何为两幅装置图命名？ 学生回答。

［解释 ］固固加热型，固液不加热型。

用 ［ 小结 ］实验室里可以用加热氯酸钾和二 明确加热氯 让学生了解实

氯 氧化锰的混合物来制氧气。 酸钾和二氧 验室制氧①的

酸 ［板书 ］反应原理： 化锰的混合 方法、原理、

钾 二氧化锰 物是实验室 装置、操作注

和 氯酸钾 氯化钾 +氧气 制氧的方法 意点、收集及

氧 加热

KClO 3 KCl O2 之一。 检满方法等。

化 ［ 讲解 ］把刚才的实验装置改进一下，就

锰 能得到实验室制取氧气的发生装置。

制 ［ 教师动、学生议 ］共同得出氧气发生装 明确发生装

取 置的要点。 置的要点。

氧 ①用铁架台和铁夹固定大试管；

气 ②试管口向下还是向上倾斜； （提示： 加 试管口略向

热过程中可能会产生水，为了防止试管 下倾斜。

破裂，试管口应略向下。 ）

③铁夹夹在试管的哪个部位？ 中上部。

④试管的高度应该多高？（提示：因为 保证外焰部

要用酒精灯加热，所以不能太高，也不 位加热。

能太低）

⑤药品该怎么放？（提示：药品的受热 平铺。

面越大，反应越快，药品利用率越高）

⑥该如何加热？（提示：给试管里的液 先预热，再集

体如何加热？） 中加热。

⑦导管超出橡皮塞多一点还是少一点 稍伸出橡皮

好。（提示： 加热后有气体产生， 粉末状 塞。

固体有可能与气体一些流出）

（重新安装一次，让学生观察完整的发

生装置。）

（提醒学生安装顺序：先下后上，先左 知道装置的

后右。） 安装原则。

［小结 ］发生装置要点（略）

［设问 ］怎样把产生的氧气收集起来？ 思考、讨论。

（要设计一套收集装置）

［ 想一想 ］ 可以用什么方法收集氧气？ 筛选氧气的

（提示：可根据氧气的某些物理性质） 物理性质。

［引导 ］氧气难溶于水，如果把氧气通入 知道根据溶

灌满水的集气瓶中，把水挤走就能得到 解性决定能

氧气。我们把这种方法叫做排水集气法。 否用排水法。

［ 设问 ］如果能溶于水或能与水反应的气 不可以

体，可以用排水法收集吗？

［ 讲解 ］也可以直接让氧气来赶走空气， 思考、回答。

这时瓶口应向上还是向下？ 密度比空气

［追问 ］什么原因？ 大。

［ 小结 ］因为氧气的密度比空气大，所以 知道根据密

瓶口应向上，这种方法称为向上排空气 度选择用向

法；如果密度比空气小，集气瓶口应向 上还是向下

下，称为向下排空气法。 排空气法。

［ 想一想 ］实验时，怎么知道氧气已经收

满？ 思考

（提示：如果用排水法，瓶中水排尽就 了解检满方

满了，此时气体就会跑到水槽中，水槽 中就会出现气泡；如果用排空气法，满 了氧气就会逸出，此时将带火星的木条 放到瓶口，木条会复燃。 ） 法

制 ［ 演示实验 ］ 制取氧气。 期待。

氧 没有气体产生。

的 可能出了什么问题？ 帮助老师。

操 ［引导 ］前面已证明这个实验一定能迅速 思考、讨论。

作 产生氧气，现在没有气体，说明什么？

要 （装置漏气） 找问题症结。

点 ［ 小结 ］加热氯酸钾和二氧化锰混合物制 了解操作要 突出操作的规

取氧气的操作有七个要点。用一句话来 概括就是：“茶庄”定点收“利息” 。具 体的含义是：

①查：检查装置气密性。 点。 范性。

怎么查？ 思考。

（教师示范，学生模仿） 实验。

利用什么原理？ 思考并回答。

（气体热胀冷缩）

②装：填装药品（氯酸钾和二氧化锰混 回想具体操

合物）；

③定：固定发生装置和收集装置； ④点：点燃酒精灯；

⑤收：收集气体； 作。

［ 设问 ］是不是一有气泡冒出，立即收 集？ 思考、回答。

那什么时候能够收集？ （明确：有大量气泡冒出时再收集）

⑥离：导管离开水槽；

⑦熄：熄灭酒精灯 讨论并回答。

［设问 ］⑥、⑦两步是否可以对调一下 为什么？ 思考。

［引导 ］熄灭酒精灯，温度会降低，气体 体积、压强均

体积会怎么样？压强会怎么样？ 减小。

［提示 ］此时导管还在水槽里，水倒流进 试管，会产生什么后果？ 试管破裂。