案例8制取氧气.doc

案例8　制取氧气（一）
　【课　题】
九年义务课程标准实验教科书化学（人教版）九年级上册第二单元　课题3
一、教学内容与学情分析
（1）本课题教学内容主要是氧气的实验室制法，还包括“活动与探究”———制取氧气以及氧气的性质、“资料”———如何大量制取氧气、“化学　技术　社会”———催化剂的作用。课时安排2课时。在第一课时里，主要学习氧气的工业制法，在实验室制备氧气的反应原理，利用高锰酸钾制取氧气的实验过程，以及催化剂、分解反应的概念。（2）通过前面的学习，对于选择一个实验方案，学生大致知道应该从原料的易得、反应的条件和是否环保等方面考虑。对于氧气的工业制法，学生能够想到，利用自然界的空气做原料，利用教师掌握了氧气的性质和一些基本实验操作 （如如何给固体加热、如何利用排水法收集气体等），所以学生完全可以通过讨论，自己想出。（3）通过演示实验，得出催化剂的概念，在此只能根据实验的表面现象简单介绍，使学生大致了解催化剂的概念。催化剂在生产和科学研究中的应用，以及在生物活体中酶的存在，可以简单介绍，以激发学生学习化学的自觉性和积极性。同时，可以在课外安排活动小组，将二氧化锰回收，再来做过氧化氢的分解实验也可以利用硫酸铜溶液、红砖粉末等代替二氧化锰做催化剂的实验，目的是更多地了解催化剂。
二、教学目标
1. 知识与技能目标
（1）了解氧气的工业制法。（2）知道实验室制取氧气的反应原理、主要仪器、收集方法、验满方法等。（3）能写出实验室利用过氧化氢和高锰酸钾制氧气的反应文字表达式。（4）知道催化剂与分解反应的概念。
2. 过程与方法目标
（1）通过实验认识催化剂和催化作用，进一步了解探究的一般过程。
（2）通过探究氧气的实验室制法，了解实验室制取气体一般要研究的方法。
3. 情感态度与价值观目标
（1）通过对催化剂的探究学习和相关材料介绍，培养勇于创新的科学精神。（2）体验和欣赏化学实验装置之美。（3）通过讨论，增进交流和表达的意识。
三、教学重点和难点
重点：氧气的实验室制法。
难点：催化剂的概念。
重点、难点的突出及突破：（1）通过学生动手选择仪器并组装实验室制取氧气的装置，充分调动学生学习的主动性和积极性，使学生成为学习主体，以突出重点。（2）催化剂的概念是本节课难点，可以边实验边引导学生思考二氧化锰是否是反应物，再做对比实验并加以解释，另外介绍催化剂在生产和科研中的一些应用，以突破难点。
四、教学方法和媒体
（1）以投影或录像的形式介绍有关氧气的用途，或由学生搜集、讲述一些有关氧气用途的资料，激发学生的学习兴趣和关注化学、热爱化学的情感。（2）学生在教师提供的有关资料或已有的知识基础上，采用边实验边分析讨论的方法，使学生通过充分的自主学习和探究学习，得出结论。
五、教学过程
（一）创设问题情景，引入新课
（播放有关氧气用途的录像）
师：结合看到的录像，请同学们说一说氧气有哪些用途。
生：在生活中，氧气可以供给动植物呼吸。
生：氧气是发射航天火箭的助推剂。
生：炼铁时要鼓入大量的氧气。
生：金属的焊接和切割中需要氧气。
生：家庭中煤气的燃烧需要氧气。
师：氧气的用途真是很广泛。同学们，你们想过吗———如何获得纯净的氧气呢？你们是否希望自己也能够制出氧气来？
生：（共同答）想！
师：好，这节课，让我们共同走进课题3———制取氧气。
（二）利用有关信息，讨论氧气的工业制法
师：（介绍）根据氧气需要量的大小，可将氧气的制法分成工业制法和实验室制法。如果氧气的需求量较大，一般采用工业制法。
师：首先我们面临的一个问题是选择原料。在选择原料时要考虑原料的廉价和易得。你们想到了哪种物质？
生：（大多数学生）空气。
师：好，请同学们看一些资料，然后小组讨论出氧气的工业制法。
（利用幻灯片展示氮气、氧气的物理性质比较表。物理性质包括密度、熔点、沸点等）
生：（讨论后交流）我认为可以利用一定的方法，将空气变成固体，然后再升温，使之慢慢变成液体，因为固态氮的熔点低，先熔化，而氧仍然为固体。
生：（反驳）我认为没必要将空气变成固体，可以利用降温的方法将空气变成液体，再升温，控制温度为-218℃，因为液态氮的沸点（-218℃）比液态氧的沸点（-196℃）低，所以液态氮会先汽化，从而得到液态氧。
师：同学们，哪组的方案更合理？
生：（大多数学生）后者。
师：的确，在工业上是利用沸点的不同分离液态空气。但设备规模庞大，操作过程十分复杂。
（利用幻灯片展示）原理：分离液态空气。

（三）探究实验室制取氧气的反应原理
师：当只需少量的氧气时，一般采用实验室制法。请各小组讨论一下，在实验室制备氧气时，从原料、仪器、反应条件等方面要考虑哪些因素。
（学生讨论，教师参与讨论，学生汇报交流结果）
生：所选用的原料中必须含氧。否则，不会产生氧气。另外，原料必须易得廉价。
生：反应的条件要简单，整个实验装置简单。
生：反应的速度要适中。
生：在反应的过程中，不生成污染环境的物质。
师：同学们考虑得十分详尽———不仅考虑到反应本身的合理性和科学性，还考虑到“绿色化学”。下面，我向大家介绍两种常见的制备氧气的药品———高锰酸钾和过氧化氢。
（学生观察实验台上药品的颜色、状态）
师：（通过实物投影演示实验）
实验1———在试管中加入少量5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管。
实验2———在试管中加入少量5%的过氧化氢溶液，微热，并把带火星的木条伸入试管。
实验3———在试管中加入少量5%的过氧化氢溶液，加入少量的二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。
生：观察实验现象，完成实验观察提纲，并在班级交流。
生：（汇报实验现象）在实验2和实验3中，都看到了带火星的木条复燃，说明有氧气产生。
师：（提出质疑）要使过氧化氢产生氧气，可以采取哪些方法？
生：（思考后回答）加热或加二氧化锰。
师：（追问）在反应中，二氧化锰起什么作用呢？
师：演示实验4———待实验3中的试管中无气泡产生时，重新加入少量的过氧化氢，又有气体放出。
（如果时间允许，此实验可反复几次）
分析讨论，引出催化剂和催化作用的概念。
（阅读资料，介绍催化剂在生产中的广泛应用、酶在人体中的作用）
师：演示实验5———试管中加入少量的高锰酸钾，加热，并把带火星的木条伸入试管。
引导学生完成以上实验的化学反应文字表达式。从生成物的种类讨论以上反应的特点，得出分解反应的概念
（四）设计实验装置
师：在实验室一般采用加热高锰酸钾的方法制取氧气，主要是由于过氧化氢的不稳定性和价格较贵。在实验台上有许多常见的仪器，请你选择利用高锰酸钾加热制取氧气所用的主要仪器并进行简单的组装。
（学生动手选择仪器，教师巡回指导）
生：（汇报所选仪器）主要有试管、铁架台、酒精灯、单孔胶塞、导管、集气瓶、毛玻璃片。
生：（补充）水槽。
师：（提出问题）采用什么方法收集氧气？如何知道氧气已经收集满了？
生：（讨论后交流）可以采用排水法，因为氧气不易溶于水。当集气瓶口出现气泡时，说明氧气已经收集满了。
师：（肯定）你说得很好。这种方法我们习惯地称之为向上排空气法。
生：（争议）我认为还是用排水法较好。因为这种方法不用验满，另外，排空气法有可能在集气瓶中残留一些空气。
师：（赞许）你的想法很好。老师十分欣赏你能够从更深层次思考问题的精神。
（五）形成性评价
师：通过这节课的学习，我们有哪些收获呢？
生：我们知道了在工业上如何制氧气，在实验室如何制取氧气。
生：我们还知道了什么是催化剂和分解反应。
生：如果有高锰酸钾，我现在就可以制出氧气。
师：好，下节课，同学们来做制取氧气的实验。当然，在具体的操作过程中，还有一些需要注意的问题，希望同学们认真作好预习。
（六）课堂检测
略。
点评：新教科书中的氧气的制法将二氧化锰催化氯酸钾制氧气改为二氧化锰催化双氧水制取氧气，装置为固液常温制气体的典型代表，这给教学带来一定难度，但教师将这部分内容主要作为催化剂概念的引出，并没有更深一步地拓展，在处理教科书上显示出一定的功底，而将探究活动主要放在利用高锰酸钾制氧气的实验教学中，重点突出实验方案的设计，进而由学生总结出设计实验方案的一般方法，充分体现《课程标准》中强调学生全面发展、终身发展的新思路、新理念。