实验活动1 氧气的实验室制取与性质
【学习目标】
(1)学会实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验操作及注意事项。
(2)掌握氧气能与木炭、硫、细铁丝发生反应的实验操作。
(3)通过亲手操作,让学生体会实验成功的喜悦,激发学习的兴趣,增强学生的探究欲。
【学习重点】氧气制取的操作方法。
【学习难点】氧气与木炭和铁丝燃烧实验的注意事项。
【教学准备】[来:zz@s#t^%*ep.com]
大试管、试管夹、单孔橡皮塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻璃片、坩埚钳、细铁丝、木条、棉花、火柴、高锰酸钾、木炭、澄清石灰水。[www%.^z#zstep.co&m*]
【教学设计】[中国*教育出^#&版网%]
一、创设情境
上节课我们学习了制取氧气的反应原理,这节课我们来亲自动手制取氧气,并验证氧气的性质。
二、新课学习~&国^教育%出版网@]
根据实验台上所给仪器,要求组内同学自行设计、组装一套实验室制取氧气的发生装置,并讨论出装置的使用范围。[来:*中#教&@网~]
展示各组设计的装置,组间互相评判其优缺点。
由上述探讨,归纳出制取氧气的可行性装置(如图):[来:zzste~#@p^&.com]
图一:适合于固体(液体)和液体反应,不需加热;[来~:@中国^#教%育出版网]
图二:适合固体在加热条件下制取气体。
【提问】现在我们能完成制取氧气的实验吗?
回答:不能,还需要确定收集装置。
讨论后,确定两种收集方法及装置。[来@:中国教育出&^*%版网]
方法一:排水法,氧气不易溶于水(图三);
方法二:向上排空气法,氧气的密度比空气的密度大(图四)。
2.指导学生完成制取氧气的实验探究。
【讲解】确定了收集装置后,下面我们重点学习用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项。
一、加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气
【演示】实验2-7[来%:^中教网~@*]
【思考】(1)在图2-15和2-17所示的装置中,都有哪些仪器?
(2)哪部分是气体的发生装置,哪部分是气体的收集装置?[来@~:*中教%#网]
(3)实验步骤是怎样的?
(4)如何检查装置的气密性?[来&:中^国%教育出*版网#]
(5)刚开始产生气泡时能立即收集吗?为什么?
(6)实验最后应该怎样操作?最后两步能颠倒吗?为什么?
让学生阅读教材“活动与探索内容”,并总结如下:[来~*^:中教网@&]
制取氧气的步骤:1.检查装置的气密性。检查气密性的方法:将导管的一端浸入水槽中,用手紧握气体发生装置外壁,若水中的导管口有气泡冒出,松开手后,导管口出现一段水柱,证明装置不漏气。
2.装药品。
3.固定仪器,试管口要塞棉花。组装顺序:先下后上,从左到右。
4.给试管加热,先预热,再集中加热。
5.收集气体。用排水法收集时,导管口开始有气泡放出时,不宜立即收集(为什么?),当气泡连续地并比较均匀地放出时,再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。[来:中@国教^育~出版*网%]
6.①如果用排水法收集,要先把导管移出水面,再熄灭酒精灯。(如果先熄灭酒精灯,可能会造成什么后果?)[中国教&^~育出#*版网]
②如果用向上排空气法收集,要验满。
验满的方法:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。
【总结】为了便于记忆,我们可以把操作步骤简称为“查、装、定、点、收、离、熄”,谐音为“茶庄定点收利息”。
【讨论】实验过程中应注意什么?
【回答】
1.要用酒精灯的外焰对准药品部位加热,加热前先对试管进行预热。
2.药品要平铺在试管底部,增大受热面积,便于均匀受热。[来~^:中国%教育&*出版网]
3.铁夹要夹在距试管口约1/3处。[来#:%zzst^~ep.com&]
4.试管口放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
5.试管内的导管稍微露出橡皮塞即可,便于气体排出。
6.试管口应略向下倾斜,有些固体试剂受热往往会产生水蒸气,试管口略向下倾斜,防止冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂。
7.用排水法收集气体时,导管伸到瓶口处即可,当导管口出现连续、均匀的气泡时才可以开始收集(刚开始冒出的气体是受热膨胀的空气,会导致收集的气体不纯)。
【讲解】1.检验方法:将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条立即复燃,则证明是氧气。
2.验满方法
(1)用向上排空气法收集氧气时:把一根带火星的木条放在集气瓶口,如果木条复燃,证明氧气已集满了。
(2)用排水法收集氧气时:如果集气瓶口有大量气泡逸出,证明瓶中没有水了,即氧气已集满。
【思考】[来#:中教网@~%^]
1.用排水法集气时,实验结束后,为什么要先移出导气管,后撤离酒精灯?
2.制取的氧气如果不纯,你认为可能的原因有哪些?
【回答】
1.防止试管内温度骤降,气压减小,水槽内的水倒流到试管,导致试管炸裂。[中&国教育*%出@~版网]
2.排水法收集时,未等气泡均匀连续冒出就开始收集。
二、氧气的性质
师:下面我们进行“氧气的性质”的实验,请同学们阅读教材第46页上的内容。
实验1
用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上加热到发红,插入收集的氧气中,观察现象,停止后向集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡,观察现象。
实验2
【思考】1.把红热的木炭插入盛有氧气的集气瓶时,为什么要由瓶口向下缓慢插入?
2.铁丝在氧气中燃烧,集气瓶中留有少量水的原因是什么?
【回答】1.如果开始便将红热的木炭伸入盛有氧气的集气瓶底部,因木炭在氧气中燃烧,放出大量热并产生二氧化碳,导致集气瓶中的氧气逸出损失,使瓶中氧气含量迅速降低,影响实验现象。[来:~中%#国@教育&出版网]
2.防止铁丝燃烧时高温熔化物溅落,炸裂瓶底。
三、课堂小结
一、选择装置
(1)发生装置 (2)收集装置[中国#教育出@~版^网*]
二、操作过程
1.实验原理:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
2.实验步骤:查、装、定、点、收、离、熄
3.收集方法:①排水法②向上排空气法
三、木炭和铁丝在氧气中的燃烧实验[ww~w.#zzst&*e@p.com]
1.碳+氧气二氧化碳[来:%^*中~国教育出版#网]
2.铁+氧气四氧化三铁
【教学反思】
本课题的活动与探究,实际上是由学生亲自动手制取氧气并检验氧气的性质。由于制取氧气的实验技能要求比较高,注意事项多,仍有必要在实验前向学生充分交代清楚。某些操作,例如,用排水法收集气体,有必要让学生事先练习,以免实验时慌乱,导致较多的氧气在空气中逸散而损失。在由两个学生组成的实验小组中,可让一个学生用一根导管缓慢而连续地吹气以代替气体发生器,另一个学生做排水法收集气体的练习,要求达到能连续地收集满2~3瓶气体。然后两人交换练习,直到都能较熟练地操作为止。对于铁架台、铁夹、铁圈等,学生也是第一次亲自操作,因此应让他们做几次操作练习。[中~^#国教
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