九年级化学教案：第二节 性质活泼的氧气
学习目标：知识与技能：
1.认识氧气的主要物理性质;
2.观察和描述木炭、铁丝、蜡烛等在空气中燃烧的现象，从中归纳出氧气的化学性质;
3.了解氧气的主要用途、氧气与人类关系密切;
4.了解氧气的工业制法，学习实验室制备氧气的原理、装置和操作
过程与方法：
1.观察与描述物质与氧气反应的现象，学会从中归纳出物质的化学性质的方法;
2.能够根据反应物的性质来选择制备气体的实验装置与操作方法，根据生成物的性质选择收集方法;
情感态度与价值观：
1.了解氧气在自然界中的循环及重要意义，增强环保意识
2.养成细致的观察习惯和严谨的工作作风
学习重点与难点：
1.氧气的性质与用途
2.氧气的获得和实验室制取氧气的方法
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
探究内容：
1.燃烧的现象及剧烈程度与什么因素有关?
2.实验室制取气体的装置的选取所考虑的因素有哪些?
学习内容：
一、认识氧气(Oxygen)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;
P.S.：通常情况下，是指20℃，1.01×105Pa;标准状况下，是指0℃，1.01×105Pa;
(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?
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
(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。
三、氧气的获得
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 葡萄糖 + 氧气
2.工业制法(分离液态空气法)
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
(1)具体过程
(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。
二氧化锰
(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?
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