再探氧气【教学目标】1.复习课本中有关氧气的含量测定、制备、性质和用途等知识点；2.学会在课本实验的基础上对装置进行合理、创新地改进；3.对改进装置进行实验验证并做出客观评价。【教学重难点】1.有关氧气装置的创新性改进；2.学会辩证地评价改进装置。【教学方法】实验探究法、情景教学法、小组讨论法、边教边讲法、习题巩固法等。【教学准备】药品：6%的双氧水溶液、二氧化锰、二氧化锰球、蜡烛、木炭、铁丝、小木条、酒精等；仪器：分液漏斗、锥形瓶、尖嘴导管、铁架台、酒精灯、砂纸、坩埚钳、镊子、滤纸、石棉网、小烧杯、大烧杯等。【教学过程】引入：空气是一种混合物，早在二百多年前，拉瓦锡通过精确的实验证明空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。同学们还记得教材上是如何测定空气中氧气含量的吗？学生：利用红磷消耗氧气测定。教师：此装置测定空气中氧气含量会产生实验误差，能否具体分析测量结果偏大或偏小的原因？学生：测量结果偏低（小于1/5）（1）红磷不足；（2）装置未冷却，打开止水夹；（3）装置漏气。测量结果偏高（大于1/5）（1）燃烧匙缓慢伸入集气瓶，导致瓶内空气受热膨胀而逸出；（2）弹簧夹未夹紧。教师：这些误差是否都可以通过正确的实验操作来避免？学生：不是。及时燃烧匙快速伸入集气瓶中也会导致空气受热逸出，使测定结果偏大。教师：非常好。像这种实验误差我们称为系统误差。如何改进实验装置尽可能减少甚至消除这种误差？老师提供给你们几样实验用品，请大家在教材装置的基础上加以改进，并在纸上画出你设计的装置图。我们以小组为单位交流。投影仪展示学生设计的装置图。补充教师设计的装置图并按照原理分类阐述改进点燃方式红磷改进点燃方式白磷改进耗氧方式过渡：经过改进后的装置测定，空气中氧气的体积分数约为21%。那我们如何简便的获得空气中氧气？学生：分离液态空气法。老师：这是利用什么原理？学生：利用氧气和氮气的沸点不同。老师：这幅图片清晰的展示了分离液态空气法的过程。氮气沸点-196低于氧气，先被分离出来。留在钢瓶中的是呈淡蓝色的液态氧气。老师：除此方法以外，实验室如何获得纯净的氧气？学生：高锰酸钾制氧气、双氧水制氧气、氯酸钾制氧气。老师：非常好！大家在头脑中回忆出这些制法的装置图。等待10s。给出两套装置图。（固体加热型、固液无需加热型）。老师：第二套装置最大的优点是什么？学生：控制反应速率。老师：这套装置能不能随时控制反应的发生与停止？学生：不能。老师：请大家思考一下，哪一种类型的发生装置可以实现控制反应起止？学生：启普发生器及其变体。老师：非常好！给出带有孔塑料垫片的启普发生器变体。老师：二氧化锰催化分解双氧水能否利用此装置实验，实现控制反应起止？学生：不行！二氧化锰为粉末状固体，会从有孔塑料垫片上漏下，无法实现固液分离。老师：同学们回答的很对！实验室的二氧化锰固体一般为粉末状固体，的确无法实现。假如老师将粉末状二氧化锰变成块状二氧化锰固体是否就能实现？学生：可以，但是如何变成固体？压缩？老师：给出图片。利用很常见的一种食品添加剂：海藻酸钠。播放利用海藻酸钠制备二氧化锰球的视频教程，并给学生展示最终的产品。老师：实践是检验真理的唯一标准。我们必须通过什么来证明猜想？学生：实验！实验一：制备并检验氧气。（邀请学生一起实验）1.连接装置、检查装置气密性。用镊子取二氧化锰球置于有孔塑料垫片上方。加入6%的双氧水溶液，观察。二氧化锰球表面的气泡慢慢变多，反应速率越来越快。2.用带火星的小木条检验生成的气体。带火星的小木条复燃。3.关闭活塞。试管内的液体被压回长颈漏斗中，固液分离，反应停止。老师：利用此装置我们实现了控制反应的发生与停止。利用此装置这一特征可以改进书本上很多基础实验。例如：实验二：氧气的性质老师：书本上利用三个实验验证氧气的性质活泼。同学们还记得是哪三个实验吗？学生：蜡烛在氧气中燃烧、木炭在氧气中燃烧、铁丝在氧气中燃烧。老师：蜡烛在氧气中燃烧时会产生水蒸气，水蒸气在集气瓶壁上液化使得瓶壁模糊，无法清晰地观察到剧烈燃烧的现象。我们可以通过此装置改进实验。1.蜡烛在氧气中燃烧点燃蜡烛直立在桌上，打开活塞，将氧气通过尖嘴导管（胶头滴管改装）直接喷到蜡烛火焰上方。观察实验现象。现象：清晰地观察到蜡烛迅速熔化，剧烈燃烧，发出白光，放出大量热。老师：同理，我们可以改进木炭在氧气中燃烧实验。2.木炭在氧气中燃烧用镊子取木炭置于酒精灯火焰上方加热至赤红，打开活塞，将氧气通过尖嘴导管直接喷到木炭上方。观察实验现象。现象：赤红的木炭剧烈燃烧，发出白光，放出大量热。由于反应剧烈还能看到木炭断裂蹦出火星。老师：在开放环境下可以更清晰地观察到反应的现象，铁丝在氧气中燃烧的实验能不能也在开放环境下进行？学生：实验检验。3.铁丝在氧气中燃烧打磨铁丝绕成螺旋状，在铁丝的末端系上一段滤纸并蘸取少量酒精，另一端系在坩埚钳上。打开活塞，产生氧气。点燃滤纸，快要燃尽时将滤纸置于导管尖嘴处。观察现象。实验成功：现象：铁丝在尖嘴口上方剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。实验利弊分析：利：近距离观察到铁丝在氧气中燃烧的现象；不用提前制备氧气，不用担心氧气逸出导致浓度降低，实验失败。弊：开放环境下铁丝燃烧剧烈，火星四射，具有一定危险性。实验失败率高。实验失败：现象：铁丝红热后不燃烧，或者有微小的火星。原因分析：滤纸未接近燃尽时就置于尖嘴处，消耗大量氧气，使周围氧气浓度下降；氧气产生速率过慢，浓度达不到铁丝燃烧所需的最低值；尖嘴处横截面积小，氧气的浓度低。可改用较粗的玻璃导管。教师总结：改进实验有利有弊，需要辩证看待；实验失败需要及时找出原因并完善实验；实验失败往往比实验成功能学到更多东西。【习题巩固】老师：性质活泼的氧气在日常生活中有许多用途，最常见的就是能供给呼吸，我们通过一道习题巩固一下：例题1：潜水艇里要配备氧气的再生装置，以保证长时间潜航。有以下几种制氧气的方法：加热高锰酸钾 电解水 在常温下，过氧化钠固体（Na2O2）与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。（1）写出方法的化学方程式 。（2）你认为最适合潜水艇里制氧气的方法是 （填序号）与其他方法相比，写出这种方法的优点： 。学生：（1）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；（2）；不需要消耗大量的能源而且还可以消耗呼吸产生的二氧化碳。过渡：除了供给呼吸，氧气还能支持燃烧，我们通过另一道题目来复习：例题2：一种有机物16g，在氧气中充分燃烧生成二氧化碳44g，水36g。问：（1）该有机物由 元素组成；（2）有机物中各元素质量比为 ；（3）有机物中各元素原子个数比为 ；（4）假如该有机物相对分子质量为16。求该有机物化学式 。学生：（1）C、H （2）m(C):m(H)=3:1 （3）n(C):n(H)=1:4 （4）CH4过渡：甲烷是天然气的主要成分，也是可燃冰的主要成分。2017年5月18日，中国在南海成功试采可燃冰，它将推动世界能源利用格局的改变。现在我们通过一道例题走进可燃冰的世界。例题3：2017年5月18日，中国在南海成功试采可燃冰，它将推动世界能源利用格局的改变。可燃冰是在高压低温环境条件下形成的可以燃烧的“冰块”。（1）在可燃冰中，水分子形成一种空间笼状结构，甲烷和少量N2、CO2等分子填入笼内空隙中，无固定的化学计量关系，因此可燃冰属于_________。（选填“纯净物”或“混合物”）（2）工业上，可以利用甲烷获得氢气，其反应的微观示意图如下：图1所示反应的化学方程式为_____________________________。在图2横线处补全相应微粒的图示。学生：（1）混合物；（2）【课堂总结】老师：这节课我们以氧气的改进实验为主线，从氧气的发现、含量、获得、性质、用途五个方面再探氧气。通过本节课的学习，大家不仅学习到许多氧气的创新实验，还会根据要求自己设计实验。最难能可贵的是能理性的对创新实验进行评价，分析利弊和失败原因。老师也收获颇丰！希望大家能保持科学严谨的态度在化学学习的道路上奋勇前行！今天这节课到此结束。【板书设计】再探氧气氧气含量获得性质用途含量【教学反思】1.氧气的含量教学环节：本次采用画图加解说的方法展示学生设计的作品。准备简单、节约时间，但是互动效果较差且学生印象不深刻。如果换成是实验仪器并让他们自己组装展示，学生的兴趣将更浓，同时也锻炼了他们的动手能力。2.氧气的性质教学环节：用高清摄像头将三种物质在氧气中燃烧的现象投影到一体机上，可以让所有学生清晰地观察到反应现象。3.铁丝在氧气中燃烧的实验：实验两次均失败，原因可能是氧气产生速率过慢，浓度达不到铁丝燃烧所需的最低值。也有可能是尖嘴处横截面积小，氧气的浓度低。可改用较粗的玻璃导管