过氧化氢制取氧气的实验探究教学设计 - 图文

过氧化氢制取氧气的实验探究教学设计 一、教学目标 知识与技能： （1）认识过氧化氢溶液，认识过氧化氢溶液制取氧气的优点和缺点。 （2）了解催化剂在化学反应中的作用和特点，探究并寻求过氧化氢溶液分解制取氧气的较为合理的催化剂。 （3探究用过氧化氢溶液制取氧气的可以控制的装置。 过程与方法： （1）通过探究实验培养学生发现问题并解决问题的能力。 （2）通过本节课的学习，培养学生分析、对比、迁移知识的能力。 情感态度与价值观： （1）知道化学与生产和生活的联系。 （2）通过探究活动，提高学生学习兴趣，激发求知欲，培养学生科学素养。 （3）培养学生勇于创新的科学精神和团结合作的意识。增强社会责任感，养成良好的环保意识。 二、教学模式 基于问题讨论式 三、教学准备 教师准备：制作Powerpoint课件、10℅过氧化氢溶液、30℅Ｈ２Ｏ２溶液、各种催化剂（MnO2、土豆块、新鲜猪肝、红砖瓦粉、铜丝网、CuSO4溶液、FeCl3溶液等）、烧杯（500mL）1只、试管（18×180）10支、托盘天平、酒精灯、木条、铁架台（带铁夹）、大试管、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞、吸滤瓶、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞铜丝（一端系上装有二氧化锰粉末的小砂袋）、集气瓶等 学生准备：①查阅用过氧化氢制氧气的可能的催化剂 ②课前拆干电池找MnO2；找新鲜猪肝、土豆块、红砖瓦粉、铜丝、点滴板（或可代用品）等物品。 ③寻找各种随时发生随时停止制氧装置所需物品（废弃的塑料瓶、医用注射器、皮管、玻璃管等）。 四、教学过程： （一）认识双氧水 师生活动 设计意图 师：举例说明双氧水已大量运用到生活和生产创设情景，引起学生的兴趣 中 直接导出研究对象，导入新课。 师：出示一瓶双氧水溶液，倒少量液体于试管提出问题。 中。 教师的追问帮助学生进入思考生：同样操作，观察。 并引导学生一定要用实验来探师：双氧水溶液在常温下能生成氧气吗？（问究的意识。 题1） 修正结论。 生：有或没有等不同的回答?? 得出正确结论。 师：为什么？ 并引出下一个内容 生：基于问题1分析讨论，动手进行“活动与培养分析问题能力 探究一” 引出催化剂 实验并记录。 师：总结学生结论并示范操作。 生：书写过氧化氢溶液分解生成氧气的表达式。 师：如用此反应作为实验室制取氧气有什么优点和缺点？（问题2） 生：分析、评价。 师：如何改进？（问题3） 生：基于问题3分析讨论。课前预习查阅催化剂信息。 师：用双氧水和二氧化锰来制氧气，要用到固体和液体，并且反应介绍制取速率很快，我们应选择怎样的装置呢？（问题7） 原理 投影： 出现的仪生： 分析思考 器为学生师：将二氧化锰和双氧水直接装入一支试管内，是否可行？（问题后续思考8） 铺垫 投影： 在老师的生：实验并得出结论回答：不可行。固体和液体始终接触，不能控启发下，层制反应停止。 层深入 师：那怎样才能将固体和液体分开呢？（问题9） 让学生在生：将液体装在漏斗里，固体装在试管中。 简单的实投影： 验中，体会师：这样可行吗？ 科学探究生：不可行，因为短时间内有大量双氧水与二氧化锰接触，反应速的过程。 率很快，产生大量气体，有可能造成爆炸；漏斗造成装置漏气。 问题的深师：选用怎样的装置才能控制双氧水的量，进而控制反应速率呢？入，导致学（问题10） 生思考的生：思考、分析 深入，培养师：要控制反应速率，就要逐滴滴加双氧水，因此可在漏斗上加一学生的创个活塞――分液漏斗（图一）；也可通过小砂袋的上升和下降来控造能力 制反应的随时发生随时停止（图二）。 启发引导，投影： 抛砖引玉 图一 图二 强化实验生：利用自带用品按上述原理组装各种反应装置。 基本操作师生共同讨论收集方法和装置 能力和动生：分组实验，进行“活动与探究三”并记录。每组用两种制取和手能力 收集氧气的方法制取两瓶氧气。 讨论：实验过程中出现的问题。 师：小结本节内容和反思 五、实验改进说明： 《义务教育课程标准实验教科书化学九年级（人教版）上册》第二单元课题3制取氧气中安排了用过氧化氢溶液制取氧气的内容，如按书上的实验内容教学，始终留下一些疑惑，针对下列问题，在本节课中做了以下的实验改进： （一）、过氧化氢溶液在常温下能生成氧气的实验改进 课本中对这部分内容是这样安排的：在试管中加入 5 mL 10％的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，木条不复燃，但说明了“过氧化氢溶液在常温下能生成氧气”结论。显然这样的结论会使学生感到矛盾。将5 mL 10％的过氧化氢溶液放置一天（用橡皮塞塞紧），再把带火星的木条伸入试管，木条就会复燃，建立在实验基础上，学生对“过氧化氢溶液在常温下能生成氧气”就会变得清晰。 (二)、催化剂概念的理解

因过滤操作安排在第三单元课题3水的净化中，在本课题的学习中较难安排将催化剂二

按发生装置和收集装置组装随时发生随时停止制取氧气装置 装置气密性检查 装药品 收集 验满 氧化锰过滤出来，而且烘干称量实验操作也较为繁琐，难在有限的课堂时间上完成，如没有相应的实验基础，学生对催化剂“在化学反应前后质量不变”形成不了概念，也就无法更好地揭示催化剂概念的内涵。 1、实验用品 烧杯（500mL）1只、试管（18×180）2支、铜丝网（3cm×3cm）、铜丝、30℅Ｈ２Ｏ２、托盘天平 2、实验装置（如下图） 3、实验步骤 （1）取一块3cm×3cm铜丝网，卷成圆筒形，用一根约25 cm长的铜丝相连，并称重。 （2）分别向2支试管中注入约1／3体积、浓度为30℅Ｈ２Ｏ２ （3）将2支试管放入盛有开水的烧杯中，约1min后可观察到小气泡产生。 （4）把带有铜丝的铜丝网放入其中的一支试管中，可观察到试管中有大量的气泡产生，随即将铜丝网撤离液面则反应速度又恢复到原来的水平，反复实验，上述现象重复出现直到Ｈ２Ｏ２的分解反应完成。 （5）待反应完成后取出铜丝，用滤纸或卫生纸将铜丝网上的液体吸干，然后称量，可观察到铜丝网的质量不变。 此实验快速简单、操作方便，可明显地观察到反应速度的改变、反应前后催化剂的外观和质量均不改变，从而很好地揭示催化剂的概念，本实验所用的铜丝和铜丝网也可用铁丝和铁丝网代替。 (三)、用过氧化氢溶液制取氧气的实验 实验室制备气体装置的选择，往往是由制备气体的方法（原理）决定的。用化学方法制取气体，就需要考虑反应中反应物的状态和反应条件。用过氧化氢溶液制取氧气的实验条件为常温，反应物的状态为固体和液体，所选装置如图1所示。

图1

缺点：

1. 在实验操作中，很难做到使反应随时发生随时停止（即很难做到使过氧化氢溶液

与MnO2粉末分离而使反应停止）。 2. 无法控制液体药品的用量，浪费药品。

因此做了适当的改进： 改进一

1. 改进所需器材

铁架台（带铁夹）、大试管、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞。 2. 改进后的发生装置如下图2所示： 3. 操作方法

①先将少量的二氧化锰粉末放入大使管的底部。

②然后将过氧化氢溶液放入分液漏斗中，打开活塞，逐滴加入过氧化氢溶液，使反应停止。

③不需产生气体时将活塞关闭，使反应停止。 4. 改进后发生装置的优点

①通过分液漏斗逐滴向试管加入过氧化氢溶液来控制反应的速度，可以得到平稳的氧气流，同时也便于收集。

②可以控制所加过氧化氢溶液的用量，节约药品。 ③操作简便。 改进二

1. 1. 改进所需器材

吸滤瓶、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞铜丝（一端系上装有二氧化锰粉末的小砂袋）

2.改进后的发生装置如图3 1. 操作方法

①按上图将一根铜丝（一端系上装有二氧化锰粉末的小砂袋），伸入到吸滤瓶底部。

②将过氧化氢溶液放入分液漏斗中，通过分液漏斗逐滴加入5℅过氧化氢溶液，使反应发生，产生气体。

③不需产生气体时将铜丝向上拉起，将小砂袋脱离液面，使反应停止。

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