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九年級(jí)化學(xué)2.3制取氧氣(二)教案
知識(shí)點(diǎn)：1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：催化劑各類(lèi)、催化劑的量、溫度和反應(yīng)物的濃度。
2.掌握用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣的基本操作。
課文詳解：
一、有關(guān)催化劑及反應(yīng)速率的探究活動(dòng)。
【實(shí)驗(yàn)1】取三支試管，各加入5 mL過(guò)氧化氫溶液，一支中加入0.5 gMnO2，別一支加熱，第三支進(jìn)行對(duì)比。用帶火星木條分別伸入三支試管中。觀察。
【現(xiàn)象】第一支試管中，木條立即復(fù)燃；第二支試管中，木條過(guò)一會(huì)復(fù)燃；第三支試管中，木條不會(huì)復(fù)燃。
【結(jié)論1】加入MnO2后，能加快化學(xué)反應(yīng)速率，MnO?2是該反應(yīng)的催化劑；加熱也能加快化學(xué)反應(yīng)速率。由此可見(jiàn)，加催化劑不是化學(xué)反應(yīng)的必要條件。
催化劑不僅不是反應(yīng)的必要條件，催化劑也不能改變化學(xué)反應(yīng)的方向，即一個(gè)可以發(fā)生的反應(yīng)，不可能因?yàn)榧尤氪呋瘎┚筒荒馨l(fā)生了，同樣，一個(gè)不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，不因加入催化劑就可以發(fā)生了；催化劑也不能改變產(chǎn)率，例如上述反應(yīng)中，加不加入催化劑，生成氧氣的量都是一樣的，只是反應(yīng)的速率有差異。
【實(shí)驗(yàn)2】在兩支試管中，分別加入5 mL過(guò)氧化氫溶液，一支試管中加入0.5 gMnO2，另一支試管中加入0.5 g紅磚粉。用帶火星的木條伸入試管內(nèi)試驗(yàn)。觀察現(xiàn)象。
【現(xiàn)象】第一支試管中，木條迅速?gòu)?fù)燃，燃燒很旺；第二支試管中，過(guò)一會(huì)才復(fù)燃，且燃燒沒(méi)有第一支試管中旺盛。
【結(jié)論2】同一個(gè)反應(yīng)中，可能使用不同的催化劑，但催化劑的催化效果是有不同的。
在過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)中，可以使用的催化劑種類(lèi)很多。除二氧化錳外，
還有氧化鐵、氧化銅、硫酸銅、紅磚粉等。日常生活中的豬肝、土豆泥也都有很好的催化效果。
【實(shí)驗(yàn)3】分別取四份氯酸鉀，每份3 g，各加入0.5 g、1 g、2 g、4 g二氧化錳，并混合均勻，將混合后的藥品裝入試管內(nèi)，按右圖裝置組裝好實(shí)驗(yàn)裝置。加熱，并收集一瓶氧氣，并觀察收集一瓶氧氣所需時(shí)間。
【現(xiàn)象】
(因具體反應(yīng)條件不同，所得結(jié)果有一定的差異，因此這里不再填出具體所需的時(shí)間。)
加入1 g二氧化錳的裝置中，產(chǎn)生氧氣最快，其次是加入0.5 g二氧化錳的裝置，加入2 g二氧化錳的較慢，加入4 g二氧化錳的裝置產(chǎn)生氧氣的速率最慢。
【結(jié)論3】催化劑并不是越多越好，一般情況下，氯酸鉀與二氧化錳混合制氧氣時(shí)，二者的質(zhì)量比以3∶1為宜。
催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，催化劑很少時(shí)，效果肯定不好；隨著催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相應(yīng)的減少，反應(yīng)速率也就隨之降低了。
【實(shí)驗(yàn)4】在四支試管中，分別加入1%、3%、6%、10%的過(guò)氧化氫溶液，再分別加入0.5 g二氧化錳，用帶火星的木條伸入試管里。觀察木條復(fù)燃的先后順序。
【現(xiàn)象】10%的過(guò)氧化氫溶液中的木條最先復(fù)燃，然后依次是6%的，3%的，最后是1%的過(guò)氧化氫溶液中的木條復(fù)燃。
【結(jié)論4】反應(yīng)物的濃度決定了反應(yīng)的速率，反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越大。
二、用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣。
1.過(guò)氧化氫制取氧氣裝置的選擇。
由于過(guò)氧化氫是液體，必須有個(gè)盛裝的容器，這個(gè)容器可以是大試管，也可以是錐形瓶或別的什么容器。氣體需要導(dǎo)出，就必須有玻璃導(dǎo)管；收集氧氣可以用排水集氣法(氧氣不易溶于水)。由于過(guò)氧化氫遇到二氧化錳就能反應(yīng)，且無(wú)法控制反應(yīng)速率，故在準(zhǔn)備好前，最好不要讓過(guò)氧化氫溶液與二氧化錳接觸，故可在裝置中加入一支長(zhǎng)頸漏斗。由于長(zhǎng)頸漏斗不能控制反應(yīng)速率，最好用分液漏斗代替。(如右圖)
2.檢查裝置氣密性。
檢查該裝置的氣密性，可用以下方法。
⑴關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管一端放入水中，雙手捂住錐形瓶，若導(dǎo)管端有氣泡放出，說(shuō)明裝置氣密性完好。
⑵用彈簧夾夾住膠管，在分液漏斗中注入少量水，打開(kāi)活塞，若水不能全部流入錐形瓶中，則說(shuō)明裝置氣密性完好。
3.操作步驟。
⑴按上述方法檢查裝置氣密性。
⑵在錐形瓶中裝入適量二氧化錳，按右上圖裝置裝配好實(shí)驗(yàn)裝置。向分液漏斗中注入適量的過(guò)氧化氫溶液。
⑶將集氣瓶裝滿(mǎn)水，蓋上玻璃片，倒入到水槽中，拿出玻璃片。慢慢打開(kāi)分液漏斗的活塞，使過(guò)氧化氫溶液逐滴滴加入錐形瓶中。反應(yīng)開(kāi)始。
⑷導(dǎo)氣管有氣泡放出時(shí)，不要急于收集氣體。(錐形瓶?jī)?nèi)有空氣，而且錐形瓶體積大，排出空氣的時(shí)間需要較長(zhǎng)。)一會(huì)兒以后，將導(dǎo)氣管插入集氣瓶?jī)?nèi)，收集氧氣。等氣泡向瓶外冒出時(shí)，表明集氣瓶?jī)?nèi)已集滿(mǎn)氧氣，在水下用玻璃片蓋住瓶口，連同玻璃片一起拿出水面，正放在桌面上。
⑸拆除裝置，將廢液倒入廢液缸中，將二氧化錳倒入指定容器，以便回收。
氧氣的驗(yàn)滿(mǎn)和檢驗(yàn)與氯酸鉀制取氧氣一樣，不再贅述。
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