第2節    氧氣和氧化

課  題第2節    氧氣和氧化

日 期教學目標1、了解氧氣的主要物理性質和化學性質，能通過氧氣的性質理解氧氣的廣泛用途。了解氧氣是空氣中最活躍的成分，也是和我們人類生命最息息相關的部分。2、認識“氧化”這一自然界普遍存在的現象，了解氧化反應及其概念。3、了解實驗室制取氧氣的方法（過氧化氫分解和高錳酸鉀加熱分解），了解實驗室制取氧氣的儀器名稱、裝置的連接、檢驗氣密性的方法、收集方法和檢驗氧氣的方法。了解工業上制氧的方法。4、了解燃燒的條件，了解劇烈氧化和緩慢氧化，并具有安全意識。了解滅火和火災自救的一般方法。5、初步懂得用實驗來研究物質性質及其變化的科學方法。學會觀察和分析實驗現象，培養觀察能力和分析綜合能力。重點難點1、氧氣的主要的物理性質和化學性質及用途。2、實驗室制取氧氣的有關知識    3、燃燒【引入】列舉生活中的氧化現象，并設問。一、氧氣的性質【復習】1、“o2”的含義復習2、什么叫物質的物理性質？它包括哪些內容？什么叫物質的化學性質？舉一例說明。【實驗】觀察氧氣的顏色和狀態及驗證氧氣的助燃的性質結論：1、氧氣是無色、無味的氣體（通常狀況下）－－【介紹】：觀察氣體的方法和聞氣味的方法      2、氧氣能使帶火星的木條復燃－－說明氧氣具有助燃性，能支持燃燒。【思考】氧氣能溶解在水中嗎？－－能。水中的生物就是靠水中溶解的氧氣得以生存的。3、氧氣不易溶于水－－常溫下，1升水中能溶解30毫升的氧氣。4、密度：1.429克/升，比空氣的密度略大。5、較易液化和凝固：變成淡藍色的液體和雪花狀的藍色液體。【問題】歸納一下氧氣的物理性質：1.無色、無氣味的氣體。  2.密度：比空氣略大，1.429g/l3.水溶性：不易溶于水。4.液態——1.013×105pa時，-183℃，淡藍色；固態——1.013×105pa時，-218℃，淡藍色雪花狀固體。【實驗】一、硫在氧氣中燃燒實驗現象：在空氣中燃燒：發出微弱的淡藍色火焰。      在氧氣中燃燒：(1)比空氣中燃燒得更旺，發出藍紫色火焰；并放出熱量。(2)生成了一種有刺激性氣味的無色氣體。（該氣體叫二氧化硫。教師可舉出生活中實例，如煙煤燃燒時產生的有刺激性氣味的氣體。）二、細鐵絲在氧氣中燃燒實驗注意點：在集氣瓶鋪細砂或裝少量水；細鐵絲繞在火柴梗上，待將要燒完時，立刻伸入；鐵絲懸在瓶內中央處勿觸及瓶壁。現象：鐵絲在空氣中紅熱。在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體－－四氧化三鐵。兩個反應的文字表達式：硫＋氧氣－－二氧化硫；鐵＋氧氣－－四氧化三鐵氧化物：由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物。【小結】氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體。二、呼吸作用與氧化【問題】人呼出的氣體與吸入的氣體之間由什么區別？【實驗】用吸管向瓶內澄清石灰水吹氣  現象：澄清石灰水變混濁。（知識：二氧化碳能使澄清石灰水變混濁。這是鑒定二氧化碳的方法。）  結論：人呼出的氣體中含較多的二氧化碳。【問題】為什么人通過呼吸作用會消耗氧氣，產生二氧化碳呢？     －－這是因為人體細胞內的有機物與氧氣反應。呼吸作用的反應過程：葡萄糖＋氧氣－－二氧化碳＋水＋能量c6h12o6 + o2   =    co2    +  h2o呼吸作用：人體細胞內的有機物與氧氣反應，最終產生二氧化碳、水或其它產物，同時把有機物中的能釋放出來，供生命活動的需要。這個過程是一個復雜的、多步驟的過程。 植物和微生物等其它生物也有呼吸作用。呼吸作用對生命活動來說很重要。【討論】食物燃燒和呼吸作用的差異。食物燃燒不屬于生命活動，是一種簡單的氧化過程。呼吸作用屬于生命活動，是復雜的多步驟的過程，需要酶的參加。三、氧化反應葡萄糖＋氧氣－－二氧化碳＋水                               硫＋氧氣－－二氧化硫鐵＋氧氣－－四氧化三鐵                   碳＋氧氣－－二氧化碳                      －－物質跟氧發生的反應叫做氧化反應。氧化反應有些進行得非常劇烈，如硫的燃燒，鐵在純氧中的燃燒。有些進行得緩慢，如呼吸作用、生銹過程、塑料和橡膠制品得老化。氧化性：在氧化反應中氧氣具有氧化性。【閱讀】氧氣的發現四、氧氣的制備1、實驗室制取氧氣的方法：分解過氧化氫過氧化氫－－水＋氧氣a、關于過氧化氫俗名雙氧水，能與水以任意比混合。過氧化氫溶液的質量分數一般以10％－15％為宜，以免反應劇烈而引起事故。b、二氧化錳：作催化劑，加快反應的速度。【介紹】（1）實驗裝置和操作原理：儀器：燒瓶、導管、集氣瓶、水槽、鐵架臺、分液漏斗（－－用于分離不相溶的液體；裝配氣體發生器等反應裝置，用于不斷向燒瓶中添加液體試劑。－－裝配氣體發生器，用活塞控制添加劑，加液后關閉活塞，可防止氣體沖出漏斗。）裝置：發生裝置(左邊)：常溫下進行，注意檢查氣密性（夾住導管，在分液漏斗中注水，看液面是否下降）；裝入液體和固體試劑（用漏斗和藥匙或紙槽）。收集裝置(右邊）：收集方法的確定（用排水集氣法－－凡是不易溶于水的氣體適于此法）。（2）催化劑：是在化學反應中能改變其它物質的反應速率，而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有改變的物質。工業上叫觸媒。特點就是：一變二不變，即改變(不只是加快)反應速率，反應前后質量不變、化學性質不變。催化劑具有選擇性，不是萬能的，液不是唯一的。2、工業上制取氧氣：a、分離空氣法。【問題】工業制氧是物理變化還是化學變化？為什么？－－工業制氧是物理變化。因為這里只是利用各種成分的沸點不同，把空氣中的氧氣從液態空氣中分離出來。 【講述】氮氣蒸發后，剩余的主要是液氧。國家規定儲存氧氣用的鋼瓶一律漆成天藍色。  b、利用膜分離技術，在一定壓力下讓空氣通過具有復集氧氣功能的薄膜，可以得到含氧量較高的復集氧氣。【學生實驗】實驗知識準備：1、裝置的裝配、連接及氣密性的檢查    2、固體試劑的取用              3、酒精燈的使用、加熱方法        4、排水集氣法的操作實驗注意點：1、在正式實驗前要先練習一下有關的操作，如排水法收集氣體、鐵架臺的使用等        2、思考一些問題：見教參p61五、緩慢氧化與燃燒1、氧化反應進行得非常緩慢，甚至不易覺察，就是緩慢氧化。如呼吸作用、鐵生銹等。2、燃燒是可燃物跟氧氣發生的一種發光、發熱、劇烈的氧化反應。【解釋】燃燒的三個特點：1）發光、發熱；2）劇烈；3）氧化反應3、爆炸：燃燒以極快的速率在有限的空間里發生，瞬間內累積大量的熱，使氣體體積急劇地膨脹，就引起爆炸。【討論】爆炸一定是化學變化嗎？         人類對爆炸的利用你認識多少？4、燃燒的條件：【實驗】可燃物燃燒條件的實驗實驗現象：（略）       實驗結論：可燃物燃燒必須同時滿足兩個條件：                      一、要有氧氣參與；                      二、要達到一定的溫度著火點：每種物質的著火點是不同的，這是物質的一種特性。如白磷的著火點是40℃。5、自燃：由緩慢氧化而引起地自發燃燒叫自燃。物質在緩慢氧化過程中產生得熱量如不能及時散失，會使溫度逐漸升高，達到著火點時，不經點火，物質會自發地燃燒起來。【討論】怎樣預防自燃？六、滅火與火災自救【討論】根據燃燒需要的條件，應該怎樣來滅火？        －－消除燃燒發生的如何一個條件：或降低溫度；或隔絕空氣。1、滅火的方法：【讀圖】常見的滅火方法由哪些？－－采用媒體教學，并進行補充。2、火災自救常識：【小結】