九年級化學2.3制取氧氣(二)教案

1.通過實驗探究，了解影響化學反應速率的因素：催化劑各類、催化劑的量、溫度和反應物的濃度。

2.掌握用過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)催化劑及反應速率的探究活動。

【實驗1】取三支試管，各加入5 mL過氧化氫溶液，一支中加入0.5 gMnO2，別一支加熱，第三支進行對比。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，木條立即復燃；第二支試管中，木條過一會復燃；第三支試管中，木條不會復燃。

【結(jié)論1】加入MnO2后，能加快化學反應速率，MnO?2是該反應的催化劑；加熱也能加快化學反應速率。由此可見，加催化劑不是化學反應的必要條件。

催化劑不僅不是反應的必要條件，催化劑也不能改變化學反應的方向，即一個可以發(fā)生的反應，不可能因為加入催化劑就不能發(fā)生了，同樣，一個不能發(fā)生的化學反應，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，例如上述反應中，加不加入催化劑，生成氧氣的量都是一樣的，只是反應的速率有差異。

【實驗2】在兩支試管中，分別加入5 mL過氧化氫溶液，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。觀察現(xiàn)象。

【現(xiàn)象】第一支試管中，木條迅速復燃，燃燒很旺；第二支試管中，過一會才復燃，且燃燒沒有第一支試管中旺盛。

【結(jié)論2】同一個反應中，可能使用不同的催化劑，但催化劑的催化效果是有不同的。

在過氧化氫分解的反應中，可以使用的催化劑種類很多。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。

【實驗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驗裝置。加熱，并收集一瓶氧氣，并觀察收集一瓶氧氣所需時間。

【現(xiàn)象】

(因具體反應條件不同，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，二者的質(zhì)量比以3∶1為宜。

催化劑能改變化學反應速率，催化劑很少時，效果肯定不好；隨著催化劑的質(zhì)量分數(shù)的增加，反應物的質(zhì)量分數(shù)也相應的減少，反應速率也就隨之降低了。

【實驗4】在四支試管中，分別加入1%、3%、6%、10%的過氧化氫溶液，再分別加入0.5 g二氧化錳，用帶火星的木條伸入試管里。觀察木條復燃的先后順序。

【現(xiàn)象】10%的過氧化氫溶液中的木條最先復燃，然后依次是6%的，3%的，最后是1%的過氧化氫溶液中的木條復燃。

【結(jié)論4】反應物的濃度決定了反應的速率，反應物的濃度越大，反應速率越大。

二、用過氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣。

1.過氧化氫制取氧氣裝置的選擇。

由于過氧化氫是液體，必須有個盛裝的容器，這個容器可以是大試管，也可以是錐形瓶或別的什么容器。氣體需要導出，就必須有玻璃導管；收集氧氣可以用排水集氣法(氧氣不易溶于水)。由于過氧化氫遇到二氧化錳就能反應，且無法控制反應速率，故在準備好前，最好不要讓過氧化氫溶液與二氧化錳接觸，故可在裝置中加入一支長頸漏斗。由于長頸漏斗不能控制反應速率，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，將導管一端放入水中，雙手捂住錐形瓶，若導管端有氣泡放出，說明裝置氣密性完好。

⑵用彈簧夾夾住膠管，在分液漏斗中注入少量水，打開活塞，若水不能全部流入錐形瓶中，則說明裝置氣密性完好。

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驗裝置。向分液漏斗中注入適量的過氧化氫溶液。

⑶將集氣瓶裝滿水，蓋上玻璃片，倒入到水槽中，拿出玻璃片。慢慢打開分液漏斗的活塞，使過氧化氫溶液逐滴滴加入錐形瓶中。反應開始。

⑷導氣管有氣泡放出時，不要急于收集氣體。(錐形瓶內(nèi)有空氣，而且錐形瓶體積大，排出空氣的時間需要較長。)一會兒以后，將導氣管插入集氣瓶內(nèi)，收集氧氣。等氣泡向瓶外冒出時，表明集氣瓶內(nèi)已集滿氧氣，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。

氧氣的驗滿和檢驗與氯酸鉀制取氧氣一樣，不再贅述。

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