氧氣
教學(xué)目標(biāo)
氧氣的性質(zhì)和用途教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)：
了解氧氣的物理性質(zhì)，初步掌握氧氣的化學(xué)性質(zhì)；理解化合反應(yīng)的概念，初步學(xué)會(huì)判斷化合反應(yīng)的方法；了解氧化反應(yīng)的概念及其反應(yīng)的判斷和氧氣的用途。
能力目標(biāo)：
通過(guò)對(duì)氧氣化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察和描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力；及通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究物質(zhì)及其變化的科學(xué)方法；通過(guò)判斷化合反應(yīng)和氧化反應(yīng)的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納的能力。
情感目標(biāo)：
通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和描述及對(duì)氧氣化學(xué)性質(zhì)的歸納，逐步培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
氧氣的制法教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)：
初步掌握實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法和反應(yīng)原理；
了解工業(yè)上從空氣中提取氧氣的基本原理；
了解催化劑和催化作用的概念；
理解分解反應(yīng)的定義及其與化合反應(yīng)的區(qū)別。
能力目標(biāo)：
初步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力和思維能力；
初步培養(yǎng)學(xué)生分析、對(duì)比和遷移知識(shí)的能力。
情感目標(biāo)：
培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，及實(shí)驗(yàn)、分析、總結(jié)、理解運(yùn)用的學(xué)習(xí)方法。
教學(xué)建議
氧氣的性質(zhì)和用途
本節(jié)教材分為氧氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和用途三部分。
這三部分應(yīng)以氧氣的性質(zhì)為中心，因?yàn)槲镔|(zhì)的用途主要決定于該物質(zhì)的性質(zhì)。
氧氣物理性質(zhì)教學(xué)建議
關(guān)于物理性質(zhì)的教學(xué)，教給學(xué)生一個(gè)認(rèn)識(shí)物理性質(zhì)的順序，以便在以后學(xué)習(xí)其它物質(zhì)的物理性質(zhì)時(shí)，即觀察的全面，又起到了對(duì)照的作用。使記憶更牢。
物質(zhì)的物理性質(zhì)，其觀察和描述的順序與人的感覺(jué)器官所接受的信息量有關(guān)，最突出的是顏色，其次是形狀，再是嗅覺(jué)、味覺(jué)，這樣自然的形成一個(gè)描述物理性質(zhì)的習(xí)慣順序。
關(guān)于溶解性，由于學(xué)生尚不了解溶解過(guò)程的實(shí)質(zhì)，對(duì)這些基本上不跟水起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的溶解，只能先認(rèn)為是物質(zhì)的物理性質(zhì)。有關(guān)氧氣微溶于水的事實(shí)，可列舉實(shí)際生活中的事例幫助理解。如許多水中生物呼吸靠的就是溶解在水中的氧氣。或者讓學(xué)生想想辦法，做個(gè)家庭實(shí)驗(yàn)，如：用封閉和敞口的容器做水中養(yǎng)魚(yú)的效果對(duì)比。
氧氣等氣體的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)都很低，是學(xué)生在日常生活中很少遇到的，是很難想象到的低溫，教師應(yīng)爭(zhēng)取使學(xué)生看到液態(tài)空氣、液氧、液氮做為改進(jìn)教學(xué)的設(shè)想。或者至少也應(yīng)爭(zhēng)取看到錄像片（液氧、液氮一般制氧廠都有生產(chǎn)，液氮在一般大醫(yī)院用于冷凍療法。）
在氣體密度教學(xué)上，注意①怎樣測(cè)定氣體密度？它與固體和液體有什么不同？②不同密度的氣體為什么是混合均勻而不分層？
氧氣化學(xué)性質(zhì)
關(guān)于化學(xué)性質(zhì)，必須通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。
為排除氮?dú)獾母蓴_，做在純氧和在空氣中的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以此說(shuō)明物質(zhì)在空氣中燃燒主要是和氧氣反應(yīng)。
在觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生想到，在沒(méi)有點(diǎn)燃前，這些物質(zhì)不和氧氣發(fā)生反應(yīng)；點(diǎn)燃后，再觀察能否持續(xù)燃燒，及燃燒現(xiàn)象；繼而觀察在純氧中的燃燒現(xiàn)象，最后是對(duì)生成物的檢驗(yàn)。
在演示中最好把反應(yīng)的文字表達(dá)式與實(shí)際反應(yīng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，為學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)方程式打點(diǎn)基礎(chǔ)。也可把有關(guān)的元素符號(hào)、化學(xué)式注在下面，超前記憶，分散教學(xué)難點(diǎn)。
為便于總結(jié)分析，將對(duì)比實(shí)驗(yàn)表格化。從不同角度得出化合反應(yīng)、氧化反應(yīng)的概念。
在總結(jié)氧化反應(yīng)的定義時(shí)，應(yīng)注意：
①是物質(zhì)與氧發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，并沒(méi)有說(shuō)是氧氣。這里告訴學(xué)生，以后還會(huì)學(xué)到不是直接與氧氣起化學(xué)反應(yīng)的氧化反應(yīng)。
②演示實(shí)驗(yàn)反應(yīng)劇烈，應(yīng)向?qū)W生指出，定義中并沒(méi)有包含，可列舉鐵銹生成的例子。這樣使學(xué)生學(xué)會(huì)準(zhǔn)確的掌握概念內(nèi)涵。培養(yǎng)提高觀察、分析、判斷、推理的邏輯思維能力。
關(guān)于氧氣的用途
有關(guān)物質(zhì)用途的教學(xué)應(yīng)該在突出其性質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。本節(jié)教材把氧氣的用途安排在氧氣性質(zhì)之后，也正是體現(xiàn)用途取決于性質(zhì)的邏輯規(guī)律。理論聯(lián)系實(shí)際是教學(xué)的一項(xiàng)重要原則，化學(xué)教學(xué)要盡量做到學(xué)以致用，尤其在接受義務(wù)教育的初中階段，更應(yīng)倍加重視基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與生產(chǎn)、生活實(shí)際的緊密聯(lián)系。
例如，為什么氧炔焰既能用于焊接又能用于切割金屬？焊接與切割兩者有什么本質(zhì)不同？（教學(xué)時(shí)應(yīng)該盡可能地讓學(xué)生看到實(shí)物或?qū)嶋H操作表演，可能的話，在課外活動(dòng)時(shí)讓學(xué)生親自操作一下更好。）
氧這一章有豐富的聯(lián)系實(shí)際的內(nèi)容，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生把學(xué)習(xí)到的化學(xué)知識(shí)與日常生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)考慮并提出問(wèn)題。只有肯于和善于提出問(wèn)題，才能開(kāi)闊思路。教師可以根據(jù)班級(jí)的具體情況，作適當(dāng)?shù)闹v解或推薦課外閱讀參考資料，或課外組織“氧”的專題報(bào)告會(huì)……
總之，這種既不超越大綱，又不超越學(xué)生接受能力的結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際的內(nèi)容，是義務(wù)教育所不可忽視的一個(gè)方面。
實(shí)驗(yàn)演示建議
1．做木炭在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，最好選用長(zhǎng)條片狀的木炭。可以先用鑷子或坩堝夾住木炭，加熱到發(fā)紅，再放到燃燒匙里。紅熱的木炭應(yīng)該由上而下慢慢地放入盛有氧氣的集氣瓶中，如果一開(kāi)始就伸到瓶底，木炭燃燒所生成的二氧化碳會(huì)把瓶中部和上部的氧氣排出，木炭就不能順利燃燒。鑒定二氧化碳用的澄清石灰水，要用新制的和濃度較大的。因?yàn)榉胖镁昧说氖宜瑫?huì)因其中的氫氧化鈣已跟空氣里的二氧化碳起反應(yīng)而失效。濃度小的石灰水遇到二氧化碳，開(kāi)始時(shí)顯渾濁，不久便又會(huì)因生成可溶性的碳酸氫鈣而變得澄清。
2．硫在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)所用的燃燒匙內(nèi)務(wù)必墊一層石棉絨（或石棉布），因?yàn)楦邷貢r(shí)疏可以跟銅、鐵等金屬直接化合生成硫化物，如果不設(shè)法使硫跟金屬匙隔離，燃燒匙用不了幾次就會(huì)被腐蝕壞了。另外，硫的用量不宜過(guò)多，如果氧氣的體積是250毫升，則硫黃的用量以不超過(guò)0.5克為宜。從瓶里取出的燃燒匙，如果仍有燃著的硫，可以把匙隨手浸入事先準(zhǔn)備好的水中使之熄滅，以免二氧化硫彌散。燃燒匙內(nèi)剩余的硫黃能很容易地隨所鋪墊的石棉一起摳掉，若摳不掉也可把它放在通風(fēng)處，讓硫黃燃燒完。
3．鐵絲在氧中燃燒的實(shí)驗(yàn)，最好選用擰在一起的一束細(xì)鐵絲。從鐵窗紗上拆下的鐵絲（用砂紙打去漆和銹）比較好用。如用一根細(xì)鐵絲，最好把它繞成螺旋狀。無(wú)論是一束還是螺旋都是為了提高鐵絲局部的溫度，以利于鐵絲在氧中“持續(xù)”燃燒。為了使學(xué)生能夠清楚地“看”到燃燒時(shí)伴隨的放熱現(xiàn)象，不要等待鐵絲燃盡，就可以把鐵絲從氧氣瓶中取出，向?qū)W生展示鐵絲端處倒掛著的紅熱的熔融小鐵珠，這能十分形象地說(shuō)明鐵在氧氣中燃燒會(huì)放出光和熱。
點(diǎn)燃鐵絲的最簡(jiǎn)便方法，是用一段火柴桿引燃。在將鐵絲伸入氧氣瓶中之前，光點(diǎn)燃系在鐵絲端上的火柴桿，待火柴即將燃盡時(shí)再將鐵絲伸入氧氣瓶中，以免木桿太長(zhǎng)而消耗過(guò)多的氧氣。
為了防止鐵燃燒時(shí)較大塊的熔渣濺落瓶底，致使集氣瓶炸裂，除集氣瓶中預(yù)留些水或鋪些細(xì)沙外，還應(yīng)注意切勿使燃著的鐵絲靠近或接觸瓶壁。（本實(shí)驗(yàn)是講述氧炔焰進(jìn)行氣割的最好根據(jù)。）
4．蠟燭在氧氣中燃燒與已做過(guò)的幾種金屬和非金屬單質(zhì)在氧中燃燒的區(qū)別，在于它不屬于化合反應(yīng)類型。為此，必須突出它反應(yīng)后有兩種生成物。
演示實(shí)驗(yàn)的總結(jié)分析
為了便于對(duì)系列演示實(shí)驗(yàn)的總結(jié)分析，除去并列它們的反應(yīng)文字表達(dá)式之外。還可以將以上實(shí)驗(yàn)的可比部分表格化，這種表格化了的描述，將會(huì)對(duì)學(xué)生增長(zhǎng)抽象概括能力提供方便。
物質(zhì)在空氣和氧氣中燃燒現(xiàn)象的比較
反應(yīng)物
發(fā)生反應(yīng)的條件
反應(yīng)現(xiàn)象
生成物
在空氣中
在氧氣中
木炭跟氧氣
點(diǎn)燃
持續(xù)紅熱，無(wú)煙、無(wú)焰。
劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成一種無(wú)色氣體。
二氧化碳（能使澄清石灰水變白色渾濁）
碳黃跟氧氣
點(diǎn)燃
持續(xù)燃燒放熱，有隱約可見(jiàn)的淡藍(lán)色火焰，無(wú)煙。
發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，放出熱量，生成一種無(wú)色有刺激性氣味的氣體。
二氧化硫
紅磷跟氧氣
點(diǎn)燃
黃白色火焰，伴隨放熱和大量白煙。
發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成大量白煙，白煙易溶于水。
五氧化二磷
鐵跟氧氣
點(diǎn)燃
灼成紅熱，離火后變冷。
用木條引燃后，能持續(xù)劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，將鐵絲熔成小球，生成黑色固體。
四氧化三鐵
蠟燭（主要是石蠟跟氧氣）
點(diǎn)燃
黃白色光亮火焰，火焰分層，放出熱量，稍有黑煙。
火焰十分明亮，分層，放出熱量，瓶壁有霧珠，還有無(wú)色氣體生成，能使石灰水變白色渾濁。
水和二氧化碳
對(duì)比表列碳、硫、磷、鐵跟氧氣起反應(yīng)的情況，可以找出它們之間的共同點(diǎn)，例如：
（1）未點(diǎn)燃的物質(zhì)放在純氧氣中，一般并不發(fā)生燃燒現(xiàn)象；
（2）物質(zhì)在燃燒時(shí)有的有火焰、有的無(wú)火焰、有的冒煙、有的不冒煙，煙和焰色卻各有不同；
（3）在空氣中原來(lái)不能燃燒（或不能持續(xù)燃燒）的物質(zhì)，在純氧氣中卻能燃燒起來(lái)，且燃燒得十分劇烈；
（4）前四個(gè)實(shí)驗(yàn)都是某物質(zhì)跟氧氣相互起化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了一種新物質(zhì)。
以上的綜合、歸納不僅能為以后學(xué)習(xí)燃燒與滅火儲(chǔ)備感性材料，而且便于從不同角度得出化合反應(yīng)、氧化反應(yīng)二個(gè)基本概念。
氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法
教材分析
教材安排了三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，借以說(shuō)明氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣，而二氧化錳加熱不能產(chǎn)生氧氣，但二氧化錳可以加快氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣的速率，從面引出了催化劑和催化作用的概念。學(xué)生通過(guò)對(duì)一系列實(shí)驗(yàn)的仔細(xì)觀察和深入思考，能夠初步理解兩個(gè)概念即可。在初中教學(xué)中，對(duì)催化的原理不必做深入的講解。
在實(shí)驗(yàn)室制氧氣的方法中，教材重點(diǎn)介紹了加熱氯酸鉀的方法，因?yàn)槁人徕浀姆纸夥磻?yīng)比較簡(jiǎn)單，并且通過(guò)這種方法的講解，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)催化劑和催化作用這兩個(gè)重要化學(xué)概念。但是，加熱氯酸鉀的方法實(shí)驗(yàn)操作難以掌握，如混入易燃雜質(zhì)會(huì)引起爆炸，所以，在后面的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，教材采用了高錳酸鉀分解制氧氣的方法。這個(gè)反應(yīng)較平穩(wěn)，易于控制。
在空氣的工業(yè)制法中，教材從空氣的組成成分出發(fā)，由氮?dú)夂脱鯕獾姆悬c(diǎn)不同，引出分離出液態(tài)氮，余下的為液態(tài)氧的方法。
教學(xué)建議
關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)的操作，做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備。如注意藥品的純度、研細(xì)顆粒時(shí)要研杵慢壓，不要研磨。
關(guān)于觀察演示實(shí)驗(yàn)，要引導(dǎo)學(xué)生觀察氯酸鉀的物理性狀和加熱到什么程度才有氧氣放出，及放出氧氣的速率如何。觀察二氧化錳的物理性狀，加熱程度及是否有氧氣放出。引導(dǎo)學(xué)生注意觀察二氧化錳和氯酸鉀混合加熱時(shí)與前二者的不同，即能迅速放出氧氣。幫學(xué)生認(rèn)識(shí)氯酸鉀在什么條件下放出氧氣，以理解催化作用是上好這節(jié)課的基礎(chǔ)。如果可能，可事先安排課外小組，做一個(gè)用一定量的二氧化錳加入氯酸鉀中以制取氧氣，并將二氧化錳從反應(yīng)后的混合物中分離出來(lái)，對(duì)其質(zhì)量加以測(cè)定的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)小組代表配合這部分教學(xué)作匯報(bào)，證明二氧化錳在氯酸鉀制取氧氣的反應(yīng)里，質(zhì)和量都沒(méi)有變的事實(shí)，從而使學(xué)生形成催化劑與催化作用的概念。這樣做，一方面可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，另一方面可以使他們學(xué)會(huì)探討問(wèn)題的科學(xué)方法。做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果條件許可，也可讓學(xué)生多動(dòng)手，以使他們觀察的更仔細(xì)。
關(guān)于氧氣制取的實(shí)驗(yàn)，要講清以下問(wèn)題：儀器如何連接、如何檢驗(yàn)裝置氣密性、如何裝入固體藥品、試管口為何下傾、怎樣用酒精燈給藥品加熱、有排水法收集氧氣為何要先撤導(dǎo)管后移燈等。
關(guān)于催化，催化是個(gè)難度較大的課題，在此只能據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做簡(jiǎn)單的介紹，使學(xué)生了解它的定義。也可據(jù)教學(xué)實(shí)際情況，介紹一些有關(guān)催化劑的應(yīng)用，及一反應(yīng)可以有多種物質(zhì)做催化劑，可在具體的生產(chǎn)中選用效果最好的催化劑等。以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。
關(guān)于工業(yè)制法，通過(guò)講解討論，使學(xué)生弄清空氣液化和分離的基本原理，知道液體空氣的分離是屬物理變化。但在教學(xué)中不必將物理、化學(xué)知識(shí)劃出互不相關(guān)的界限。
氧氣
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