氧气

氧气

教学目标

氧气的性质和用途教学目标

知识目标：

了解氧气的物理性质，初步掌握氧气的化学性质；理解化合反应的概念，初步学会判断化合反应的方法；了解氧化反应的概念及其反应的判断和氧气的用途。

能力目标：

通过对氧气化学性质的实验，培养学生观察和描述实验现象的能力；及通过实验来研究物质及其变化的科学方法；通过判断化合反应和氧化反应的方法，培养学生分析、归纳的能力。

情感目标：

通过对实验现象的观察和描述及对氧气化学性质的归纳，逐步培养学生严谨的科学态度。

氧气的制法教学目标

知识目标：

初步掌握实验室制取氧气的方法和反应原理；

了解工业上从空气中提取氧气的基本原理；

了解催化剂和催化作用的概念；

理解分解反应的定义及其与化合反应的区别。

能力目标：

初步培养学生的实验操作能力、观察能力和思维能力；

初步培养学生分析、对比和迁移知识的能力。

情感目标：

培养学生实事求是，严肃认真的科学态度，及实验、分析、总结、理解运用的学习方法。

教学建议

氧气的性质和用途

本节教材分为氧气的物理性质、化学性质和用途三部分。

这三部分应以氧气的性质为中心，因为物质的用途主要决定于该物质的性质。

氧气物理性质教学建议

关于物理性质的教学，教给学生一个认识物理性质的顺序，以便在以后学习其它物质的物理性质时，即观察的全面，又起到了对照的作用。使记忆更牢。

物质的物理性质，其观察和描述的顺序与人的感觉器官所接受的信息量有关，最突出的是颜色，其次是形状，再是嗅觉、味觉，这样自然的形成一个描述物理性质的习惯顺序。

关于溶解性，由于学生尚不了解溶解过程的实质，对这些基本上不跟水起化学反应的物质的溶解，只能先认为是物质的物理性质。有关氧气微溶于水的事实，可列举实际生活中的事例帮助理解。如许多水中生物呼吸靠的就是溶解在水中的氧气。或者让学生想想办法，做个家庭实验，如：用封闭和敞口的容器做水中养鱼的效果对比。

氧气等气体的沸点和熔点都很低，是学生在日常生活中很少遇到的，是很难想象到的低温，教师应争取使学生看到液态空气、液氧、液氮做为改进教学的设想。或者至少也应争取看到录像片（液氧、液氮一般制氧厂都有生产，液氮在一般大医院用于冷冻疗法。）

在气体密度教学上，注意①怎样测定气体密度？它与固体和液体有什么不同？②不同密度的气体为什么是混合均匀而不分层？

氧气化学性质

关于化学性质，必须通过观察实验来完成。

为排除氮气的干扰，做在纯氧和在空气中的对比实验，以此说明物质在空气中燃烧主要是和氧气反应。

在观察实验时，引导学生想到，在没有点燃前，这些物质不和氧气发生反应；点燃后，再观察能否持续燃烧，及燃烧现象；继而观察在纯氧中的燃烧现象，最后是对生成物的检验。

在演示中最好把反应的文字表达式与实际反应有机结合起来，为学习化学反应方程式打点基础。也可把有关的元素符号、化学式注在下面，超前记忆，分散教学难点。

为便于总结分析，将对比实验表格化。从不同角度得出化合反应、氧化反应的概念。

在总结氧化反应的定义时，应注意：

①是物质与氧发生的化学反应，并没有说是氧气。这里告诉学生，以后还会学到不是直接与氧气起化学反应的氧化反应。

②演示实验反应剧烈，应向学生指出，定义中并没有包含，可列举铁锈生成的例子。这样使学生学会准确的掌握概念内涵。培养提高观察、分析、判断、推理的逻辑思维能力。

关于氧气的用途

有关物质用途的教学应该在突出其性质的基础上进行。本节教材把氧气的用途安排在氧气性质之后，也正是体现用途取决于性质的逻辑规律。理论联系实际是教学的一项重要原则，化学教学要尽量做到学以致用，尤其在接受义务教育的初中阶段，更应倍加重视基础学习与生产、生活实际的紧密联系。

例如，为什么氧炔焰既能用于焊接又能用于切割金属？焊接与切割两者有什么本质不同？（教学时应该尽可能地让学生看到实物或实际操作表演，可能的话，在课外活动时让学生亲自操作一下更好。）

氧这一章有丰富的联系实际的内容，教师应鼓励学生把学习到的化学知识与日常生活中遇到的实际问题联系起来考虑并提出问题。只有肯于和善于提出问题，才能开阔思路。教师可以根据班级的具体情况，作适当的讲解或推荐课外阅读参考资料，或课外组织“氧”的专题报告会……

总之，这种既不超越大纲，又不超越学生接受能力的结合生产、生活实际的内容，是义务教育所不可忽视的一个方面。

实验演示建议

1．做木炭在氧气中燃烧的实验时，最好选用长条片状的木炭。可以先用镊子或坩埚夹住木炭，加热到发红，再放到燃烧匙里。红热的木炭应该由上而下慢慢地放入盛有氧气的集气瓶中，如果一开始就伸到瓶底，木炭燃烧所生成的二氧化碳会把瓶中部和上部的氧气排出，木炭就不能顺利燃烧。鉴定二氧化碳用的澄清石灰水，要用新制的和浓度较大的。因为放置久了的石灰水，会因其中的氢氧化钙已跟空气里的二氧化碳起反应而失效。浓度小的.石灰水遇到二氧化碳，开始时显浑浊，不久便又会因生成可溶性的碳酸氢钙而变得澄清。

2．硫在氧气中燃烧实验所用的燃烧匙内务必垫一层石棉绒（或石棉布），因为高温时疏可以跟铜、铁等金属直接化合生成硫化物，如果不设法使硫跟金属匙隔离，燃烧匙用不了几次就会被腐蚀坏了。另外，硫的用量不宜过多，如果氧气的体积是250毫升，则硫黄的用量以不超过0.5克为宜。从瓶里取出的燃烧匙，如果仍有燃着的硫，可以把匙随手浸入事先准备好的水中使之熄灭，以免二氧化硫弥散。燃烧匙内剩余的硫黄能很容易地随所铺垫的石棉一起抠掉，若抠不掉也可把它放在通风处，让硫黄燃烧完。

3．铁丝在氧中燃烧的实验，最好选用拧在一起的一束细铁丝。从铁窗纱上拆下的铁丝（用砂纸打去漆和锈）比较好用。如用一根细铁丝，最好把它绕成螺旋状。无论是一束还是螺旋都是为了提高铁丝局部的温度，以利于铁丝在氧中“持续”燃烧。为了使学生能够清楚地“看”到燃烧时伴随的放热现象，不要等待铁丝燃尽，就可以把铁丝从氧气瓶中取出，向学生展示铁丝端处倒挂着的红热的熔融小铁珠，这能十分形象地说明铁在氧气中燃烧会放出光和热。

点燃铁丝的最简便方法，是用一段火柴杆引燃。在将铁丝伸入氧气瓶中之前，光点燃系在铁丝端上的火柴杆，待火柴即将燃尽时再将铁丝伸入氧气瓶中，以免木杆太长而消耗过多的氧气。

为了防止铁燃烧时较大块的熔渣溅落瓶底，致使集气瓶炸裂，除集气瓶中预留些水或铺些细沙外，还应注意切勿使燃着的铁丝靠近或接触瓶壁。（本实验是讲述氧炔焰进行气割的最好根据。）

4．蜡烛在氧气中燃烧与已做过的几种金属和非金属单质在氧中燃烧的区别，在于它不属于化合反应类型。为此，必须突出它反应后有两种生成物。

演示实验的总结分析

为了便于对系列演示实验的总结分析，除去并列它们的反应文字表达式之外。还可以将以上实验的可比部分表格化，这种表格化了的描述，将会对学生增长抽象概括能力提供方便。

物质在空气和氧气中燃烧现象的比较

反应物

发生反应的条件

反应现象

生成物

在空气中

在氧气中

木炭跟氧气

点燃

持续红热，无烟、无焰。

剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种无色气体。

二氧化碳（能使澄清石灰水变白色浑浊）

碳黄跟氧气

点燃

持续燃烧放热，有隐约可见的淡蓝色火焰，无烟。

发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种无色有刺激性气味的气体。

二氧化硫

红磷跟氧气

点燃

黄白色火焰，伴随放热和大量白烟。

发出耀眼的白光，放出热量，生成大量白烟，白烟易溶于水。

五氧化二磷

铁跟氧气

点燃

灼成红热，离火后变冷。

用木条引燃后，能持续剧烈燃烧，火星四射，放出热量，将铁丝熔成小球，生成黑色固体。

四氧化三铁

蜡烛（主要是石蜡跟氧气）

点燃

黄白色光亮火焰，火焰分层，放出热量，稍有黑烟。

火焰十分明亮，分层，放出热量，瓶壁有雾珠，还有无色气体生成，能使石灰水变白色浑浊。

水和二氧化碳

对比表列碳、硫、磷、铁跟氧气起反应的情况，可以找出它们之间的共同点，例如：

（1）未点燃的物质放在纯氧气中，一般并不发生燃烧现象；

（2）物质在燃烧时有的有火焰、有的无火焰、有的冒烟、有的不冒烟，烟和焰色却各有不同；

（3）在空气中原来不能燃烧（或不能持续燃烧）的物质，在纯氧气中却能燃烧起来，且燃烧得十分剧烈；

（4）前四个实验都是某物质跟氧气相互起化学反应，产生了一种新物质。

以上的综合、归纳不仅能为以后学习燃烧与灭火储备感性材料，而且便于从不同角度得出化合反应、氧化反应二个基本概念。

氧气的实验室制法

教材分析

教材安排了三个演示实验，借以说明氯酸钾分解产生氧气，而二氧化锰加热不能产生氧气，但二氧化锰可以加快氯酸钾分解产生氧气的速率，从面引出了催化剂和催化作用的概念。学生通过对一系列实验的仔细观察和深入思考，能够初步理解两个概念即可。在初中教学中，对催化的原理不必做深入的讲解。

在实验室制氧气的方法中，教材重点介绍了加热氯酸钾的方法，因为氯酸钾的分解反应比较简单，并且通过这种方法的讲解，可以使学生认识催化剂和催化作用这两个重要化学概念。但是，加热氯酸钾的方法实验操作难以掌握，如混入易燃杂质会引起爆炸，所以，在后面的学生实验中，教材采用了高锰酸钾分解制氧气的方法。这个反应较平稳，易于控制。

在空气的工业制法中，教材从空气的组成成分出发，由氮气和氧气的沸点不同，引出分离出液态氮，余下的为液态氧的方法。

教学建议

关于演示实验的操作，做好实验前的准备。如注意药品的纯度、研细颗粒时要研杵慢压，不要研磨。

关于观察演示实验，要引导学生观察氯酸钾的物理性状和加热到什么程度才有氧气放出，及放出氧气的速率如何。观察二氧化锰的物理性状，加热程度及是否有氧气放出。引导学生注意观察二氧化锰和氯酸钾混合加热时与前二者的不同，即能迅速放出氧气。帮学生认识氯酸钾在什么条件下放出氧气，以理解催化作用是上好这节课的基础。如果可能，可事先安排课外小组，做一个用一定量的二氧化锰加入氯酸钾中以制取氧气，并将二氧化锰从反应后的混合物中分离出来，对其质量加以测定的实验。请小组代表配合这部分教学作汇报，证明二氧化锰在氯酸钾制取氧气的反应里，质和量都没有变的事实，从而使学生形成催化剂与催化作用的概念。这样做，一方面可以调动学生学习的积极性，另一方面可以使他们学会探讨问题的科学方法。做演示实验时，如果条件许可，也可让学生多动手，以使他们观察的更仔细。

关于氧气制取的实验，要讲清以下问题：仪器如何连接、如何检验装置气密性、如何装入固体药品、试管口为何下倾、怎样用酒精灯给药品加热、有排水法收集氧气为何要先撤导管后移灯等。

关于催化，催化是个难度较大的课题，在此只能据实验现象做简单的介绍，使学生了解它的定义。也可据教学实际情况，介绍一些有关催化剂的应用，及一反应可以有多种物质做催化剂，可在具体的生产中选用效果最好的催化剂等。以此培养学生的创造力。

关于工业制法，通过讲解讨论，使学生弄清空气液化和分离的基本原理，知道液体空气的分离是属物理变化。但在教学中不必将物理、化学知识划出互不相关的界限。

氧气