制取氧气详细教案
探索制氧奥秘：实验室加热高锰酸钾的完整过程
让我们先从一个生动的视频开始，了解登山运动员面临的挑战，特别是氧气供应的重要性。在山峰之巅，他们如何应对缺氧困境？答案就隐藏在实验室的氧气制备之中。今天，我们将深入学习如何在实验室通过加热高锰酸钾来获取氧气，以此解决高山探险中的关键问题。
实验揭秘
首先，让我们板书课题：制备氧气。实验原理的核心是高锰酸钾（KMnO4），一种暗红色的固体，它在加热时会分解为锰酸钾（K2MnO4）、二氧化锰（MnO2）和氧气（O2）。反应的文字表达式是：KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 (Δ)，注意在箭头上标明反应条件。
选择实验装置是制备氧气的关键步骤。通常，这类实验分为发生装置和收集装置两部分。加热高锰酸钾需要固固加热装置，因为高锰酸钾是固体且反应条件是加热。同学们考虑得很全面，选择这种装置正是基于反应物的状态和所需的反应条件。
装置与收集
接下来，我们考虑收集氧气的方法。排水法适用于不易溶于水且不与水反应的气体，而排空气法则需要考虑气体的密度和与空气成分的反应性。氧气的密度大于空气，所以我们可以选择向上排空气法。但记住，气体不能与空气中的任何成分反应，这是选择收集装置时的重要考量。
严谨操作，确保成功
连接仪器时，确保装置的气密性至关重要。通过将导管浸入水中，观察是否有气泡冒出，我们确认了实验装置的密封状态。在操作过程中，我们用冷水预冷试管，以便更清晰地观察反应现象。最后，通过排水法收集氧气，遵循步骤：装满水、倒置集气瓶、移除玻璃片，然后点燃酒精灯，观察气体的生成。
实验总结
整个实验包括五个关键步骤：检查气密性、装入药品、固定装置、点燃酒精灯和收集气体。总结为：查、装、定、点、收、离、熄，形成记忆口诀。收集的氧气通过观察带火星木条是否复燃来验证。排空气法需要验满，因为氧气的检验目标是确定集气瓶是否已满。
通过分组讨论，我们了解到实验中每个细节的必要性：棉花防止粉末飞溅，试管倾斜防止冷凝水回流，集中加热防止试管破裂，以及气体稳定排放时才开始收集，实验结束后要确保安全步骤，以防止水倒流和试管炸裂。
深入思考
实验结束后，我们还可以讨论一些延伸问题：制氧不纯的原因，试管清洗的时机，以及实验后试管内剩余的物质。这些问题将帮助我们更深入地理解实验背后的科学原理。
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