氧及其氧化物

本詞條是針對中學的化學的《氧及其氧化物》這一章節，根據氧及其氧化物的概述——氧及其氧化物的性質——氧及其氧化物的用途等多方面來了解它。使學生學習並掌握這方面的知識。

基本介紹

• 中文名：氧及其氧化物
• 科目：無機化學
• 教學對象：中學生
• 教學環境：多媒體教室

基本信息

【說明】：此教學設計任務由南京曉莊學院現代教育技術課程老師yqiong參與教師·維基星光計畫進行wiki教學而發布。此詞條為範例詞條，由葉麗選定主題並負責、參與現代教育技術課程的所有同學協作共同完成！

科目：無機化學

教學對象：中學生
課時：2

教學環境：多媒體教室

學習者特徵分析

第一，本課題是學生第一次系統的學習氧及其氧化物，教師將引導學生來學習。

第二，學生對實驗探究有濃厚的興趣，所以學生將結合實驗來學習。學生對實驗探究的意識,、信心及方法步驟，需要在老師的引導下，逐步加強、掌握和提高。

第三，學生對實驗的工具、步驟、現象的觀察剛開始都有些不懂，所以， 讓學生通過在老師的引導下觀察和描述實驗。做到系統、準確。

第四，學生對化學現象與性質有濃厚的興趣，所以老師全方面的引導學生，使學生學會聯繫實際生活，學以致用。

第五，學生思維較活躍，有過小組合作探究的經驗，能積極參與討論，探究的能力比較強。

學習內容分析

本課時的教學內容是氧及其氧化物的性質和化學反應兩部分。

首先是簡要的了解氧的概念、性質。其次，通過實驗和討論，學習了化學反應中的一些常見類型：化合反應和氧化反應。還有緩慢氧化，以區別通常的燃燒。

根據學生的實際情況，第一課時學習氧的性質與用途；第二課時學習氧化物的有關內容。完成有關練習，掌握和鞏固課題內容，交流與討論。學習化學的生活，認識生活中的化學。

教學目標分析

知識目標

1.了解氧及其氧化物的基本信息。

2.掌握氧及其氧化物的物理性質及化學性質。

3.掌握並寫出其化學方程式。

能力目標

1.培養學生對實驗的觀察、分析判斷能力及動手實驗能力。
2.學會觀察實驗現象，培養學生對實驗現象描述及表達能力和歸納總結。

情感價值觀

1.養成實事求是，尊重科學，尊重事物發展規律的科學態度。

2.逐步樹立“性質決定用途”、“用途體現性質”的辯證觀點。

教學重點與難點

重點

1 、了解氧單質及其化合物的性質、結構、套用。

2、氧氣的工業製法和實驗製法。

難點

：1. 不同類別的氧化物之間的相互關係。
2.在理解的基礎上將化學套用到生活上。

教學策略的選擇與分析

本課時主要是採用課上講授與實驗結合的方式，分小組討論；課後自主探究學習，強化練習法，並交流討論法等。

從日常生活入題，自然快速的引導學生進入主題。明確本課時的學習目標，引發學生積極的思考。本節課主要採用實驗探究的教學模式,在整個探究過程中實現以觀生趣、以趣激疑、以疑導思、以思求知、以知增能,按“創設情境——推測性質——探究論證——匯報交流——拓展小結 ——套用延伸”的程式來探究。整個設計不僅注重了科學知識的獲取,更注重學生參與獲取知識的過程。在教學中以實驗探究為主,多次採用討論交流的方式,學生積極主動參與教學過程,讓課堂教學煥發生命活力。

教學過程與媒體資源

了解有關氧元素的信息

氧是非金屬氣體化學元素，原子序數為8，符號O。

氧是地殼中最豐富、分布最廣的元素，在地殼的含量為48.6%。單質氧在大氣中占23%。氧有三種穩定同位素：氧16、氧17和氧18，其中氧16的含量最高。

引導學生對氧的深入了解

物理性質
氧為無色氣體；無臭，無味；有強助燃力。固體在化合價一般為0和-2。密度1.429克/升，熔點-218.4℃，沸點-182.962℃在常壓20℃時，能在乙醇7 容或水32容中溶解。氧的單質形態有氧氣(O2)和臭氧(O3)。氧氣在標準狀況下是無色無味無臭，能幫助燃燒的雙原子的氣體。氧分子在低溫下可形成水合晶體O2.H2O和O2.H2O2，後者較不穩定。氧氣在空氣中的溶解度是：4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命體的基礎。液氧呈淡藍色，具有順磁性。氧能跟氫化合成水。除惰性氣體外的所有化學元素都能同氧形成化合物。大多數元素在含氧的氣氛中加熱時可生成氧化物。有許多元素可形成一種以上的氧化物臭氧在標準狀況下是一種有特殊臭味的藍色氣體。

化學性質

氧的非金屬性和電負性僅次於氟，除了氦氖氬氪氟所有元素都能與氧起反應，這些反應稱為氧化反應，而反應產生的化合物稱為氧化物。一般而言，絕大多數非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而鹼金屬或鹼土金屬氧化物則為鹼性。此外，幾乎所有的有機化合物，可在氧中劇烈燃燒生二氧化碳與水蒸氣。

用途：氧被大量用於熔煉、精煉、焊接、切割和表面處理等冶金過程中；液體氧是一種製冷劑，也是高能燃料氧化劑。它和鋸屑、煤粉的混合物叫液氧炸藥，是一種比較好的爆炸材料。許多生物過程的基本成分，因此氧也就成了擔負空間任何任務是需要大量裝載的必需品之一。醫療上用氧氣療法，醫治肺炎、煤氣中毒等缺氧症。石料和玻璃產品的開採、生產和創造均需要大量的氧。

培養學生的動手與動腦能力。

什麼是氧氣，又如何來製取氧氣，怎樣檢驗它的存在呢？

1.怎樣利用制氧原理，選擇實驗裝置
實驗室是根據反應物的狀態和反應條件來確定氣體的發生裝置的。實驗室用氯酸鉀或高錳酸鉀制氧氣，都是利用給固體加熱，而產生氣體，因此主要儀器應選用酒精燈、大試管、鐵架台、導氣管組成的氧氣發生裝置。如圖。儀器的連線應注意以下幾點：

①鐵夾應夾在距試管口處。
②試管口應稍向下傾斜。
③酒精燈套用外焰加熱有藥品的部位。
④伸入試管內的導管不宜過長，應剛露出膠塞為宜。（過長不利於氣體的排出）
⑤氣體的收集方法是由氣體的物理性質確定的，氧氣不易溶於水，故可以用排水取氣法收集。又因為氧氣的密度大於空氣的密度，所以，可以用向上排空氣法收集氧氣，注意此時導氣管的末端應接近集氣瓶的瓶底。（易排盡空氣，收集到較純淨的氧氣）收集裝置見右圖。

制氧氣的裝置，適合用於給固體加熱而產生氣體的反應，是我們學習的第一套實驗裝置。

實驗法製取氧氣：

1.利用濃硫酸與二氧化錳作用：濃2H2SO4+2MnO2=O2+2MnSO4+2H2O

2.加熱高錳酸鉀的方法：2KMnO4=（加熱）k2mno4+MnO2+O2↑

3.加熱氯酸鉀與二氧化錳混合物的方法2KClO3=（MnO2）2KCl+3O2↑ 4.用催化劑催化過氧化氫[1](雙氧水)分解：2H2O2=O2+2H2O

氧氣的檢驗：用帶火星的木條放在試管口，觀察木條是否復燃，有則表示有氧氣，無則表示沒有。

[強化訓練]
1.將混有高錳酸鉀的氯酸鉀放入試管中加熱，待反應完全後，試管里的固體物質共有
A.2種 B.4種 C.3種 D.5種
2.下列反應是分解反應，但沒有氧氣生成的是
A.加熱高錳酸鉀 B.加熱氯酸鉀 C.加熱木炭 D.加熱鹼式碳酸銅
3.下列物質的顏色按黑、白、紫黑、暗紅順序排列正確的是
A.四氧化三鐵、氯酸鉀、硫、高錳酸鉀
B.二氧化錳、氯化鉀、高錳酸鉀、氧化鎂
C.二氧化錳、氯酸鉀、高錳酸鉀、紅磷
D.高錳酸鉀、二氧化碳、氧化銅、鎂
4.能使帶火星木條復燃的是
A.稀有氣體 B.氧氣 C.二氧化碳 D.氮氣
5.燃燒、緩慢氧化和自燃，它們的相同點是
A.都屬於氧化反應 B.都發光發熱 C.都有火焰 D.都是化合反應
6.分離下列混合物，按溶解、過濾、蒸發順序進行操作的是
A.酒精和水
B.炭粉和氧化銅
C.氯化鉀和二氧化錳
D.氯化鈉和氯化鉀
7.用排氣法收集氧氣時，驗滿方法正確的是
A.將木條接近集氣瓶口
B.將燃著的木條放入集氣瓶中
C.將帶火星的木條放入集氣瓶底
D.將帶火星的木條移近集氣瓶口
8.可用排水法收集氧氣的原因是
A.氧氣的密度大於空氣的密度
B.氧氣極易溶於水
C.氧氣的密度大於水的密度
D.氧氣難溶於水
9.二氧化錳在氯酸鉀分解製取氧氣的反應中所起的作用是
A.增加氧氣的產量
B.使氯酸鉀在較低的溫度下迅速放氧
C.提高氧氣的純度
D.乾燥生成的氧氣
10.實驗室製備氧氣並用排水法收集時，下列操作中正確的是
A.實驗完畢應先停止加熱
B.有氣泡產生時立即收集
C.實驗完畢應先把導管移出水面
D.試管口應略向上傾斜，以防止藥品倒出
[答案]
1.C 2.D 3.C 4.B 5.A 6.C 7.D 8.D 9.B 10.C
註：1.反應後固體物質為錳酸鉀，二氧化錳和氯化鉀。

讓同學們知道什麼是氧化物

1.定義：氧化物（oxide）是指由兩種元素組成且其中一種是氧元素的化合物，如二氧化碳（CO₂）、氧化鈣（CaO）等。
2.分類
氧化物按照是否與水生成鹽，以及生成的鹽的類型可分為：酸性氧化物、鹼性氧化物、兩性氧化物、中性氧化物、假氧化物、過氧化物、超氧化物、臭氧化物和類似氧化物九類。（另外還有很多複雜的氧化物。） 　氧化物屬於化合物，（當然也一定是純淨物）。其構成中只含兩種元素，其中一種一定為氧元素（定義）（狹義上地，氟和氧的化合物不屬於氧化物），另一種若為金屬元素，則為金屬氧化物；若為非金屬，則為非金屬氧化物。

根據酸鹼特性，分類氧化物

1.酸性氧化物溶於水呈酸性溶液或同鹼發生中和反應的氧化物是酸性氧化物。例如： 　P4O10+6H2O→4H3PO4 　SiO2+2NaOH—熔融→Na2SiO3+H2O 　Sb2O5+2NaOH+5H2O→2Na[Sb(OH)6] 　大多數非金屬共價型氧化物和某些電正性較弱的高氧化態金屬的氧化物都是酸性的。

2.鹼性氧化物溶於水呈鹼性溶液或同酸發生中和反應的氧化物是鹼性氧化物。例如： CaO+H2O→Ca(OH)2 　Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O 　大多數電正性元素的氧化物是鹼性的。

3.兩性氫氧化物同強酸作用成酸性，又同強鹼作用呈酸性的氧化物是兩性氧化物。例如： 　ZnO+2HCl→ZnCl2+H2O 　ZnO+2NaOH+H2O→Na2[Zn(OH)4] 　靠近長周期表中非金屬區的一些金屬元素的氧化物易顯兩性。

4.中性氧化物既不與酸反應也不與鹼反應的氧化物叫做中性氧化物。例如CO和N2O。

氧化物的製備　氧化物通常可以用金屬直接燃燒（直接氧氣氧化）法、還原法、熱分解法等來製備。

不同類別的氧化物之間的相互關係

（1）酸性氧化物不都是非金屬氧化物，非金屬氧化物也不都是酸性氧化物。如Mn₂O₇、是酸性氧化物，卻是金屬氧化物；CO、NO₂、NO等都是非金屬氧化物，但不是酸性氧化物 　（2） 鹼性氧化物都是金屬氧化物，但金屬氧化物不一定鹼性氧化物。如 Na₂O₂、Al₂O₃ 都不是鹼性氧化物 　（3）酸性氧化物都是酸酐，都含有相對應的含氧酸，但不一定都能與水反應。如 SiO₂是H₂SiO₃ /H₄SiO₄的酸酐，但SiO₂不與水反應 　（4）離子型氧化物都是強電解質，共價型氧化物都是非電解質 。

教學評價

該教學設計不僅將氧及其氧化物的 各方面知識教給了學生，跟激發了學生的學習興趣和大膽探索的精神。

備註與反思

本課題根據學生實際情況，結合教學目標分為兩課時，第一課時是以氧氣的性質為核心，通過氧氣所能發生的化學反應，介紹了有關氧的化學反應的基本概念。
該課對教材進行了很好地分析，在設計上體現了義務教育新課程標準的教學理念，注重學生科學探究的設計和實驗能力的培養。在實施教學過程中，不但知識與技能目標得到較好的落實，學生的各方面能力也得到了培養，而且在教學過程及方法上，情感價值觀目標也得到較好體現。
本節課突出了氧氣及其氧化物的化學性質這一重點，在對學生正確進行分析後，能較好的把握教學難點，並在教學過程中較好地解決。
本節課的特點是能從學生已有經驗出發，根據九年級學生的年齡特點及認知能力，充分利用實驗、投影等教學手段，精心設計教學情景，調動了學生的學習積極性。象在各個知識點的學習上，也多用實驗、討論等方法加以落實，在練習、複習上也採用了投影並結合實驗及生活例子來加以鞏固提高。