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、味覺，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�；蛘咦寣W(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�；蛘咧辽僖矐�(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)際問題聯(lián)系起來(lái)考慮并提出問題。只有肯于和善于提出問題，才能開闊思路。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�？梢韵扔描囎踊蜊釄鍔A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
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反應(yīng)物 |
發(fā)生反應(yīng)的條件 |
反應(yīng)現(xiàn)象 |
生成物 | |
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在空氣中 |
在氧氣中 | |||
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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） |
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碳黃跟氧氣 |
點(diǎn)燃 |
持續(xù)燃燒放熱，有隱約可見的淡藍(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 |
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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 |
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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 |
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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。