Урок 17. Получение кислорода

Кислород

Кислород (лат. Oxygenium) – элемент VIa группы 2 периода периодической таблицы Д.И. Менделеева. Первым открывает группу халькогенов – элементов VIa группы.

Газ без цвета, без запаха, составляет 21% воздуха.

Общая характеристика элементов VIa группы

Общее название элементов VIa группы O, S, Se, Te, Po – халькогены. Халькогены (греч. χαλκος – руда + γενος – рождающий) – входят в состав многих минералов. Например, кислород составляет 50% массы земной коры.

От O к Po (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизации, сродство к электрону.

Среди элементов VIa группы O, S, Se – неметаллы. Te, Po – металлы.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns 2 np 4 :

  • O – 2s 2 2p 4
  • S – 3s 2 3p 4
  • Se – 4s 2 4p 4
  • Te – 5s 2 5p 4
  • Po – 6s 2 6p 4
Основное состояние атома кислорода

У атома кислорода (как и атомы азота, фтора, неона) нет возбужденного состояния, так как отсутствует свободная орбиталь с более высоким энергетическим уровнем, куда могли бы перемещаться валентные электроны.

Атом кислорода имеется два неспаренных электрона, максимальная валентность II.

Природные соединения
  • Воздух – в составе воздуха кислород занимает 21% (это число пригодится в задачах!)
  • В форме различных минералов в земной коре кислорода содержится около 50%
  • В живых организмов кислород входит в состав органических веществ: белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот
Получение

В промышленности кислород получают из сжиженного воздуха. Также активно применяются кислородные установки, мембрана которых устроена как фильтр, отсеивающие кислород (мембранная технология).

В лаборатории кислород получают разложением перманганата калия (марганцовки) или бертолетовой соли при нагревании. Применяется реакция каталитического разложения пероксида водорода.

На подводных лодках для получения кислорода применяют следующую реакцию:

Химические свойства

Является самым активным неметаллом после фтора, образует бинарные соединения со всеми элементами кроме гелия, неона, аргона. Чаще всего реакции с кислородом экзотермичны (горение), ускоряются при повышении температуры.

    Реакции с неметаллами

Во всех реакциях, кроме взаимодействия со фтором, кислород проявляет себя в качестве окислителя.

2C + O2 = (t) 2CO (неполное окисление – угарный газ, соотношение 2:1)

C + O2 = (t) CO2 (полное окисление – углекислый газ, соотношение 1:1)

F + O2 → OF2 (фторид кислорода, O +2 )

В реакциях кислорода с металлами образуются оксиды, пероксиды и супероксиды. Реакции с активными металлами идут без нагревания.

Известна реакция горения воды во фторе.

Все органические вещества сгорают с образованием углекислого газа и воды.

При применении катализаторов и особых реагентов в органической химии достигают контролируемого окисления: алканы окисляются до спиртов, спирты – до альдегидов, альдегиды – до кислот.

Процесс можно остановить на любой стадии в зависимости от желаемого результата.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Урок 17. Получение кислорода – HIMI4KA

Свойства

Кислород – восьмой элемент периодической таблицы Менделеева. Это газ, поддерживающий горение и осуществляющий окисление веществ.

Официально кислород был открыт в 1774 году. Английский химик Джозеф Пристли выделил элемент из оксида ртути:

Однако Пристли не знал, что кислород является частью воздуха. Свойства и нахождение в атмосфере кислорода позже уставил коллега Пристли – французский химик Антуан Лавуазье.

Общая характеристика кислорода:

  • бесцветный газ;
  • не имеет запаха и вкуса;
  • тяжелее воздуха;
  • молекула состоит из двух атомов кислорода (О2);
  • в жидком состоянии имеет бледно-голубой цвет;
  • плохо растворим в воде;
  • является сильным окислителем.
Читайте также:
Урок 38. Получение и применение оснований

Рис. 2. Жидкий кислород.

Присутствие кислорода легко проверить, опустив в сосуд с газом тлеющую лучину. При наличии кислорода лучина вспыхивает.

Видео

Хранение, транспортировка и меры предосторожности

Для хранения и перевозки O2 используются баллоны, имеющие голубой окрас и характерную надпись черного цвета. Вентиль изготавливается из латуни и снабжен правой резьбой. При этом арматура должна постоянно проверяться на исправность и герметичность. Хранится подобная тара в специально оборудованных складских помещениях или на открытом воздухе под навесом, который осуществляет защиту от солнечных лучей и осадков.

Перевозить кислородные баллоны необходимо на рессорном транспорте или автокарах, соблюдая горизонтальное положение. Хотя в некоторых случаях допускается вертикальное положение при перевозке, но только при наличии специального приспособления, которое исключает любые удары и падения.

В процессе эксплуатации во избежание опасных ситуаций следует придерживаться следующих мер безопасности:

  • Хотя сам по себе газ не горюч и не взрывоопасен, он поддерживает активное горение других веществ, поэтому для работы с ним должны применяться лишь разрешенные материалы.
  • При контакте с маслянистыми субстанциями происходит мгновенная реакция окисления, что может привести к воспламенению или даже взрыву.
  • С целью минимизации вероятности пожаров концентрация O2 в помещениях должна быть не более 23%.
  • Запрещается использовать кислородные сосуды и трубопроводы для хранения и транспортировки горючих веществ.

Так точно нельзя обращаться с баллонами, заправленными газом

Получение кислорода в промышленности

В промышленности кислород получают путем выделения его из воздуха.

Воздух – смесь газов, основные компоненты которой представлены в таблице.

Сущность этого способа заключается в глубоком охлаждении воздуха с превращением его в жидкость, что при нормальном атмосферном давлении может быть достигнуто при температуре около -192°С. Разделение жидкости на кислород и азот осуществляется путем использования разности температур их кипения, а именно: Ткип.

О2 = -183°С

N2 = -196°С (при нормальном атмосферном давлении).

При постепенном испарении жидкости в газообразную фазу в первую очередь будет переходить азот, имеющий более низкую температуру кипения, и, по мере его выделения, жидкость будет обогащаться кислородом. Многократное повторение этого процесса позволяет получить кислород и азот требуемой чистоты. Такой способ разделения жидкостей на составные части называется ректификацией жидкого воздуха.

  • В лаборатории кислород получают реакциями разложения
  • Реакция разложения – реакция, в результате которой сложные вещества разлагаются на более простые
  • Кислород можно собрать методом вытеснения воздуха или методом вытеснения воды
  • Для обнаружения кислорода используют тлеющую лучину, она ярко вспыхивает в нем
  • Катализатор – вещество, ускоряющее химическую реакцию, но не расходующееся в ней

Урок химии «Кислород, его общая характеристика и нахождение в природе. Получение кислорода и его физические свойства
план-конспект урока по химии (8 класс) на тему

Скачать:

Вложение Размер
urok_na_sayt_8_klass.docx 259.97 КБ

Предварительный просмотр:

Урок по химии 8 класс

Тема урока : «Кислород, его общая характеристика и нахождение в природе. Получение кислорода и его физические свойства.

«Кислород – это вещество, вокруг которого вращается земная химия». (Я. Берцелиус).

– знакомство с кислородом, как с химическим элементом, так и с простым веществом; формирование положительной мотивации изучения нового материала;

– развитие аналитического мышления и языковых способностей учащихся;

– воспитание наблюдательности, активизация учебно-познавательных процессов

Образовательные: познакомить учащихся с историей открытия кислорода, общей характеристикой элемента и простого вещества, изучить физические свойства кислорода. Познакомить учащихся с основными способами получения кислорода в лаборатории и промышленности.

Развивающие: развитие навыков самостоятельной деятельности через работу с учебником, дополнительной литературой , развитие познавательного интереса, развитие логического мышления, расширение кругозора.

Воспитательные : формирование основных мировоззренческих идей материальности мира , воспитание настойчивости в овладении знаний, самостоятельности, дисциплины, аккуратности, воспитание любви к окружающей среде, предмету.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование урока: Учебник, рабочие тетради, ПСХЭ.

  1. Орг. Момент
  2. Актуализация прежних знаний и умений.

А) фронтальный опрос.

  1. Что такое вещество и что называют свойствами вещества?
  2. Дать определение слову «химия» и ответить на вопрос что изучает химия?
  3. Привести примеры однородных и неоднородных смесей?

4.Дать определение физическому и химическому явлениям

Б ) что означают следующие записи (написаны на доске)

4N 2 3H 2 O 4S P 2 O 5 2Fe 3CuO 4O 3 3NH 3

Подчеркните формулы сложных веществ.

3.Объяснение нового материала

-Учитель: Сегодня тема нашего урока «Кислород, его общая характеристика и нахождение в природе. Получение кислорода и его физические свойства. Со словом кислород вы знакомы уже давно. Но вы не знаете, как его можно получить, какое место занимает кислород в природе. Это сегодня мы с вами подробно изучим. Для начала давайте охарактеризуем простое вещество-кислород. Для этого я вам раздам листочки с таблицей. Её надо заполнить.

Химический символ кислорода

Относительная молекулярная масса

-Итак, с заданием справились. С общими понятиями познакомились. Идем далее. Сейчас я вам зачитаю историю открытия кислорода. Вы должны записать в тетрадь фамилии ученых, которые имеют отношение к истории открытия кислорода.

На одной из площадей города Лидса (Англия) стоит бронзовая скульптура молодого красивого человека в модном костюме XVIII века. Поворот головы, выражение лица, пристальный взгляд выражают внимание и терпеливое ожидание результата. В правой руке он держит линзу, в левой руке тигель с ртутной окалиной. Этот известный химик был запечатлен в момент проведения знаменитого опыта. Речь идёт о знаменитом английском химике Джозефе Пристли и об опыте в результате, которого был открыт кислород.Как только английскому учёному Пристли случилось обзавестись большим увеличительным стеклом, он принялся за поиски веществ, которые при сильном нагревании выделяли бы из себя воздух. Сначала его поиски оставались безуспешными. Но однажды в его руки попался тяжёлый оранжево-красный порошок – ртутная окалина (окалинами в то, время назывались хрупкие вещества, которые превращаются в металлы при нагревании). В один прекрасный солнечный день Пристли опрокинул в ванну с ртутью цилиндр, также наполненный ртутью, и ввёл в цилиндр из – под низу ртутную окалину. Порошок всплыл на поверхность ртути, и Пристли с помощью своего увеличительного стекла сосредоточили на нём солнечные лучи. От сильного жара, порошок превращался в металлическую ртуть, а по мере его исчезновения, к великой радости Пристли, цилиндр наполняется – по крайней мере, так показалось Пристли – воздухом. Но точно ли это воздух? А может быть, это удивительный горючий газ (мы его сейчас называем водородом), открытый незадолго до этого соотечественником Пристли – Кавендишем, или же ещё ранее открытый удушливый газ, мутящий известковую воду? Нет ничего проще, как решить этот вопрос: нужно лишь отпустить в собранный газ горящую свечу. Если это газ, мутящий известковую воду, свеча в нём погаснет; если горючий газ, то от свечи загорится сам этот газ; если же, наконец, это воздух, свеча в нем будет продолжать гореть так же, как и в комнатном воздухе. Но получилось иное. Свеча, правда, продолжала гореть, но не так, как она горит в воздухе: её пламя уменьшилось, но сделалось ослепительно ярким – на него, как на солнце, просто нельзя было долго смотреть, без риска испортить зрение. Таким образом, Дж. Пристли был открыт кислород. С помощью этой ванны он открыл 9 новых газов.

Карл Вильгельм Шееле (1742 – 1786) – шведский химик. В 1772г. Он установил, что воздух состоит из кислорода и азота. Он открыл 7 химических элементов. К.В. Шееле раньше, чем Дж. Пристли открыл кислород и раньше, чем Д.Резерфорд открыл азот, но приоритет первооткрывателя перешёл к Пристли и Резерфорду, т.к. его рукопись >, в котором сообщалось об этих открытиях, из-за небрежности издателя увидела свет только в августе 1774г. К тому времени работы Дж. Пристли о кислороде и Д.Резерфорда об азоте уже были опубликованы. А самое первоначальное открытие кислорода принадлежит китайскому учёному VIII| в. Мао – Хоа , который за 1000 лет до Лавуазье, установил, что в состав воздуха входит газ, поддерживающий горение и дыхание.

– Теперь вы знаете, чьи заслуги привели к открытию кислорода. Давайте рассмотрим следующую схему (схема дана в учебнике и на листочках, которые раздал учитель)

– Из схемы видно, что на долю кислорода приходится 49% по массе от других элементов, приведенных в таблице. Стоит отметить, что это не маленький процент. Кислород – самый распространённый химический элемент в земной коре. Кислород входит в состав почти всех окружающих нас веществ. Так, например, вода, песок, многие горные породы и минералы, составляющие земную кору, содержат кислород. Кислород является также важной частью многих органических соединений, например, белков, жиров и углеводов, имеющих исключительно большое значение в жизни растений, животных и человека. Переходим к способам получения кислорода.

Получение в лаборатории. В лаборатории кислород получают при разложении некоторых сложных кислородсодержащих веществ:

1) 2H 2 O→2H 2 + O 2

MnO2

2) 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

3) 2HgO → 2Hg + O 2

4) 2KClO 3 → 2KCI + 3O 2

5) 2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Это способы получения кислорода, теперь давайте рассмотрим прибор, с помощью которого мы можем получить кислород в лаборатории. (Учитель объясняет прибор, при помощи которого можно получить кислород из перманганата калия. Схема прибора дана в книге. )

Собирание кислорода методом вытеснения воздуха (а);

методом вытеснения воды (б)

Учитель предлагает обучающимся несколько упражнений ( поворот головы влево и вправо, движение глазами на счет 1-4 вверх, вниз, влево, вправо, вдаль)

– Уравнения реакций получения кислорода в лаборатории учащиеся записывают в тетрадь.

Получение в промышленности. В промышленности кислород получают из воздуха, который представляет собой смесь различных газов, основные компоненты в нём – азот и кислород. Для получения кислорода воздух под давлением сжимают. Так как температура кипения жидкого азота(-196 0 С) ниже температуры кипения жидкого кислорода(-183 0 С), то азот испаряется, а жидкий кислород остаётся. Газообразный кислород хранят в стальных баллонах под давлением 15 МПа.

-Что можно сказать о физических свойствах.

Физические свойства. Кислород – бесцветный газ. Без вкуса, без запаха, относительно малорастворим в воде (в 100 объёмах воды при t=20 0 C растворяется 3,1 объёма кислорода). Кислород немного тяжелее воздуха: 1 л кислорода при н. у. весит 1,43г, а 1 л воздуха – 1,29г (н.у.: t=0 0 C, P=760мм рт. ст. или 1атм=0,1 МПа). При давлении 760 мм. рт. ст. и температуре -183 0 С кислород сжижается, а при снижении температуры до -218,8 0 С затвердевает

  1. Закрепление пройденного материала:

Обучающиеся решают расчетную задачу (один ученик решает на доске).

Какая масса кислорода необходима для сгорания 2 моль газа (СН 4 )?

Дано 2моль х г

ν (СН4) – 2моль СН 4 + О 2 → СО 2 + Н 2 О

m (O 2 ) -? 1 моль 16*2г

Ответ: m (O2) = 64г

1.О каком элементе шла речь на уроке?

2. Этот адрес очень точен: 32 16 8.

Какое отношение эти числа имеют к кислороду?

3. Охарактеризуйте физические свойства кислорода

Получение кислорода

История открытия кислорода

Открытие кислорода ознаменовало новый период в развитии химии. С глубокой древности было известно, что для горения необходим воздух. Процесс горения веществ долгое время оставался непонятным. В эпоху алхимии широкое распространение получила теория флогистона, согласно которой вещества горят благодаря их взаимодействию с огненной материей, то есть с флогистоном, который содержится в пламени. Кислород был получен английским химиком Джозефом Пристли в 70-х годах XVIII века. Химик нагревал красный порошок оксида ртути (II), в итоге вещество разлагалось, с образованием металлической ртути и бесцветного газа:

Оксиды – бинарные соединения, в состав которых входит кислород При внесении тлеющей лучины в сосуд с газом она ярко вспыхивала. Ученый считал, что тлеющая лучина вносит в газ флогистон, и он загорается. Д. Пристли пробовал дышать полученным газом, и был восхищен тем, как легко и свободно им дышится. Тогда ученый и не предполагал, что удовольствие дышать этим газом предоставлено каждому. Результатами своих опытов Д. Пристли поделился с французским химиком Антуаном Лораном Лавуазье.

Имея хорошо оснащенную на то время лабораторию, А. Лавуазье повторил и усовершенствовал опыты Д. Пристли. А. Лавуазье измерил количество газа, выделяющееся при разложении определенной массы оксида ртути. Затем химик нагрел в герметичном сосуде металлическую ртуть до тех пор, пока она не превратилась в оксид ртути (II). Он обнаружил, что количество выделившегося газа в первом опыте равно газу, поглотившемуся во втором опыте. Следовательно, ртуть реагирует с каким-то веществом, содержащимся в воздухе. И это же вещество выделяется при разложении оксида. Лавуазье первым сделал вывод, что флогистон здесь совершенно ни при чем, и горение тлеющей лучины вызывает именно неизвестный газ, который в последствии был назван кислородом. Открытие кислорода ознаменовало крах теории флогистона!

Способы получения и собирания кислорода в лаборатории

Лабораторные способы получения кислорода весьма разнообразны. Существует много веществ, из которых можно получить кислород. Рассмотрим наиболее распространенные способы.

1) Разложение оксида ртути (II)

Одним из способов получения кислорода в лаборатории, является его получение по описанной выше реакции разложения оксида ртути (II). Ввиду высокой токсичности соединений ртути и паров самой ртути, данный способ используется крайне редко.

2) Разложение перманганата калия

Перманганат калия (в быту мы называем его марганцовкой) – кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета. При нагревании перманганата калия выделяется кислород. В пробирку насыплем немного порошка перманганата калия и закрепим ее горизонтально в лапке штатива. Недалеко от отверстия пробирки поместим кусочек ваты. Закроем пробирку пробкой, в которую вставлена газоотводная трубка, конец которой опустим в сосуд- приемник. Газоотводная трубка должна доходить до дна сосуда-приемника. Ватка, находящаяся около отверстия пробирки нужна, чтобы предотвратить попадание частиц перманганата калия в сосуд-приемник (при разложении выделяющийся кислород увлекает за собой частички перманганата). Когда прибор собран, начинаем нагревание пробирки. Начинается выделение кислорода.

Уравнение реакции разложения перманганата калия:

2KMnO4 t° → K2MnO4 + MnO2 + O2↑

Как обнаружить присутствие кислорода? Воспользуемся способом Пристли. Подожжем деревянную лучину, дадим ей немного погореть, затем погасим, так, чтобы она едва тлела. Опустим тлеющую лучину в сосуд с кислородом. Лучина ярко вспыхивает! Газоотводная трубка была не случайно опущена до дна сосуда-приемника. Кислород тяжелее воздуха, следовательно, он будет собираться в нижней части приемника, вытесняя из него воздух. Кислород можно собрать и методом вытеснения воды. Для этого газоотводную трубку необходимо опустить в пробирку, заполненную водой, и опущенную в кристаллизатор с водой вниз отверстием. При поступлении кислорода газ вытесняет воду из пробирки.

Разложение пероксида водорода

Пероксид водорода – вещество всем известное. В аптеке оно продается под названием «перекись водорода». Данное название является устаревшим, более правильно использовать термин «пероксид». Химическая формула пероксида водорода Н2О2 Пероксид водорода при хранении медленно разлагается на воду и кислород. Чтобы ускорить процесс разложения можно произвести нагрев или применить катализатор.

Катализатор – вещество, ускоряющее скорость протекания химической реакции

Нальем в колбу пероксид водорода, внесем в жидкость катализатор. Катализатором может служить порошок черного цвета – оксид марганца MnO2. Тотчас смесь начнет вспениваться вследствие выделения большого количества кислорода. Внесем в колбу тлеющую лучину – она ярко вспыхивает. Уравнение реакции разложения пероксида водорода:

2H2O2 MnO2 → 2H2O + O2↑

Обратите внимание: катализатор, ускоряющий протекание реакции, записывается над стрелкой, или знаком «=», потому что он не расходуется в ходе реакции, а только ускоряет ее.

Разложение хлората калия

Хлорат калия – кристаллическое вещество белого цвета. Используется в производстве фейерверков и других различных пиротехнических изделий. Встречается тривиальное название этого вещества – «бертолетова соль». Такое название вещество получило в честь французского химика, впервые синтезировавшего его, – Клода Луи Бертолле. Химическая формула хлората калия KСlO3. При нагревании хлората калия в присутствии катализатора – оксида марганца MnO2, бертолетова соль разлагается по следующей схеме:

2KClO3 t°, MnO2 → 2KCl + 3O2↑.

Разложение нитратов

Нитраты – вещества, содержащие в своем составе ионы NO3⎺. Соединения данного класса используются в качестве минеральных удобрений, входят в состав пиротехнических изделий.

Нитраты – соединения термически нестойкие, и при нагревании разлагаются с выделением кислорода:

Обратите внимание, что все рассмотренные способы получения кислорода схожи. Во всех случаях кислород выделяется при разложении более сложных веществ.

Реакция разложения – реакция, в результате которой сложные вещества разлагаются на более простые В общем виде реакцию разложения можно описать буквенной схемой:

Реакции разложения могут протекать при действии различных факторов. Это может быть нагревание, действие электрического тока, применение катализатора. Существуют реакции, в которых вещества разлагаются самопроизвольно.

Получение кислорода в промышленности

В промышленности кислород получают путем выделения его из воздуха.

Воздух – смесь газов, основные компоненты которой представлены в таблице.

Сущность этого способа заключается в глубоком охлаждении воздуха с превращением его в жидкость, что при нормальном атмосферном давлении может быть достигнуто при температуре около -192°С. Разделение жидкости на кислород и азот осуществляется путем использования разности температур их кипения, а именно: Ткип.

N2 = -196°С (при нормальном атмосферном давлении).

При постепенном испарении жидкости в газообразную фазу в первую очередь будет переходить азот, имеющий более низкую температуру кипения, и, по мере его выделения, жидкость будет обогащаться кислородом. Многократное повторение этого процесса позволяет получить кислород и азот требуемой чистоты. Такой способ разделения жидкостей на составные части называется ректификацией жидкого воздуха.

  • В лаборатории кислород получают реакциями разложения
  • Реакция разложения – реакция, в результате которой сложные вещества разлагаются на более простые
  • Кислород можно собрать методом вытеснения воздуха или методом вытеснения воды
  • Для обнаружения кислорода используют тлеющую лучину, она ярко вспыхивает в нем
  • Катализатор – вещество, ускоряющее химическую реакцию, но не расходующееся в ней

Урок 17. Получение кислорода

Ключевые слова конспекта: химические свойства простых веществ-неметаллов, характеристика элемента? простое вещество — кислород O2, получение кислорода.

Характеристика элемента кислорода

Кислород О – элемент № 8, 2-й период, VIA группа. Электронная конфигурация атома кислорода 1s 2 2s 2 2p 4 .

Валентные возможности кислорода – II и III (с учётом возможности образования связи по донорно–акцепторному механизму, например в ионе гидроксония Н3О + ). Возможные степени окисления кислорода:

+2 – в соединении со фтором OF2;
+1 – в соединении со фтором О2F2;
– в простых веществах O2 (кислород), O3 (озон);
–1 – в пероксидах (Н2O2, Na2O2);
–2 – во всех остальных соединениях кислорода (кроме супероксидов).

Кислород – самый распространённый элемент в земной коре. Кислороду присуща аллотропия, элемент кислород образует два простых вещества – киcлород O2 и озон O3.

Кислород – простое вещество O2

Кислород является молекулярным веществом, молекула двухатомна. В молекуле кислорода связь ковалентная неполярная.

При обычных условиях кислoрoд – газ без цвета и запаха, тяжелее воздуха, плохо растворим в воде (несколько лучше, чем азот). В жидком состоянии кислород светло-голубого, в твёрдом – синего цвета.

Кислород является хорошим окислителем. Реагирует практически со всеми простыми веществами (кроме инертных газов, галогенов, благородных металлов). Так, например, киcлород окисляет металлы:

O2 + 2Zn = 2ZnO
3O2 + 4Al = 2Al2O3
O2 + 2Cu = 2CuO

2O2 + 3Fe = Fe3O4

Кислорoд является также окислителем многих неметаллов. В некоторых случаях, для того чтобы началась реакция, требуется нагревание:

Кислoрод реагирует с азотом в электрической дуге (реакция обратима, идёт с небольшим выходом NO):

В кислороде сгорают многие горючие вещества, практически все органические вещества:

Кислoрoд окисляет многие сложные вещества – как неорганические, так и органические:

В промышленности кислород получают перегонкой воздуха. Способ основан на том, что у азота и кислорода разные температуры кипения. В лаборатории киcлорoд получают:

а) электролизом воды:

б) разложением пероксида водорода под действием катализатора:

в) разложением перманганата калия при нагревании:

г) разложением хлората калия (бертолетовой соли) при нагревании:

д) разложением нитратов щелочных металлов при нагревании:

Вся информация о кислороде в одной таблице

Конспект урока «Кислород: химические свойства».

1 Интегрированный урок « КИСЛОРОД – ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО. ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА. ПОНЯТИЕ О КАТАЛИЗАТОРАХ » Презентацию подготовили: Е.Б.ПАВЛОВА, – презентация

Презентация была опубликована 8 лет назад пользователемТамара Ряшенцева

Похожие презентации

Презентация по предмету “Химия” на тему: “1 Интегрированный урок « КИСЛОРОД – ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО. ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА. ПОНЯТИЕ О КАТАЛИЗАТОРАХ » Презентацию подготовили: Е.Б.ПАВЛОВА,”. Скачать бесплатно и без регистрации. — Транскрипт:

1 1 Интегрированный урок « КИСЛОРОД – ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО. ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА. ПОНЯТИЕ О КАТАЛИЗАТОРАХ » Презентацию подготовили: Е.Б.ПАВЛОВА, Т.Н.АНДРЕЕВА, учителя химии средней школы 46, г. Воронеж «Химия – Первое сентября», май, 2013

2 2 познакомиться с историей открытия кислорода; рассмотреть распространение кислорода в природе; дать общую характеристику элементу кислород; изучить способы получения кислорода в промышленности и лаборатории; рассмотреть понятие «катализатор». ЦЕЛИ УРОКА:

3 3 ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ УРОКА: Кислород – самый распространенный химический элемент на Земле. Характеристика кислорода. Значение в природе и жизни человека. Открытие кислорода, способы получения. Понятие о катализаторах.

4 4 Карл Вильгельм ШЕЕЛЕ (шведский химик) в 1772 году получил и детально исследовал «огненный воздух», в котором горит свеча.

5 5 Страница рукописи К.Шееле

6 6 Антуан Лоран ЛАВУАЗЬЕ (французский ученый) в 1774 году провел эксперимент и доказал, что воздух состоит на 1/5 часть из кислорода и на 4/5 части из азота. Он опроверг теорию «флогистона».

7 7 Джозеф ПРИСТЛИ (английский ученый) в 1774 году разложением оксида ртути(II) получил кислород и изучил его свойства.

8 8 РАСПРОСТРАНЕНИЕ КИСЛОРОДА НА ЗЕМЛЕ (по массе) 23% 86%47% АтмосфераЛитосфераГидросфера O 2, CO 2, O 3, (озон) H2OH2OSiO 2, CaCO 3, Al 2 O 3 Примеры веществ, содержащих кислород

9 ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА ФОТОСИНТЕЗА В РАСТЕНИЯХ 9

10 10 ОПЫТ 1. Получение в процессе фотосинтеза крахмала и доказательство его наличия. Комнатное растение на несколько дней поместили в темный шкаф. После этого, на обе стороны листьев прикрепили полоски черной бумаги и поставили растение на свет.

11 11 Через 10 часов лист срезали. Сняли бумагу. На 2 мин. опустили лист в кипящую воду, затем в горячий спирт. Обесцветившийся лист промыли водой и обработали слабым раствором йода. Лист посинел, но осталась светлая полоска. Вывод: исследования показали, что в листьях на свету образуется крахмал, а это возможно только в процессе фотосинтеза.

12 12 Поместили водное растение в 5%-й раствор гидрокарбоната натрия (для обогащения среды углекислым газом). Рядом со стаканом поставили источник света. Кислород собрали в перевернутую пробирку. ОПЫТ 2. Получение кислорода в процессе фотосинтеза и доказательство его наличия.

13 13 Внесенная в пробирку тлеющая лучина вспыхнула, следовательно, в пробирке кислород. Вывод: растения при фотосинтезе выделяют кислород. Через 10 дней аккуратно подняли пробирку с собранным кислородом и проверили его наличие. Доказательство наличия кислорода

14 ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТА КИСЛОРОДА п/п План характеристики 1Химический знак 2Положение в ПСХЭ Д.И.Менделеева: Z (O); период; группа 3Металл или неметалл 4 A r (O) = m a (O) = 5Валентность 6Формы распространения в природе: 1) в виде простых веществ; 2) в составе сложных веществ Ответы O 8; 2; VI, a-подгруппа Неметалл 16; 16 а.е.м. II Кислород, озон; вода, углекислый газ

15 15 ХАРАКТЕРИСТИКА КИСЛОРОДА КАК ПРОСТОГО ВЕЩЕСТВА Химическая формула: Модель молекулы: М r (О 2 ) = m M (О 2 ) = Строение молекулы: О2О а.е.м. О=О

16 16 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОРОДА Кислород – газ, без цвета и запаха, мало растворим в воде – в 100 объемах воды при 20 °C растворяется 3,1 объема кислорода; кислород немного тяжелее воздуха: 1 л О 2 (при н.у.) весит 1,43 г, 1 л воздуха (при н.у.) – 1,29 г; температура кипения – -183 °C, температура плавления – -219 °C.

17 17 ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА В ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1. Из воздуха. Перегонка сжиженного воздуха. Производство газообразного кислорода из сжатого атмосферного воздуха методом короткоцикловой безнагревной адсорбции. короткоцикловой безнагревной адсорбции

18 18 2. Из воды. Электролиз: 2H 2 O 2H 2 + О При разложении хлоратов. Например: 2KClO 3 2KCl + 3О 2. (Используется для получения кислорода на подводных лодках, космических кораблях и т.п.) ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА В ПРОМЫШЛЕННОСТИ эл. ток

19 19 Опыт Пристли 2HgO = 2Hg + O 2

20 20 ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА В ЛАБОРАТОРИИ Разложение перманганата калия. Кислород собирают методом вытеснения воды.

21 21 Обнаружение кислорода при помощи тлеющей лучины

22 22 ЛАБОРАТОРНЫЙ ОПЫТ: «Получение кислорода из пероксида водорода под действием катализатора»

23 23 Доказательство того, что катализатор, ускоряя реакцию, сам в ней не расходуется: взвешивание оксида марганца(IV) на электронных весах до и после опыта (после высушивания).

24 24 ОПЫТ «Разложение пероксида водорода в присутствии мяса и картофеля». Реактивы и оборудование.

25 25 Демонстрация опыта.

26 26 ПРИМЕНЕНИЕ КИСЛОРОДА

27 27 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: 1. § 59, упр. 1, 2 (с. 160) по учебнику «Химия 8» Кузнецовой Н.Е., Титовой И.М. и др. 2. Подумайте, какие способы получения кислорода в лаборатории наиболее целесообразны. 3. Напишите рассказ о приключениях кислорода.

Свойства и применение кислорода.

Тема урока: Свойства и применение кислорода.

Цель урока: изучить физические и химические свойства кислорода, дать общее понятие об оксидах, реакциях горения; рассмотреть практическую значимость и применение; д оказать, что кислород – один из важнейших элементов на Земле.

З адачи урока:

Образовательные :

Расширить представления обучающихся о кислороде.

Познакомить со свойствами и применением кислорода.

Совершенствовать умения составлять уравнения химических реакций.

Воспитательные :

Формировать умения работать в парах у каждого обучающегося, считаться с мнением соседа и отстаивать свою точку зрения корректно, выполняя упражнения.

Воспитывать бережное отношение к своему здоровью, окружающей природе, учить понимать прекрасное, ценить произведения искусства.

Развивающие :

Способствовать продолжению развития устойчивого интереса к химической науке и практике.

Совершенствовать навыки самостоятельной работы, развивать умения наблюдать, формулировать высказывания.

Способствовать развитию исследовательских навыков, соблюдая правила техники безопасности.

Совершенствовать умения обобщать и делать выводы.

Планируемые результаты:

личностные: готовность и способность учащихся к саморазвитию, самоопределению; ответственное отношение к учению; способность ставить цели и строить жизненные планы; формирование коммуникативной культуры, ценности здорового и безопасного образа жизни;

метапредметные: уметь ставить цель и планировать пути её достижения, выбирая более рациональные способы решения данной проблемы; учиться корректировать свои действия в связи с изменением создавшейся ситуации; уметь создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач; уметь осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации для выражения своих мыслей и потребностей; уметь организовывать совместную работу со сверстниками в парах; уметь находить информацию в различных источниках; владеть навыками самоконтроля, самооценки;

знать : основные химические понятия «катализаторы», «оксиды», «реакции горения», «реакции окисления»; физические и химические свойства кислорода ; области применения кислорода.

уметь: отличить кислород от других газов; составлять уравнения реакций горения веществ в кислороде; записывать химические формулы оксидов и давать им названия; объяснять, как происходит круговорот кислорода в природе .

Тип урока: урок формирования умений и навыков.

Форма работы: фронтальная, групповая, работа в парах, игровая.

Методы обучения: словесный, частично-поисковый, наглядный, демонстрационный, интерактивный.

Приемы обучения : постановка проблемных вопросов.

Оборудование: компьютер, проектор, презентация « Свойства и применение кислорода. Круговорот кислорода в природе » , колбы, пинцет, ложки для сжигания веществ, спиртовка.

Реактивы: уголь, сера, к расный фосфор, железная пластина, вода, известковая вода.

І. Организационный момент. (1 мин.)

(Слайд № 1) Учитель: Добрый день! Прошу всех садиться. Тема сегодняшнего урока «Свойства и применение кислорода».

(Слайд № 2) Мы с вами рассмотрим физические и химические свойства кислорода, сформулируем общие понятия об оксидах, реакциях горения, окисления; ознакомимся с практической значимостью и применением кислорода; а также докажем, что кислород – один из важнейших элементов на Земле.

ІІ. Актуализация знаний. (7 мин.).

Работа с карточками. От 2 до 4 обучающихся получают задание на карточках и выполняют его у доски.

(Слайд № 3) Фронтальный опрос «А ну-ка, химики» .

Учитель: Но перед тем как приступить к изучению новой темы, вам следует ответить на следующие вопросы:

Химический знак кислорода? Ответ: О

Относительная атомная масса кислорода? Ответ: 16.

Химическая формула кислорода? Ответ: О2.

Относительная молекулярная масса кислорода? Ответ: 32.

В соединениях кислород обычно какой валентности? Ответ: II.

Расскажите о нахождении кислорода в природе. Ответ: Кислород — самый распространенный химический элемент в земной коре. Кислород — самый распространенный на Земле элемент, на его долю приходится около 49% массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 85,5% (по массе), в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 21% по объёму и 23% по массе. Более 1500 соединений земной коры в своем составе содержат кислород. Кислород входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он составляет 20,9%, по массовой доле — около 65 %.

Перечислите способы получения кислорода в лаборатории? Ответ: В лаборатории кислород получают следующими способами:

1) Разложение перманганата калия. 2KMnO 4 = K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑

2) Разложение перекиси водорода. 2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 ↑

3) Разложение бертолетовой соли. 2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 ↑

8. Перечислите способы получения кислорода в промышленности. Ответ: В промышленности кислород получают:

1) Электролиз воды. 2H 2 O = 2H 2 + O 2 ↑

2) Из воздуха. ВОЗДУХ давление, -183˚C=O 2 (голубая жидкость).

В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. В лабораториях небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия (марганцовка) KMnO 4 . Кислород мало растворим в воде и тяжелее воздуха, поэтому его можно получать двумя способами:

(Слайд № 4. Рисунок1). 9. Установите соответствие между способом получения кислорода и уравнением химической реакцией. Работа в парах.

Способы получения кислорода

Уравнения химических реакций

А. Разложение перманганата калия.

Б. Разложение перекиси водорода.

В. Разложение бертолетовой соли.

Г. Электролиз воды.

1) 2KCl O 3 = 2KCl + 3 O 2 ↑

2) 2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 ↑

4) 2KMn O 4 = K 2 Mn O 4 + Mn O 2 + O 2 ↑

5) 2H 2 O = 2H 2 + O 2 ↑

Ответ: А-4; Б-2; В-1; Г-5; Д-3.

10. Что называют катализаторами? Где эти вещества применяются? Ответ: Вещества, которые ускоряют химические реакции, но сами при этом не расходуются, называют катализаторами. Катализаторы широко применяют в химической промышленности. С их помощью удается повысить производительность химических процессов, снизить себестоимость выпускаемой продукции и более полно использовать сырье.

(Слайд № 5. Рисунок2). На какой диаграмме распределение массовых долей элементов отвечает количественному составу (NH 4 ) 3 PO 4 ? Ответ: 4.

ІІІ. Изучение нового материала. (12 мин.)

(Слайд № 6) Учитель: Физические свойства. Кислород – бесцветный газ, без вкуса и запаха, относительно малорастворим в воде (в 100 объемах воды при температуре 20 ºС растворяется 3,1 объема кислорода). Кислород немного тяжелее воздуха: 1л кислорода при нормальных условиях весит 1,43 г, а 1л воздуха — 1,29г. (Нормальные условия – сокращенно: н.у. – температура 0ºС и давление 760 мм.рт.ст., или 1 атм. ≈ 0,1 МПа). При давлении 760 мм.рт.ст. и температуре -183ºС кислород сжижается, а при снижении температуры до -218,8ºС затвердевает.

(Слайд № 7) Химические свойства. Техника безопасности (провести инструктаж!)

Кислород при нагревании энергично реагирует со многими веществами, при этом выделяются теплота и свет. Такие реакции называют реакциями горения. Если опустить в сосуд с кислородом O 2 тлеющий уголек, то он раскаляется добела и сгорает, образуя оксид углерода( IV ) С O 2 . Чтобы определить, какое образовалось вещество, в сосуд наливают известковую воду — раствор гидроксида кальция Са(ОН) 2 . Она мутнеет, так как при этом образуется нерастворимый карбонат кальция СаС O 3 :

CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O

(Слайд № 8) Сера горит в O 2 ярким синим пламенем с образованием газа с резким запахом — оксида серы( IV )

(Слайд № 9) Горение фосфора в кислороде

Опыт следует проводить под тягой. Следует соблюдать правила обращения с нагревательными приборами. Не допускать попадания горящего фосфора на рабочую поверхность стола. Не вдыхать выделяющийся дым фосфорного ангидрида.

Фосфор Р сгорает в O 2 ярким пламенем с образованием белого дыма, состоящего из твердых частиц оксида фосфора( V).

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

(Слайд № 10) Горение железа в кислороде

В кислороде горят и такие вещества, которые обычно считают негорючими, например железо. Если к тонкой стальной проволоке прикрепить спичку, зажечь ее и опустить в сосуд с кислородом, то от спички загорится и железо. Горение железа происходит с треском и разбрасыванием ярких раскаленных искр — расплавленных капель железной окалины Fe3O4. В этом соединении два атома железа трехвалентны и один двухвалентен. Поэтому реакцию горения железа в кислороде можно выразить следующим уравнением:

3 Fe + 2 O 2 = FeO * Fe 2 O 3 или Fe 3 O 4

(Слайд № 11) Взаимодействие вещества с кислородом относится к реакциям окисления .

(Слайд № 12) Горение — это химическая реакция, при которой происходит окисление веществ с выделением теплоты и света.

(Слайд № 13) В большинстве случаев при взаимодействии веществ с кислородом образуются оксиды. Оксиды — это сложные вещества, которые состоят из двух элементов, одним из которых является кислород.

(Слайд № 14) Известны химические элементы, которые непосредственно с кислородом не соединяются. К ним относятся золото Au и некоторые другие. Оксиды этих элементов получают косвенным путем.

(Слайд № 15) Применение кислорода. Основано на его химических свойствах. В больших количествах кислород используют для ускорения химических реакций в разных отраслях химической промышленности и в металлургии. Например, при выплавке чугуна для повышения производительности доменных печей в них подают воздух, обогащенный кислородом.

(Слайд № 16) При сжигании смеси ацетилена или водорода с кислородом в специальных горелках температура пламени достигает 3000ºС. Такое пламя используется для сварки металлов. Если берут кислород в избытке, то пламенем можно резать металл.

(Слайд № 17) Жидкий кислород применяют в ракетных двигателях.

(Слайд № 18) В медицине кислород служит для облегчения затрудненного дыхания. В этом случае кислородом заполняют специальные подушки. Кислородные маски необходимы в высотных полетах, в космосе и при работе под водой.

Кислород расходуется в громадных количествах на многие химические реакции, например на сжигание топлива.

(Слайд № 19) Из сказанного видно, что очень много кислорода расходуется на разнообразную деятельность человека, тратится на процессы дыхания человека, животных, растений, а также на процессы гниения. Человек при дыхании в течение 1 мин в среднем употребляет 0,5 дм³ кислорода, в течении суток — 720 дм³, а в год — 262,8 м³ кислорода, что все жители земного шара (5 миллиардов) в течение года для дыхания используют 1578 миллиардов кубических метров кислорода. Если такой объем кислорода при нормальном давлении поместить в железнодорожные цистерны, то поезд был бы протяженностью более 300 млн км, что равняется расстоянию до Солнца и обратно.

(Слайд № 20) Но все же общая масса кислорода в воздухе заметно не изменяется. Это объясняется процессом фотосинтеза, происходящим в зеленых растениях на свету. В результате этого процесса выделяется кислород. Анимация «Фотосинтез» http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/00000487-1000-4ddd-d288-220046bc4321/098.swf .

С фотосинтезом вы уже знакомились в курсе ботаники. Упрощенно процесс фотосинтеза изображают так:

6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 .

Так в природе происходит непрерывный круговорот кислорода.

В целях сохранения кислорода в воздухе вокруг городов и крупных промышленных центров создаются зоны зеленых насаждений. Специальная служба систематически контролирует содержание кислорода в воздухе. При необходимости применяют меры по устранению загрязнения воздуха.

Физкультминутка. (1 мин.)

IV. Закрепление знаний. (6 мин.)

(Слайд № 21) Задание №1. «Правда или ложь? Если знаешь – разберешь»

Для кислорода верны следующие утверждения:

а) Кислород – бесцветный газ, без вкуса и запаха.

б) Кислород немного легче воздуха.

в) В кислороде горят и такие вещества, которые обычно считают негорючими, например железо.

г) Известны химические элементы, которые непосредственно с кислородом соединяются. К ним относятся золото Au и некоторые другие.

д) Применение кислорода основано на его физических свойствах.

е) Непрерывный круговорот кислорода непосредственно связан с таким процессом, как фотосинтез.

(Слайд № 22) Задание №2. «Скорая помощь»

Вставьте пропущенные вещества в уравнениях реакций:

а) …….. + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O

в) ….. + 2 O 2 = FeO * Fe 2 O 3 или Fe 3 O 4

Ответ: а) CO 2 б) O 2 в) 3 Fe

(Слайд № 23) Задание №3. «Мозговой штурм»

Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций.

а) CO 2 + H 2 O = C 6 H 12 O 6 + O 2

б) P + O 2 = P 2 O 5

(Слайды № 24-25) Задание №4. «Ассоциации»

С каким применением кислорода ассоциируется данное изображение?

1) в металлургии;

2) для резки металлов;

3) в авиации для дыхания;

4) в авиации для двигателей;

5) для сварки металлов;

6) на взрывных работах;

(Слайд № 26) V. Домашнее задание. (1 мин.)

§20,21; №6-9 (с.60). Решите задачи 1-2 (с.60).

Творческое задание: подготовить сообщение №10 с. 60 «Что делается в вашей местности для поддержания определенного содержания кислорода в воздухе? В чем может заключаться ваше участие в этой деятельности?»

(Слайд № 27) VI. Рефлексия. (1 мин.)

С егодня я узнал.

было интересно узнать, что…

VII. Подведение итогов урока. (1 мин.)

(Слайд № 28) В чём горят дрова и газ,
Фосфор, водород, алмаз?
Дышит чем любой из нас
Каждый миг и каждый час?
Без чего мертва природа?
Правильно, без….
Обучающиеся: кислорода

(Слайд № 29) Учитель: Правильно. Спасибо за урок! До свидания!

[1] Горковенко М. Ю. Поурочные разработки по химии 8 класс к учебникам О. С. Габриеляна, Л. С. Гузея, Г. Е. Рудзитиса. – М: «ВАКО», 2004;

[2] Радецкий А. М., Горшкова В. П. Дидактический материал: химия 8-9 классы — М: Просвещение, 1997.

[3] Химия: неорганическая химия: учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М: «Просвещение», 2014 г.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: