Урок по теме: Кислород. Его характеристики.

Кислород, его характеристика. Получение кислорода

Цель: конкретизировать знания учащихся  о химическом элементе и простом веществе. Познакомить с историей открытия, физическими свойствами, способами получения и собирания кислорода в лаборатории. Выяснить роль катализатора в химических реакциях. Познакомить учащихся как получают кислород в промышленности.

Ход урока.

I. Организационный момент

II. Изучение нового материала

1.     Кислород – химический элемент

Познакомившись с первоначальными химическими понятиями, мы приступаем к изучению важнейших химических элементов и их соединений. Познакомимся со свойствами некоторых веществ, их получением и применением.

Первый элемент, который мы изучим – это кислород.

В: Как вы думаете, почему именно с кислорода мы начинаем изучение?

- Кислород самый распространённый химический элемент на Земле.

В: Вспомните, в состав каких веществ, входит кислород?

- Кислород входит в состав воды (88,9%), которая покрывает 2/3 поверхности земного шара.

- Кислород входит в состав минералов (47%), которые образуют земную поверхность.

- Кислород составная часть воздуха (21%)

- Кислород входит в состав органических веществ: белков, жиров, углеводов.

- Тела растений (40%), животных (20%), человека (65%) также содержат кислород.

Химический знак – О      

Относительная атомная масса = 16

Валентность в соединениях = II

Латинское название кислорода – оксигениум – рождающий кислоты. Так решили назвать этот элемент, так как кислород встречался во многих кислотах, которые были известны к моменту открытия элемента.

2.     Кислород – простое вещество. Физические свойства кислорода

Химический элемент кислород образует вещество кислород.

·        Молекула кислорода образована двумя атомами

·        Химическая формула – О₂

·        Относительная молекулярная масса = 32

Вещество кислород вам хорошо известно. Охарактеризуем  его свойства.

·        Кислород – это газ без цвета, без вкуса, без запаха.

·        Кислород малорастворим в воде. При 0 ^оС в 100 объёмах воды растворяется 5 объёмов кислорода. С повышением температуры растворимость газов в воде уменьшается. При 20 ^оС в 100 объёмах воды растворяется 3 объёма кислорода. Кислородом, растворённым в воде, дышат все организмы, живущие в ней.

·        ρ = 1, 429 г/л (при 0 ^оС и 1 атм)

·        t _кип = – 183 ^оС

·        t _пл = – 219 ^оС

·        При t = – 183 ^оС и атмосферном давлении 101,3 кПа кислород переходит в жидкое состояние.

·        Жидкий кислород – это голубая подвижная жидкость, притягиваемая магнитом.

·        При t = – 219 ^оС кислород затвердевает, образуя синие кристаллы.

·        Кислород немного тяжелее воздуха: 1л кислорода весит 1,43 г, а 1 л воздуха весит 1,29. Мr (кислорода) = 32, Мr (воздуха) = 29.

Так как название «кислород»  имеет и химический элемент, и простое вещество, вы должны научиться различать эти понятия.

Задание: Определите, в каких фразах о кислороде говорится как о простом веществе, а в каких — как о химическом элементе.

Фразы	Э	В
1. Многие горные породы и минералы, составляющие земную кору, содержат кислород.
2. Кислород необходим для дыхания.
3. Относительная атомная масса кислорода равна 16.
4. Кислород был открыт английским ученым Джозефом Пристли.
5. При обычных условиях кислород — газ без цвета, вкуса и запаха.
6. В атмосфере Земли примерно 21% кислорода (по объему).
7. Кислород поддерживает горение.
8. Кислород немного тяжелее воздуха.

В: По какому принципу вы отличали химический элемент от простого вещества?

- простое вещество обладает какими-либо свойствами (цвет, вкус и т.п.), химический элемент входит в состав веществ (простых и сложных).

3.     Открытие кислорода

Открыл кислород английский учёный Джозеф Пристли. Как это произошло нам расскажет … .

Сообщение учащегося

В конце ХVIII в. английский ученый Джозеф Пристли занимался нагреванием разных веществ, собирая солнечные лучи при помощи увеличительного стекла. Когда он накалил оксид ртути (II) в приборе, изображенном на рисунке, выделилось много газа. Сначала Джозеф Пристли подумал, что это воздух. Но когда он опустил в сосуд с собранным газом горящую свечу, то увидел нечто необычное. «Меня поразило, — писал Джозеф Пристли, — больше, чем я мог выразить, что свеча в этом газе горела замечательно блестящим пламенем».

Джозеф Пристли поместил одну мышь в сосуд с обыкновенным воздухом, а другую в такой же сосуд с полученным им газом. Первая мышь быстро задохнулась, а вторая в это время еще чувствовала себя хорошо и оживленно двигалась. Джозеф Пристли и сам пробовал дышать полученным газом и нашел, что им дышится особенно легко и приятно.

Открытый Джозефом IIристли газ и был кислород.

В: Какое вещество использовал Пристли для получения кислорода?

В: О каких важных свойствах кислорода вы узнали?

- о способности кислорода поддерживать горение и дыхание.

4.     Получение кислорода

В промышленности, а также для медицинских нужд кислород получают в больших объёмах из воздуха. Для этого воздух сначала сжижают при сильном охлаждении, а затем жидкий воздух подвергают испарению. Азот воздуха имеет температуру кипения ниже (- 196 ^оС), чем температура кипения кислорода. Поэтому азот улетучивается раньше кислорода, а кислород остаётся в жидком состоянии и его собирают. Хранят жидкий кислород в стальных баллонах под давлением 15 МПа.

В лаборатории кислород получают при нагревании веществ, которые легко разлагаются с выделением кислорода.

1) Разложение перманганата калия

Демонстрационный опыт:

«Разложение перманганата калия при нагревании»

2КМnО₄ → К₂МnО₄ + МnО₂ + О₂

Полученный кислород можно собрать двумя способами, которые основаны на свойствах кислорода.

Первый способ – вытеснение воздуха.

Второй способ – вытеснение воды. Основан он на малой растворимости кислорода в воде.

Чтобы убедиться, что сосуд наполнился кислородом, подносят тлеющую лучинку. Если в сосуде кислород, то лучинка вспыхивает и горит ярким пламенем.

В: О каком свойстве кислорода вы узнали?

- Кислород поддерживает горение.

2) Разложение пероксида водорода

Демонстрационный опыт:

«Разложение пероксида водорода при нагревании»

2Н₂О₂ → 2Н₂О + О₂

Многие химические реакции ускоряются в присутствии некоторых веществ.

Демонстрационный опыт:

«Разложение пероксида водорода в присутствии катализатора»

К раствору пероксида водорода добавим оксид марганца.

В: Что наблюдаете?

- Начинается бурное выделение газа даже без нагревания.

Внесём в сосуд тлеющую личинку. Что наблюдаете?

- При внесении тлеющей лучинки в сосуд лучинка вспыхивает и горит ярким пламенем.

Когда реакция закончится, то можно увидеть, что оксид марганца не израсходовался. Более того, его можно отфильтровать и использовать вновь.

·        Вещества, которые ускоряют химические реакции, но сами при этом не используются, называются катализаторами.

3) Разложение бертолетовой соли

КСlО₃ → 2КСl + 3О₂    (при нагревании или при действии катализатора)

4) разложение воды электрическим током

2Н₂О → 2Н₂ + О₂

III. Закрепление.

1.     С каким веществом вы познакомились сегодня на уроке?

2.     Какие физические свойства характерны для кислорода?

3.     Составьте фразы, в которых говорилось бы о кислороде как о веществе и как о химическом элементе.

4.     Как получают кислород в промышленности?

5.     Как получают кислород в лаборатории?

6.     Что такое катализаторы, для чего их применяют?