Кислород: значение, получение, физические и химические свойства, применение

«Свободный кислород – самый могущественный деятель из всех известных нам химических тел земной коры».
В.И.Вернадский

Цели и задачи:

  • Знать значение кислорода
  • Знать историю открытия кислорода
  • Знать свойства кислорода и его применение
  • Уметь давать характеристику кислороду как химическому элементу и как простому веществу.
  • Уметь составлять уравнения реакций взаимодействия кислорода с металлами и неметаллами.
  • Закрепить умения расстановки коэффициентов в уравнениях реакций.

Оборудование и реактивы:

Для опыта «Получение кислорода разложением пероксида водорода в присутствии катализатора»: металлический штатив, перекись водорода (3%-ный раствор), оксид марганца (IV), колба, воронка с краном, газоотводная трубка, химический стаканчик для собирания кислорода методом вытеснения воздуха, лучинка, спички.

Для опыта «Несгораемый платок»: спирт, вода, щипцы, носовой платок, два маленьких кристаллизатора, спички.

Т.С.О.

  • Коллекция «Минералы»
  • Справочник по минералогии
  • Компьютер, мультимедиа-приставка.
  • Презентация урока с использованием материалов «Образовательной коллекции» (Приложение 1)
  • Таблица «Кислород в природе»

Ход урока

1) Значение кислорода

(слайды 3-4)

Кислород – это сознание человека. Он особенно необходим мозгу. Клетки мозга разлагаются и умирают без кислорода гораздо быстрее других клеток организма.

62% массы человека – это масса всех атомов кислорода, входящих в состав тела.

Кислород входит в состав органических соединений: белков, жиров, углеводов, витаминов, ферментов, гормонов.

Высокая окислительная способность кислорода лежит в основе горения всех видов топлива.

2) Характеристика кислорода как химического элемента

(слайды 5-8)

  • Химический знак – О,
  • латинское название – Оxygenium,
  • Аr(O) = 16;
  • валентность – II,
  • степень окисления в соединениях: – 2;
  • содержание в земной коре – I место – более 49% ,
  • самые распространённые оксиды: оксид водорода (вода) – H2O, оксид кремния – SiO2 , оксид алюминия – Al2O3 .

Демонстрация минералов:

  • кварцSiO2 эту устойчивую при низких температурах модификацию обычно называют просто кварцем; происхождение названия остается неизвестным. Кварц является одним из наиболее распространенных в земной коре.
  • аметист SiO2
  • горный хрусталь – SiO2
  • агат – SiO2
  • рубин – Аl2О3 – одна из разновидностей корунда
  • изумруд – Be3Al2[Si6O18] – одна из разновидностей берилла. Химический состав: SiO2 66,9%. Al2O3 19,0 %, BeO 14,1%, в виде примесей содержатся Na2O, K2O, Li2O, иногда Rb2O, Cs2O.
  • александрит – BeAl2O4 – разновидность хризоберилла «хризос» по гречески – золото. Химический состав. Al2O3 80,2 %. BeO 19,8 %, Всегда присутствуют примеси: FeO (3,5-6%), иногда TiO2 (до 3%) и Cr2O3 (до 0,4%), с чем связана окраска александрита. Цвет александрита изумрудно-зеленый, а при электрическом освещении – фиолетово-красный.

3) Характеристика кислорода как простого вещества

(слайд 9)

  • Химическая формула – О2 , Mr =32; М = 32 г / моль.
  • В составе атмосферы около 21 % кислорода, (1/5 часть).
  • Ежегодно в результате фотосинтеза в атмосферу Земли поступает 3000 млрд. тонн кислорода.
  • Основные поставщики кислорода – тропические леса и фитопланктон океана.
  • Человек в сутки вдыхает примерно 750 литров кислорода.
  • Полное прохождение атмосферного кислорода через систему биологического круговорота составляет 2000 лет!

4) Физические свойства кислорода

(слайд 10)

  • бесцветный газ, без вкуса, без запаха,
  • малорастворим в воде,
  • немного тяжелее воздуха, (Мвозд.= 29 г/моль)
  • tсжижения = -183°C, голубая жидкость,
  • tзамерзания= -218,8°C, синие кристаллы,

5) История открытия кислорода

(слайды 11-14)

  • Древние греки: «Воздух – сложное тело».
  • VIII век, Китай, Мао Хоа: «Воздух состоит из «полного воздуха» (азота) и «неполного воздуха» (кислорода).
  • Карл Шееле, Швеция, опыты с 1768 по 1773: «Исследования воздуха являются в настоящее время важнейшим предметом химии». Получил кислород при нагревании селитры.
    1772 год: «Атмосферный воздух состоит из двух частей: «огненный воздух» – поддерживает дыхание и горение, «испорченный воздух» – не поддерживает горения».
  • Джозеф Пристли, Англия, 1774 год: «Но что поразило меня больше всего – это то, что свеча горела в этом воздухе удивительно блестящим пламенем».
    При нагревании оксида ртути Дж.Пристли получил бесцветный газ, который мало растворялся в воде и поддерживал горение свечи.
  • Антуан Лоран Лавуазье, Франция, 1777 год
    Подлинная природа этого газа была установлена во Франции: Лавуазье выяснил, что кислород — простое вещество и какую роль он играет в процессах окисления. Название Oxygenium – «рождающий кислоту», предложено Лавуазье.

6) Получение в лаборатории

Демонстрационный опыт (слайд 15): получить кислород способом разложения перманганата калия при нагревании; собрать его методом вытеснения воздуха, подтвердить наличие кислорода тлеющей лучинкой:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Демонстрационный опыт: получить кислород способом разложения перекиси водорода в присутствии катализатора оксида марганца (IV); собрать его методом вытеснения воды, подтвердить наличие кислорода тлеющей лучинкой:

2 H2O2 = 2H2O + O2

7) Получение в промышленности

сжижение воздуха.

8) Химические свойства кислорода

( слайд 16)

  • облегчает дыхание;
  • поддерживает горение;
  • повышает температуру пламени;
  • ускоряет химические реакции;

Где и как человек использует эти свойства кислорода?

  • взаимодействует с металлами (слайды 17-19)

Записать уравнения реакций, расставить коэффициенты, назвать образующиеся вещества. Что такое оксиды?

Оксиды – бинарные соединения металлов и неметаллов с кислородом. На первом месте в формуле оксида пишут химический знак элемента, на втором – химический знак кислорода.

4Fe + 3O2=2Fe2O3

2Fe + O2 =2FeO

3Fe + 2O2 =Fe3O4

2Mg + O2 = 2MgO

Fe2O3 – оксид железа (III), FeO — оксид железа (II), (Fe2O3 и FeO) – Fe3O4 – железная окалина, MgO – оксид магния.

  • взаимодействует с неметаллами; (слайды 20-21)

Записать уравнения реакций, расставить коэффициенты, назвать образующиеся вещества

4P + 5O2 = 2 P2O5

2H2 + O2 = 2H2O

  • взаимодействует со сложными веществами, (слайд 22) демонстрационный опыт: «несгораемый платок»:

C2H6O + 3O2 = 2CO2 + 3H2O

Реакции взаимодействия простых и сложных веществ с кислородом называются реакциями окисления.

9) Закрепление изученного материала

(слайды 23-25)

(химический тест):

  1. Кто назвал кислород «огненным», а азот « испорченным» воздухом?
    А) Лавуазье, В) Пристли, С) Шееле.

  2. Какие вещества образует химический элемент кислород?
    А) только простые вещества, В) простые и сложные вещества, С) только сложные вещества.

  3. Как называются бинарные соединения, молекулы которых образованы атомами какого-либо химического элемента и кислорода:
    А) сульфиды, В) хлориды, С) оксиды.

  4. В 1774 году один учёный после проведённого эксперимента написал: «Но что поразило меня больше всего – это то, что свеча горела в этом воздухе удивительно блестящим пламенем…» Это был:
    А) Лавуазье, В) Пристли, С) Шееле.

  5. Название «Оxygenium» предложил:
    А) Лавуазье, В) Пристли, С) Шееле.

  6. Кислород в воде:
    А) хорошо растворим, В)малорастворим, С)вообще не растворяется.

  7. При вдувании кислорода в пламя температура пламени:
    А) не изменяется, В) понижается, С) повышается.

  8. Оксид железа (III) имеет формулу:
    А) Fe2O3, В) FeO, С) FeO2.

  9. В каком уравнении коэффициенты расставлены правильно:
    А) 2P + O2 = P2O5; В) 2P + 5O2 = P2O5, С) 4P + 5O2 = 2P2O5

  10. В каком ряду все три формулы написаны правильно:
    А) P2O5, Al2O, H2O; В) MgO, Al2O3 , CO2; С) CO2, FeO2, P2O5

Проверка диктанта. (слайд 26-27)

Номер вопроса Буква ответа Правильно +
Неправильно -
1 С
2 В
3 С
4 В
5 А
6 В
7 С
8 А
9 С
10 В

Итого:
Оценка:

Критерии оценки:

  • «5» – 10-9 правильных ответов
  • «4» – 8-7 правильных ответов
  • «3» – 6-5 правильных ответов




Внимание, только СЕГОДНЯ!

Следующий: