第四单元第三节 氧气的实验室制取——二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气的实验装置改进说课-2024-2025学年九年级化学鲁教版上册

鲁教版初中化学九年级上册第四单元第三节《氧气的实验室制取》——二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气的实验装置改进说课 各位老师好，我是来自××中学校的化学老师××。我今天的说课题目是二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气的实验装置改进。下面我将从以下四个方面进行我的说课。 一、教学内容设计 （一）教材分析 本实验选自鲁教版初中化学九年级上册第四单元第三节《氧气的实验室制取》。在教材中《氧气的实验室制取》以二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气为原理，作为启发性的气体制取实验，通过教师演示、学生参与，让学生最终完成了完整的气体制取与收集的实验活动。教材中以分液漏斗和锥形瓶连接作为发生装置，让学生认识了常见的制取气体的发生装置及选择发生装置的原理。 （二）学情分析 本节说课对实验装置的改进是基于以下三方面进行：1.学生已具有一定的知识储备， 认识基本实验仪器、掌握实验室利用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气的原理、基本掌握实验室制取氧气的发生装置选择原理、基本理解常见气体发生装置的优缺点。2.学生已具备基本的实验操作能力，能连接基本实验装置进行氧气的实验室制取并收集。3.学生已具备基本的科学探究能力，能在教师的引导下参与实验思考，积极性强。 但同时学生们还存在实验操作不熟练、对实验过程中的现象理解不彻底、改进实验综合性强，学生不能全面地进行分析，易产生畏难情绪。基于此本节课的实验教学目标如下。 2、 实验教学目标 1.通过教师引导和情境体验，学生能理解常见发生装置的优缺点，明确装置的改进方向。 2.通过教师的直观演示，学生能够理解改进装置的创新之处，并能掌握改进装置的操作方法。 3.通过改进教材实验，引导学生形成节约药品，提高实验效率的意识，初步从实验药品、实验装置与操作的角度领悟安全、环保的绿色化学理念。 因此，本实验教学的重点是二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气实验中的安全性、简便性、连续性的引导。难点是理解改进装置的原理及操作方法和对学生创新思维的培养。 3、 实验教学过程设计 （1） 本实验教学是基于学习任务开展的核心素养导向教学，学习任务主要分为两个：一是基于已有装置，探究装置改进方向；二是基于改进装置，探究装置操作方法。这两个学习任务都是从真实情境素材出发，引出探究问题。 具体流程如下图所示（见图1和图2）。 图1 图2 （2） 常见发生装置的缺点 1.教材中的发生装置（见图3）：不能控制反应的发生与停止；二氧化锰为粉末状，实验过程中液体浑浊，实验现象不易观察。 2.传统控制反应发生与停止的装置（见图4）：利用铁架台固定，装置连接不简便；反应容积小。 图3 图4 这两套发生装置均不能大量、连续、安全地制取氧气，反应后的液体均需拆除装置方能倒出。 因此本实验需要探究的问题也就是装置的改进方向为：如何大量、连续、安全、简便地产生氧气。 （三）改进装置及其创新之处 图5 改进装置（见图5）所需实验器材有抽滤瓶、长颈漏斗、集气瓶、玻璃片、烧杯、玻璃导管、橡皮管、双孔塞（1个）、止水夹（2个）。后续完整实验还需要废液杯、废物杯、酒精灯、火柴、小木条、过氧化氢溶液。该改进装置与常见发生装置在仪器选择上的最大不同之处在于使用了抽滤瓶和两个止水夹。 改进装置创新点1（见图6）：将粉末状二氧化锰制成块状固定于长颈漏斗下端，代替了“隔板”，实现了控制反应的发生与停止,并且便于观察实验现象。在该改进装置中（见图7），抽滤瓶高度为约17cm，固体二氧化锰包裹长度约为4.5cm,二氧化锰悬挂距瓶底约为1cm。 图6 图7 其中块状二氧化锰的制作方法为：⑴将二氧化锰粉末与白石灰按1：1混合加水调成糊状；⑵将细铁丝扭成网，包裹在长颈漏斗和玻璃导管下端，在铁丝网上均匀涂抹糊状物，让糊状物充分包裹渗透铁丝；⑶干燥，凝结成块。铁丝网的连接和水泥的粘合，使二氧化锰既暴露在外又不会掉粉渣，经久耐用。 改进装置创新点2（见图8）：用抽滤瓶代替传统的反应容器。优点有二:1.不需用铁架台固定，可直接放置在台面上，装置连接简便。2.抽滤瓶容积大、瓶壁厚，散热快，解决了过氧化氢分解过程中反应放热，导致容器较烫的问题，更安全。 图8 图9 改进装置创新点3（见图9）：增加了一个下端固定了二氧化锰固体的玻璃导管和烧杯组成的液体回流装置。既可以将反应容器内的多余液体通过导管导出进入烧杯，平衡气压，更安全；又可以根据反应的快慢，灵活地选择烧杯内液体是重复进入反应容器还是倒进废液杯，有利于反应连续进行且操作简便。同时增强了催化作用。 （四）利用改进装置制取气体的操作方法 ⑴连接仪器，检查装置气密性； ⑵装置气密性良好，关闭止水夹2，打开止水夹1，向长颈漏斗中倾倒过氧化氢溶液至淹没块状二氧化锰固体约三分之二处； ⑶收集气体，用带火星的木条验满后，取出导管，盖上玻璃片。 ⑷关闭止水夹1，打开止水夹2，抽滤瓶中液体回流至烧杯中，当固液分离，反应基本停止。 ⑸若要继续实验，则打开止水夹1，关闭止水夹2，将烧杯内回流液倒进长颈漏斗中。0 ⑹实验结束，清洗仪器，整理复位。 下面我将利用该改进装置进行实验演示。 4、 实验效果与反思 改进装置连接简便，操作简单，实验过程更安全，实验现象利于观察，实验效果好，且可实现连续、重复利用，可为后续氧气的性质实验提供稳定的氧气。本改进装置适用于实验室固液混合常温型制取气体（如：二氧化碳、氢气），具有推广价值。在该实验中学生经历科学探究，有利于养成实践能力，提升化学学科素养。 需要强调的是，本实验为突出实验效果，选用的抽滤瓶容积稍大，演示实验过程更有利于观察现象，但瓶内空气量稍多，排空稍多，过程略慢。为快速让液体回流可用针筒或洗耳球从回流管口吸出空气。若做学生实验可换成容量稍小的抽滤瓶，实验过程中收集气体会更快且节约药品。 我的说课到此结束，感谢各位老师。 学科网（北京）股份有限公司 $$