第二单元基于特定需求设计和制作简易供氧器导学案---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

《基于特定需求设计和制作简易供氧器》导学案

 

 

一、学习目标

1. 理解氧气的制取原理，包括化学方程式、反应条件和催化剂的作用。

2. 能够根据不同的特定需求，如医疗急救、户外运动、高原环境等，综合考虑氧气的产量、纯度、持续供应时间、装置的便携性、安全性、成本等因素，设计出具有针对性和实用性的简易供氧器方案。

3. 掌握相关实验操作技能，如仪器的组装、试剂的添加、反应的控制等，能够准确、安全地制作出简易供氧器。

4. 培养创新思维，能够灵活运用所学知识，提出独特的设计理念和解决问题的方法。

5. 提高问题解决能力，在制作过程中遇到技术难题时，能够通过分析、推理和实验，找到有效的解决方案。

6. 增强团队协作精神，在小组合作中明确分工，积极沟通，共同完成设计和制作任务。

 

二、学习重难点

重点

氧气制取的化学反应原理和实验方法。

过氧化氢在二氧化锰催化下分解，理解催化剂加快反应速率的作用。

高锰酸钾加热分解，掌握加热操作和注意事项。

依据特定需求进行简易供氧器的设计与制作。

确定合适的氧气制取方法，考虑反应速率、原料易得性等因素。

合理设计装置结构，使其满足氧气产量、纯度和持续供应等要求。

选择恰当的材料和仪器，确保装置的安全性和便携性。

难点

解决制作过程中遇到的技术难题，优化供氧器的性能。

如解决氧气泄漏问题，改进气体收集和储存方式。

调节反应速率，以适应不同的供氧需求。

提高氧气纯度，减少杂质气体的产生。

如何根据不同需求灵活调整设计方案。

针对医疗急救的紧急性和便携性要求，简化装置结构。

考虑户外运动的长时间供氧需求，增加原料储备和优化反应控制。适应高原环境的低气压条件，改进氧气的产生和收集方式。

 

三、学习方法

自主探究、小组合作、实验操作、查阅资料、分析讨论

 

四、学习过程

（一）知识准备

回顾氧气的制取方法

过氧化氢分解，此反应在常温下进行，速度适中，操作简便，适合小规模制取氧气。但需要注意过氧化氢的浓度，浓度过高可能导致反应过于剧烈。

高锰酸钾加热分解，这是一种固体加热分解的方法，能产生较纯净的氧气。但加热时需要小心控制温度，防止试管破裂。同时，高锰酸钾具有一定的腐蚀性，操作时要注意安全。

思考制取氧气的实验装置和收集方法，以及影响氧气产生速率的因素。

实验装置包括发生装置（如固液不加热型、固体加热型）和收集装置（排水法、向上排空气法）。发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件，收集装置则根据气体的密度和溶解性来确定。

影响氧气产生速率的因素有反应物的浓度、催化剂的种类和用量、反应温度等。通过改变这些因素，可以调节氧气的产生速度，以满足不同的需求。

巩固氧气的制取方法

过氧化氢分解：__________。

高锰酸钾加热分解：__________。

思考制取氧气的实验装置和收集方法，以及影响氧气产生速率的因素。

（二）需求分析

了解不同场景对供氧的特定需求，例如：