第二单元实验活动1氧气的实验室制取与性质---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

实验活动1 氧气的实验室制取与性质-教学设计 课题：实验活动1 氧气的实验室制取与性质 课时 1 授课年级 九年级 教材 分析 《氧气的实验室制取与性质（高锰酸钾加热法）》是人教版化学九年级上册第二单元的重要实验活动。在此之前，学生已学习了实验室制取氧气的反应原理，本实验则是在此基础上，让学生亲自动手操作，进一步认识制取氧气的反应装置及操作流程，并检验氧气的性质。这不仅有助于学生在理论学习的基础上，深入了解化学实验室，还为后续二氧化碳的制取实验做好铺垫 ，起到了承上启下的关键作用。通过该实验，学生能够将抽象的化学知识转化为直观的实验现象，加深对化学知识的理解和记忆，体会化学是一门以实验为基础的科学。 教学目标 化学观念：学生能够学习并掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的方法，理解该化学反应的原理，构建起物质制备和性质探究的化学观念，认识到化学反应在物质制备中的重要作用，以及物质性质与实验现象之间的紧密联系。 科学思维：在模仿进行制取氧气及其性质检验的探究活动中，学生学会对实验现象进行观察、分析和归纳，从而增进对科学探究的体验，培养逻辑思维和批判性思维能力，能够从实验现象中抽象出化学本质，提升科学思维水平。 科学探究与实践：通过亲自参与实验，学生的观察能力、实验操作能力、分析能力和解决问题的能力得到锻炼和提升。在实验过程中，学生需要自主操作实验仪器、观察实验现象、记录数据并分析结果，遇到问题时还需思考解决方案，这一系列实践活动有助于培养学生的科学探究精神和实践能力。 科学态度与责任：在实验过程中，学生体会到实验中的观察、比较、分析和归纳的方法，培养严谨、认真、实事求是的科学态度。同时，学生也会意识到在化学实验中要遵守实验室规则，注意安全，树立安全意识和环保意识，对实验结果和自身行为负责。 教学重、难点 重点：高锰酸钾制氧气的实验，包括实验原理、实验装置的搭建、实验步骤的操作以及氧气性质的检验。学生需要熟练掌握这些内容，才能成功完成实验，并深入理解氧气的制取与性质。 难点：实验中药品的取用，要注意取用的量和方法，避免药品的浪费和实验事故的发生；仪器的安装，需遵循 “从下到上，从左到右” 的原则，确保装置的正确性和稳定性；气密性的检查，这是保证实验成功的关键步骤之一，若气密性不好，会导致气体泄漏，影响实验结果；气体的收集，要掌握好收集的时机和方法，确保收集到纯净的氧气 。此外，学生主动观察和动手实验的能力培养，以及描述实验现象的完整性和准确性也是教学中的难点，需要教师在教学过程中加强引导和训练。 教学过程 教学环节 教学活动 新课讲解 一、课程导入 展示图片与提问：教师展示医院中病人吸氧的图片、火箭发射时利用液氧助燃的图片等，引发学生对氧气重要性的思考。提问：“氧气在我们生活中有着如此重要的作用，那大家知道在实验室中如何制取氧气吗？” 引导学生回忆之前学过的氧气制取的相关知识。 二、知识回顾与原理讲解 回顾氧气性质：教师提问学生氧气的物理性质和化学性质，如氧气的颜色、状态、溶解性、密度，以及氧气能支持燃烧、能与许多物质发生氧化反应等化学性质。 讲解反应原理：展示高锰酸钾固体，介绍其颜色、状态。强调高锰酸钾在加热条件下，分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，让学生理解该化学反应的本质 三、实验仪器与药品介绍 仪器展示与功能讲解：依次展示大试管、酒精灯、铁架台（带铁夹）、导管、集气瓶、水槽、玻璃片等实验仪器。详细介绍每种仪器的名称、用途和使用方法。例如，讲解大试管是用于盛放高锰酸钾固体进行反应的容器；酒精灯用于加热，使用时要注意酒精量、点火和灭火的方法；铁架台用于固定试管，调整试管的高度和角度；导管用于导出气体；集气瓶用于收集氧气；水槽配合排水法收集气体；玻璃片用于盖住集气瓶口，防止气体逸出。 药品介绍与注意事项：展示高锰酸钾药品，强调其是强氧化剂，使用时不能与易燃物接触。取用时要用药匙或纸槽，将药品小心地送入试管底部，避免药品沾在试管壁上。同时提醒学生，实验中试管口要塞一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管或污染制取的氧气。 四、实验装置的组装与气密性检查 组装演示与讲解：教师在讲台上按照从下到上、从左到右的顺序进行实验装置的组装示范。首先将铁架台放置平稳，根据酒精灯的高度调整铁夹的位置；然后将大试管固定在铁夹上，试管口略向下倾斜，解释这样做是为了防止加热时冷凝水倒流回试管底部，使试管炸裂；接着连接导管，将导管的一端插入单孔橡皮塞，再将橡皮塞塞紧试管口，另一端放入水槽中。 气密性检查方法演示：演示检查装置气密性的操作方法，将导管的一端浸入水中，用手紧握试管外壁。讲解如果装置气密性良好，试管内空气受热膨胀，导管口会有气泡冒出；松开手后，试管内温度降低，气压减小，水会在大气压的作用下沿导管上升，形成一段水柱。让学生观察演示过程，并提问学生为什么要检查装置的气密性，如果气密性不好会有什么后果。 学生分组操作：学生以小组为单位，按照教师的演示，进行实验装置的组装和气密性检查。教师巡视各小组，及时给予指导和帮助，纠正学生的错误操作，确保每个小组都能正确组装装置并检查气密性。 五、实验操作步骤讲解与演示 操作步骤讲解：详细讲解实验的操作步骤，归纳为 “查、装、定、点、收、离、熄”（谐音 “茶庄定点收利息”）。“查” 是检查装置的气密性；“装” 是将高锰酸钾药品装入试管，在试管口塞一团棉花；“定” 是将试管固定在铁架台上；“点” 是点燃酒精灯，先预热试管，再集中加热药品部位；“收” 是用排水法收集氧气，当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集，因为刚开始冒出的气泡是试管内的空气；“离” 是实验结束时，先将导管从水槽中撤离；“熄” 是最后熄灭酒精灯。强调每个步骤的操作要点和注意事项，如加热时要先预热，防止试管受热不均而炸裂；收集氧气时要掌握好时机，避免收集到不纯的氧气；实验结束时一定要先将导管从水中撤离，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂。 演示操作过程：教师在讲台上按照操作步骤进行完整的实验演示，让学生清楚地看到每个步骤的具体操作和实验现象。在演示过程中，再次强调操作要点和注意事项，如药品的取用方法、酒精灯的使用方法、试管的加热方法、氧气的收集方法等。同时提醒学生观察实验现象，如加热时试管内药品的变化、导管口气泡的产生情况、集气瓶中氧气的收集情况等。 六、学生分组实验 小组分工与合作：学生以小组为单位进行实验，每个小组 4 - 5 名学生，明确分工，如一名学生负责操作实验装置，一名学生负责添加药品，一名学生负责观察实验现象并记录，一名学生负责协助操作和安全监督等。鼓励学生相互协作，共同完成实验任务。 实验操作与观察记录：学生按照教师讲解的操作步骤和演示的方法，进行高锰酸钾加热制取氧气的实验。在实验过程中，认真观察实验现象，如加热时高锰酸钾的颜色变化、是否有气泡产生、气泡冒出的速度和规律等，并及时记录在实验报告中。同时，观察收集到的氧气的颜色和状态，为后续探究氧气的性质做准备。教师在各小组间巡视，密切关注学生的实验操作情况，及时给予指导和帮助，解答学生的疑问，确保实验安全、顺利地进行。提醒学生注意实验操作规范，如正确使用酒精灯、避免烫伤、防止药品洒落等。对于学生在实验中出现的问题，引导学生思考原因，尝试解决问题，培养学生的探究能力和解决问题的能力。 七、氧气性质实验 木炭在氧气中燃烧实验：学生收集好氧气后，进行木炭在氧气中燃烧的实验。教师先讲解实验步骤和注意事项，如用坩埚钳夹住木炭，先在酒精灯上加热至发红，然后缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，观察木炭在氧气中燃烧的现象。提醒学生注意观察木炭在空气中和在氧气中燃烧现象的不同，以及燃烧后生成的气体的性质。学生进行实验操作，观察到木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。教师引导学生分析实验现象，得出氧气能支持燃烧，且氧气的浓度越大，燃烧越剧烈的结论。 铁丝在氧气中燃烧实验：教师讲解铁丝在氧气中燃烧的实验步骤和注意事项，强调铁丝要打磨光亮，以除去表面的铁锈；在铁丝一端系一根火柴，用于引燃铁丝；集气瓶底部要预先放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，使集气瓶炸裂。学生进行实验操作，观察到铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。教师引导学生分析实验现象，让学生了解铁丝在氧气中燃烧生成了四氧化三铁，并进一步认识氧气的化学性质活泼，能与许多金属发生反应。 八、实验结果分析与讨论 小组汇报实验结果：各小组派代表汇报实验结果，包括实验过程中观察到的现象、收集到氧气的量、实验中遇到的问题及解决方法等。其他小组的学生可以提问和补充，促进学生之间的交流和讨论。 分析实验现象与结论：教师引导学生对实验现象进行分析和讨论，总结实验室用高锰酸钾制取氧气的实验原理、实验装置、实验操作步骤以及氧气的性质。例如，通过分析高锰酸钾加热分解的实验现象，进一步理解化学反应的本质；通过比较木炭、铁丝在空气中和在氧气中燃烧的现象，得出氧气的浓度对燃烧反应的影响；通过讨论实验中遇到的问题，如氧气不纯、试管炸裂等，分析原因，总结经验教训，加深对实验操作要点和注意事项的理解。 拓展与延伸：教师提出一些拓展性的问题，引导学生进一步思考和讨论。如 “除了高锰酸钾加热法，还有哪些方法可以制取氧气？它们的原理和实验装置有什么不同？”“在工业上，是如何大量制取氧气的？”“如果要收集一瓶干燥的氧气，应该采用什么方法？” 通过这些问题，激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识面，培养学生的思维能力和创新能力。 九、课堂总结 总结实验内容：教师对本节课的实验内容进行全面总结，回顾实验室用高锰酸钾制取氧气的反应原理、实验装置、实验操作步骤以及氧气的性质实验。强调实验中的重点和难点，如实验装置的组装、气密性检查、药品的取用、加热的方法、氧气的收集和检验方法等，以及实验操作过程中的注意事项。 强调实验收获：总结学生在实验过程中的收获，如提高了实验操作能力、观察能力、分析问题和解决问题的能力，培养了团队合作精神和科学探究精神等。鼓励学生在今后的学习中，继续保持对化学实验的兴趣，积极参与实验探究活动，不断提高自己的化学素养。 教学 反思 一、成功之处 （一）理论与实践结合紧密 在教学开始，通过回顾氧气性质、讲解高锰酸钾制氧气的反应原理，为学生搭建了坚实的理论框架。在实验环节，学生能依据所学理论，理解每一步操作的目的。例如在检查装置气密性时，学生明白这是基于气体热胀冷缩原理，确保实验顺利进行，避免气体泄漏影响实验结果，这种理论与实践的紧密结合，有效加深了学生对知识的理解与掌握。 （二）实验教学有序开展 实验操作前，对仪器和药品进行详细介绍，并规范演示实验装置的组装、气密性检查、实验操作步骤等，学生能够清晰了解实验流程和要点。在学生分组实验过程中，教师巡视指导，及时纠正错误操作，保障了实验安全有序进行，大部分学生能够成功制取氧气并完成性质实验，实验教学目标达成度较高。 （三）小组合作促进交流 采用小组合作的实验方式，学生分工明确，相互协作。在实验过程中，小组成员积极交流讨论，分享观察到的实验现象和想法，培养了学生的团队合作精神和交流能力。例如在铁丝在氧气中燃烧的实验中，小组内成员分别负责夹持铁丝、点燃火柴、观察现象等，共同完成实验并分析现象，增强了学生的参与感和责任感。 二、不足之处 （一）时间把控不够精准 在讲解实验原理和操作步骤时花费时间较多，导致学生分组实验时间略显紧张，部分小组未能充分完成实验或对实验现象进行深入分析讨论。在后续教学中，应更加合理地分配各教学环节的时间，给予学生足够的实验和思考时间。 （二）学生个体差异关注不足 由于学生人数较多，在巡视指导过程中，难以全面关注到每个学生的操作和问题。部分动手能力较弱或理解较慢的学生，可能没有得到及时有效的指导，影响了他们对实验的掌握和学习积极性。后续教学中，需提前了解学生的学习情况，对可能存在困难的学生给予更多关注和帮助。 （三）实验拓展深度不够 在实验结果分析与讨论环节，虽然提出了一些拓展性问题，但引导学生深入探究的程度不足。例如对于 “工业上如何大量制取氧气” 这一问题，没有进一步引导学生查阅资料、对比工业制法与实验室制法的差异，限制了学生思维的拓展。 三、改进措施 （一）优化教学流程，合理分配时间 在备课阶段，更加精细地规划每个教学环节的时间，对实验原理和步骤讲解进行精简，突出重点，确保学生有充足的时间进行实验操作和讨论分析。同时，在教学过程中，根据学生的实际反应灵活调整教学节奏。 （二）加强对学生个体的关注 在学生实验过程中，增加巡视次数，更加留意每个学生的操作情况。对于动手能力弱或理解困难的学生，进行一对一指导，鼓励他们积极参与实验，及时解决他们遇到的问题，增强他们的学习信心。 （三）深化实验拓展探究 在实验结果分析与讨论环节，进一步引导学生深入探究拓展性问题。例如组织学生进行小组查阅资料、课堂汇报等活动，深入探讨工业制取氧气的方法、原理及与实验室制法的区别，拓宽学生的知识面，培养学生的自主学习和探究能力。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$