3.2 氧气的制取---2024-2025学年九年级化学科粤版（2024）上册

配套中学科粤版 第三单元 3.2 氧气的制取 一、教材分析 《3.2 氧气的制取》是科粤版九年级上册第三单元的重要内容，承接了前一节氧气性质和用途的知识，为后续学习其他气体的制取奠定基础，在初中化学教学中起着承上启下的关键作用。 教材首先介绍了实验室制取氧气的三种常见方法：加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液以及加热氯酸钾和二氧化锰的混合物。详细阐述了每种方法的反应原理、实验装置、实验步骤、注意事项等内容，让学生了解到不同的反应原理对应不同的实验装置和操作方法。此外，还通过对比这三种方法，引导学生思考如何选择合适的制取方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。同时，教材还引入了催化剂的概念，通过实验探究让学生理解催化剂在化学反应中的作用，即改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变，这有助于学生深化对化学反应本质的理解。 二、教学目标 学生能够准确说出实验室制取氧气的三种方法及其反应原理；熟练掌握实验室制取氧气的实验装置、实验步骤以及注意事项； 清晰理解催化剂的概念，并能列举常见的催化剂及其在化学反应中的作用。 三、教学重难点 教学重点：实验室制取氧气的三种方法及其反应原理、实验装置和实验步骤；催化剂的概念及作用。 教学难点：根据反应物的状态和反应条件选择合适的实验装置；理解催化剂在化学反应中的作用，以及催化剂概念的内涵和外延。 四、教学过程 一、课程导入 展示图片与视频：上课伊始，教师通过多媒体展示医院中病人吸氧的图片、火箭发射时熊熊燃烧的壮观视频，向学生提问：“在这些场景中，氧气发挥着怎样关键的作用呢？而我们所需的氧气又是从何而来的呢？” 引导学生思考氧气的重要性以及获取途径，从而自然地引入本节课的主题 —— 氧气的制取。 联系生活实际：教师接着提问：“在生活里，我们有没有见过或听说过与氧气制取相关的事例呢？” 鼓励学生积极分享自己的生活经验，比如有的学生可能提到在潜水时会用到氧气瓶，进而引发学生对如何制取氧气的好奇与探究欲望。 二、知识讲解 工业制取氧气：利用多媒体展示工业上 “分离液态空气法” 制取氧气的流程图，向学生详细讲解其原理：先将空气通过加压降温使其液化，然后依据氮气和氧气沸点的差异，逐步升温，氮气沸点较低先汽化，剩下的主要就是液态氧。强调这是一个物理变化过程，因为在整个过程中没有新物质生成，只是物质的状态发生了改变。并举例说明工业制取氧气的广泛应用，如在钢铁冶炼、化工生产等领域的重要作用。 实验室制取氧气的方法 加热高锰酸钾制取氧气：教师展示高锰酸钾药品，让学生观察其紫黑色的外观，介绍高锰酸钾的物理性质。接着讲解反应原理，边向学生解释各物质的名称和反应条件。展示实验装置，包括酒精灯、试管、铁架台、导管、集气瓶、水槽等，详细讲解每个仪器的作用和使用方法，如试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管炸裂；铁夹应夹在试管的中上部；导管不能伸入试管过长，不利于气体导出等。同时，强调实验步骤：查（检查装置气密性）、装（装入药品，在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管）、定（固定试管）、点（点燃酒精灯，先预热，再集中加热药品部位）、收（根据氧气不易溶于水的性质，可用排水法收集；根据氧气密度比空气大的性质，也可用向上排空气法收集）、离（实验结束后，先将导管移出水面）、熄（最后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂）。 分解过氧化氢溶液制取氧气：展示过氧化氢溶液，说明其无色透明的外观和具有腐蚀性的特点。讲解反应原理，在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解生成水和氧气。展示实验装置，对比与加热高锰酸钾制氧气装置的不同，该装置适用于固液不加热反应，使用长颈漏斗时，其下端要插入液面以下，防止气体从长颈漏斗逸出。介绍二氧化锰作为催化剂的作用，即改变其他物质的化学反应速率，而自身的质量和化学性质在化学反应前后都不发生改变。通过实验演示，向学生展示在没有二氧化锰时，过氧化氢分解缓慢，产生的气泡较少；加入二氧化锰后，反应迅速，产生大量气泡，让学生直观感受催化剂的作用。 加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气：展示氯酸钾和二氧化锰药品，介绍它们的物理性质。讲解反应原理，在加热和二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解生成氯化钾和氧气。同样展示实验装置，强调该装置与加热高锰酸钾制氧气装置类似，但由于氯酸钾是白色固体，不需要在试管口放棉花。讲解实验步骤和注意事项，与加热高锰酸钾制氧气的步骤基本相同，但要注意控制加热温度，防止氯酸钾分解过快导致实验事故。 催化剂概念：通过过氧化氢分解实验中有无二氧化锰的对比，以及氯酸钾分解实验中二氧化锰的作用，引导学生总结催化剂的概念。强调催化剂的 “一变二不变”，即改变其他物质的化学反应速率，自身的质量和化学性质在化学反应前后都不变。举例说明生活中常见的催化剂，如汽车尾气净化装置中的催化剂可以加快有害气体的转化，让学生进一步理解催化剂在实际生活中的应用。 三、实验操作 分组实验：将学生分成若干小组，每组发放实验器材，包括实验仪器（如加热高锰酸钾制氧气的装置或分解过氧化氢溶液制氧气的装置）、药品（高锰酸钾、过氧化氢溶液、二氧化锰、氯酸钾等）、火柴、木条等。让学生根据所学知识，选择一种实验室制取氧气的方法进行实验操作。教师在各小组间巡视，指导学生正确操作，提醒学生注意安全，如使用酒精灯时要注意防火，取用药品时要按照规定的量取用，避免浪费和危险。 实验观察与记录：要求学生在实验过程中认真观察实验现象，如加热高锰酸钾时，观察试管中固体的变化、导管口气泡的产生情况；用过氧化氢溶液和二氧化锰反应时，观察反应的剧烈程度、气泡的产生速度等。同时，记录实验数据，如收集一瓶氧气所需的时间、氧气的体积等。鼓励学生积极思考实验中出现的问题，如为什么排水法收集氧气时，要等气泡连续均匀冒出时才开始收集？ 实验结果交流与讨论：实验结束后，每个小组推选一名代表，分享本小组的实验结果和实验过程中遇到的问题。其他小组可以进行补充和质疑，教师引导学生共同讨论，分析实验结果的差异和原因，进一步加深学生对氧气制取实验的理解和掌握。 四、课堂练习 选择题 1、下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（ ） A. 必须选择含氧元素的物质作原料 B. 必须用排水法收集氧气 C. 必须使用催化剂 D. 必须使用酒精灯加热 答案：A 。解析：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，所以制取氧气必须选择含氧元素的物质作原料；氧气不易溶于水，可用排水法收集，密度比空气大，也可用向上排空气法收集；实验室制取氧气不一定都要使用催化剂，如加热高锰酸钾制氧气；分解过氧化氢溶液制氧气不需要加热，不用酒精灯。 2、用高锰酸钾制取氧气时，发现水槽里的水变红了，原因可能是（ ） A. 氧气中混有空气 B. 试管口没有放棉花 C. 收集氧气的集气瓶未装满水 D. 装置的气密性不好 答案：B 。解析：试管口没有放棉花，高锰酸钾粉末会进入导管，进而进入水槽，使水变红；氧气中混有空气会导致收集的氧气不纯；收集氧气的集气瓶未装满水，收集的氧气也会不纯；装置气密性不好会导致收集不到氧气或收集的氧气不纯。 填空题 3、实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，在这个反应中，二氧化锰是__________，起__________作用。 答案：催化剂；催化。 4、实验室制取氧气时，若用排水法收集氧气，当观察到____________________时，开始收集；当观察到____________________时，说明氧气已收集满。 答案：气泡连续均匀冒出；集气瓶口有大气泡冒出。 简答题 5、为什么实验室制取氧气时，有的实验需要加热，有的不需要加热？ 答案：这取决于反应物的性质和反应条件。加热高锰酸钾和加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气，是因为这两种反应需要在加热的条件下才能较快地进行；而分解过氧化氢溶液制取氧气，在常温下过氧化氢分解缓慢，加入二氧化锰作催化剂后，反应能在常温下迅速进行，所以不需要加热。 五、课堂小结 回顾知识：与学生一起回顾本节课所学的主要内容，包括工业制取氧气的方法（分离液态空气法）及其原理、实验室制取氧气的三种方法（加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾和二氧化锰混合物）的反应原理、实验装置、实验步骤、注意事项，以及催化剂的概念和作用。梳理知识框架，形成知识体系，让学生对氧气的制取有一个全面、系统的认识。 强调重点：强调本节课的重点知识，如实验室制取氧气的三种方法及其反应原理、实验装置的选择和组装、实验步骤和注意事项，以及催化剂的概念和作用。提醒学生在今后的学习和实验中，要注意这些重点内容，确保实验的安全和成功。 总结方法：总结本节课学习过程中所运用的学习方法，如观察法、实验探究法、对比分析法等，鼓励学生在今后的学习中继续运用这些方法，提高学习效率和学习质量。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$