2.3 氧气的制备（第二课时 教学设计---2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

本文围绕氧气的制备展开，重点讲解工业及实验室制取氧气的方法、分解反应概念等核心知识。承接上节课过氧化氢制氧，为后续化学实验及反应类型学习奠基。通过实验操作、讨论分析等环节，培养学生化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于结合生活实际，采用问题引导、小组讨论等教法。从学生层面提升实践与思维能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

氧气的制备（第二课时） 教学目标 科学探究与实践：通过实验室制取氧气的操作，提升学生实验设计、动手操作以及分析和解决实验问题的能力。例如在选择实验装置、改进实验步骤等方面进行探究，培养学生的实践能力与创新精神。 化学思维：引导学生理解实验室制取氧气的反应原理，从微观角度分析化学反应的本质，建立 “反应原理决定实验装置和操作” 的化学思维，学会运用化学符号（如化学式、化学方程式）表示化学反应。 科学态度与责任：让学生认识到化学实验操作规范的重要性，培养严谨认真、实事求是的科学态度。同时，了解氧气制备在工业、医疗等领域的重要应用，体会化学对社会发展的贡献与责任。 宏观辨识与微观探析：能从宏观上观察到氧气制备过程中的实验现象，如气体的产生、物质颜色的变化等；从微观层面理解化学反应中分子的破裂和原子的重新组合，形成对化学变化的本质认识。 重点难点 掌握实验室制取氧气的三种方法（过氧化氢分解、加热氯酸钾、加热高锰酸钾）的反应原理，能用文字表达式和化学方程式准确表示。 学会根据反应物状态和反应条件选择合适的发生装置，依据氧气的性质选择收集装置，并熟练掌握实验操作步骤及注意事项。 理解分解反应的概念，能够准确判断常见的分解反应实例。 明确催化剂的定义和作用，知道二氧化锰在过氧化氢分解和氯酸钾分解反应中的催化作用。 课前预习任务 阅读教材中关于氧气制备的内容，思考以下问题： 实验室制取氧气除了过氧化氢分解，还有哪些方法？这些方法的反应物和反应条件分别是什么？ 从反应物状态和反应条件角度分析，这些制氧方法应选择怎样的发生装置？ 氧气有哪些性质，根据这些性质可以采用什么方法收集氧气？ 教学内容 备注 （一）复习回顾与导入 教师：（通过 PPT 展示实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的装置图）同学们，上节课我们学习了过氧化氢分解制取氧气，现在请一位同学来回顾一下这个反应的原理是什么？ 学生 A：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气。 教师：非常好。那实验步骤有哪些呢？ 学生 B：检查装置气密性，先向锥形瓶中加入二氧化锰，再从长颈漏斗加入过氧化氢溶液，然后用排水法或向上排空气法收集氧气。 教师：回答正确。那大家想想，这种实验室制取氧气的方法在实际工业生产中是否可行呢？工业上又是如何大量制取氧气的呢？这就是我们今天要学习的内容。（板书课题：氧气的制备（第二课时）） （二）工业制取氧气 教师：（利用 PPT 展示工业制取氧气的图片和视频，如空气分离设备等）同学们，我们先来了解工业上制取氧气的流程。工业上通常采用分离液态空气的方法制取氧气。首先，空气要经过除尘、除去二氧化碳和水蒸气等净化处理，然后进行压缩、冷却，使空气变成液态空气。大家看资料卡，已知在 1.01×105Pa 时，氧气的沸点为 - 183℃，氮气的沸点为 - 196℃。请大家讨论一下，如何利用这些信息从液态空气中获取氧气呢？（组织学生分组讨论） 小组 1 代表：因为氮气沸点低，先达到沸点变成气体分离出来，剩下的主要就是液态氧了。 教师：非常棒。这就是工业制取氧气的原理，利用液态氧和液态氮的沸点不同，采用升温的方法，将氮气与氧气分离，这个过程属于物理变化，因为没有新物质生成。（板书：工业制取氧气 - 分离液态空气法 - 物理变化 - 原理：利用沸点不同分离） 教师：现在请大家再思考一下，工业制取氧气和我们上节课学的实验室制取氧气，从原料、反应原理、实验装置、适用范围等方面有哪些不同呢？继续分组讨论。 小组 2 代表：原料上，工业用空气，实验室用过氧化氢溶液等；反应原理上，工业是物理变化，实验室是化学变化；装置上，工业用大型分离设备，实验室用简单的试管、锥形瓶等；适用范围上，工业大量制取，实验室少量制取用于实验。 教师：总结得很全面。工业制取氧气主要是为了满足大规模生产和应用的需求，而实验室制取氧气更侧重于教学和小量实验研究。 （三）实验室制取氧气的其他方法 加热高锰酸钾制氧气 教师：（展示高锰酸钾药品）同学们，除了过氧化氢分解，实验室还可以用加热高锰酸钾的方法制取氧气。高锰酸钾是一种暗紫色固体。（板书：加热高锰酸钾制氧气 - 药品：高锰酸钾（暗紫色固体）） 教师：现在我们来看看这个反应的原理，高锰酸钾受热会分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气。 教师：从反应物状态和反应条件来看，反应物是固体，反应需要加热，所以我们要选择固固加热型的发生装置。（展示固固加热型发生装置图，包括大试管、铁架台、酒精灯、带导管的橡皮塞等）谁能来说说组装这个装置有哪些注意事项？ 学生 C：铁夹要夹在试管中上部，试管口要略向下倾斜。 教师：为什么试管口要略向下倾斜呢？ 学生 D：防止冷凝水倒流使试管炸裂。 教师：非常好。还有一点，在试管口要放一小团棉花，这是为什么呢？ 学生 E：防止高锰酸钾粉末进入导管。 教师：对。接下来我们看实验步骤。第一步是检查装置气密性，谁来说说怎么检查？ 学生 F：把导管一端放入水中，用手紧握试管外壁，如果导管口有气泡冒出，说明气密性良好。 教师：很好。然后是装药品，药品要平铺在试管底部，增大受热面积。接着固定装置，点燃酒精灯加热，先预热，再集中加热药品部位。收集氧气时，我们可以用排水法，因为氧气不易溶于水；也可以用向上排空气法，因为氧气密度比空气大。当用排水法收集时，什么时候开始收集呢？ 学生 G：当导管口有气泡连续均匀冒出时开始收集。 教师：对，这样收集的氧气才纯净。收集满后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，为什么要这样操作呢？ 学生 H：防止水槽中的水倒吸进试管，使试管炸裂。 教师：非常正确。下面我们通过一段视频来完整地看一下加热高锰酸钾制取氧气的实验过程。（播放实验视频） 加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气 教师：实验室还可以加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物来制取氧气。（板书：加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气 - 药品：氯酸钾（白色固体）、二氧化锰（黑色粉末）） 教师：在这个反应中，二氧化锰是催化剂，它能加快氯酸钾的分解速率，但本身的质量和化学性质在反应前后都不变。 教师：这个反应的反应物也是固体，反应条件是加热，所以发生装置和加热高锰酸钾制氧气的装置一样。但要注意，这里不需要在试管口放棉花。实验步骤和加热高锰酸钾制氧气类似，同样要检查气密性、装药品、固定装置、加热、收集、结束时先移导管后熄灭酒精灯。大家思考一下，这三种制取氧气的方法，哪种更好呢？小组讨论。 小组 3 代表：过氧化氢分解更好，因为不需要加热，节约能源，操作也更简便。 教师：说得很对。过氧化氢分解制氧气具有反应条件温和、操作简便、节能等优点。当然，不同的方法在不同的情境下都有其应用。 （四）分解反应 教师：我们学习了这么多制取氧气的反应，现在来看看这些反应有什么共同特点。（展示过氧化氢分解、高锰酸钾分解、氯酸钾分解的文字表达式）大家观察一下，从反应物和生成物的种类上看，这些反应和我们之前学的化合反应有什么不同？ 学生 I：化合反应是多种物质生成一种物质，这些反应是一种物质生成多种物质。 教师：非常好。像这样由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，我们叫做分解反应。（板书：分解反应 - 定义：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应 - 表达式：AB→A + B） （五）课堂小结 教师：好，同学们，我们来回顾一下今天学习的内容。首先我们学习了工业制取氧气的方法是分离液态空气法，利用的是物理变化。然后重点学习了实验室制取氧气的另外两种方法，加热高锰酸钾和加热氯酸钾与二氧化锰的混合物，掌握了它们的反应原理、实验装置、操作步骤和注意事项。还学习了分解反应的概念，知道了它与化合反应的区别。大家对这些内容都理解了吗？有什么疑问可以提出来。 学生 K：老师，催化剂为什么能加快反应速率呢？ 教师：这是个很好的问题。催化剂能降低反应所需的活化能，使更多的反应物分子更容易达到反应所需的能量状态，从而加快反应速率。关于催化剂的具体原理，我们在以后的学习中还会深入探讨。如果没有其他问题，我们来做几道练习题巩固一下。 选择题：下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A. 催化剂只能加快反应速率 B. 没有催化剂，化学反应就不能发生 C. 催化剂在反应前后质量和性质都不变 D. 同一个反应可以有不同的催化剂 答案：D 解析：催化剂能改变反应速率，可能加快也可能减慢，A 错误；没有催化剂反应也能发生，只是速率不同，B 错误；催化剂在反应前后质量和化学性质不变，物理性质可能改变，C 错误；同一个反应可以有不同的催化剂，如过氧化氢分解可用二氧化锰、氧化铜等作催化剂，D 正确。 填空题：实验室用加热氯酸钾制取氧气时，若忘记加入二氧化锰，其结果是______（填 “不能产生氧气”“产生氧气的速率慢” 或 “产生氧气的总量减少”）。 答案：产生氧气的速率慢 解析：二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，只改变反应速率，不影响生成氧气的总量，所以忘记加二氧化锰只是产生氧气速率慢。 简答题：请简述实验室用排水法收集氧气的操作过程。 答案：先将集气瓶装满水，用玻璃片盖住瓶口，然后将集气瓶倒立在水槽中。加热药品，当导管口有气泡连续均匀冒出时，将导管口伸入集气瓶口开始收集氧气。当集气瓶瓶口有气泡冒出时，说明氧气已收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面，正放在桌面上。 ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$