2.3氧气的制备教案--2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

第3节 氧气的制备 本节是沪教版九年级上册的重要内容，在教材中起着承上启下的作用。通过对氧气制备的学习，学生将进一步巩固化学实验基本操作，加深对化学反应原理的理解，并为后续学习其他气体的制备方法奠定基础。再从氧气在生活和生产中的重要用途引入，激发学生的学习兴趣。然后通过实验探究，引导学生掌握氧气的制备原理、实验装置和操作步骤， 培养学生的实验探究能力和创新思维。 第1课时 氧气的工业制法 过氧化氢制氧气 课题 氧气的工业制法 过氧化氢制氧气 课型 新授课 素养目标 1..认识工业制取氧气的思路和方法。 2.学习实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验装置和实验步骤； 3.了解催化剂和催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用。 教学重点 过氧化氢分解制取氧气。 教学难点 催化剂和催化作用。 教具准备 5％的过氧化氢溶液、二氧化锰、水、分液漏斗、锥形瓶、烧杯、玻璃片、双孔橡皮塞、导管、水槽、木条、多媒体课件 课前预习 1.工业上一般采用分离液态空气法获得氧气。 2.过氧化氢制备氧气的原理： 3.催化剂是指在化学反应里能增大反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质。 备课笔记 新课导入 ［提问］同学们，氧气是维持生命不可或缺的气体。请结合生活经验思考：除了呼吸供氧，氧气还在哪些领域有重要作用?如何获取这些氧气? ［学生回答］医疗急救、航天供氧、炼钢助燃等；可从空气分离或化学反应制备。 ［讲解］大家的猜测很有道理。氧气的制备有工业和实验室等不同方式，本节课我们就来学习《氧气的制备》，探究从空气中分离氧气以及用化学方法制备氧气的原理和过程。 进行新课 1、 氧气的工业制法 ［引入］工业上一般采用分离液态空气的方法获得氧气。再分离液态空气制取氧气时，一般先将空气除尘，再除去二氧化碳和水蒸气等，获得净化后的气体混合物。 ［交流讨论］已知在1.01×105Pa时，氧气的沸点为-183℃。请和同学讨论并设计从上述气体混合物中获取氧气的方案。 ［课件演示］播放视频“工业制氧——分离液态空气法” ［讲解］工业上制取氧气的过程是在低温条件下压缩空气其液化，随后控制温度使沸点较低的液态氮先从液态空气中分离出来，剩下的就是沸点较高的液态氧。 ［提问］这个过程属于物理变化还是化学变化?为什么? ［学生回答］物理变化，因为没有新物质生成。 ［引入］随着科学技术的发展，出现了许多新的工业制氧气的方法。例如，在一定压力下，让空气通过特殊薄膜或多孔性材料（如分子筛），将氧气和氮气分离，可一得到高纯度的氧气，据此原理生产的制氧设备在危重病人的救护过程中发挥了重要作用。 ［阅读］引导学生阅读教材第51页“制氧新方法” ［讲解］膜分离技术是让空气通过特定薄膜，由于不同气体分子的渗透速率不同，氧气和氨气会在膜的两侧分别富集，从而实现分离。而分子筛制氧机则是利用分子箭特殊的吸附能力，在加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳等，未被吸附的氧气被收集起来；减压时，分子筛又会将吸附的气体释放，以便循环使用。这两种新技术都无需将空气液化，能有效降低能耗，且操作更简便，在小型制氧设备中应用广泛，体现了技术进步对工业生产的优化作用。 2、 过氧化氢制备氧气 1.过氧化氢制氧气的反应原理 ［引入］实验室中常用化学反应制备氧气，我们先来看看哪些物质有可能用来制备氧气。 ［提问］大家观察这些物质的化学式：KCl、KMnO4、KClO3,、H2O2、 MnO2、H2O，思考没有氧元素的物质能产生氧气吗?含有氧元素的物质呢? ［学生回答］没有氧元素的物质不可能产生氧气，含有氧元素的物质可能产生氧气。 ［讲解］没错，化学反应前后元素种类不变，所以制各氧气的物质必须含有 备课笔记 课堂拓展： 为了便于贮存、运输和使用。 课堂拓展： 实验室制取氧气的量较少，属于化学变化；而工业上大量制取氧气，利用了分离液态空气的方法，这种方法具有原料来源广泛、所制得的氧气价格低廉的特点，属于物理变化。 进行新课 氧元素。生活上，水产用增氧颗粒的核心成分是过氧化氢，特种部队在野外生火时用高锰酸钾产生氧气助燃。实验室中我们也可以利用双氧水来制取氧气，双氧水中的过氧化氢在一定条件下发生反应生成氧气和水，生成的氧气可以通过特定的装置加以收集。 ［进行实验］教材第53页“观察思考”图2-25 过氧化氢分解制氧气 将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，观察实验现象；收集一瓶气体，将带火星的木条伸入瓶中，观察实验现象；待气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。 ［提问］实验中观察到了哪些现象?这些现象说明了什么? ［学生回答］滴入过氧化氢溶液后产生大量气泡，带火星的木条复燃，再次滴加仍产生大量气泡。 2.催化剂 ［提问］二氧化锰是否被消耗?它在反应中扮演什么角色? ［学生回答］从“再次滴加仍反应”现象，推断二氧化锰未消耗且能重复使用。 ［讲解］二氧化锰在反应中起催化作用，是催化剂。催化剂是在化学反应里能增大化学反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后都不变的物质。过氧化氢在二氧化锰催化下分解的文字表达式为。 ［小结］在理解催化剂概念时，还应注意以下几点： （1）催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 （3）催化剂的特点：①“一变”能改变其他物质的化学反应速率；②“两不变”其质量和化学性质在化学反应的前后没有改变。 3.、反应装置与操作规范 ［引入］实验装置包括气体的发生装置和气体的收集装置两部分，发生装置就是指发生反应产生气体的部分，而收集装置指收集气体的部分。 ［提问］根据过氧化氢分解制取氧气的反应原理可知，反应物的状态是什么?反应条件是什么? ［学生回答］反应物是过氧化氢，为液态，反应条件有二氧化锰、常温不需要加热。 ［讲解］发生装置的确定与反应物状态和反应条件有关，在用过氧化氢制氧气时，反应物为过氧化氢溶液，是一种液体，反应条件为固体二氧化锰和不加热，所以需要的反应仪器是可以盛放液体和固体，同时能塞橡胶塞，以便气体被导出，试管、锥形瓶都是合适的反应仪器。如图展示的为固液常温型装置，可以作为过氧化氢制氧气的发生装置。 备课笔记 知识拓展： 硫酸铜等物质对过氧化氢的分解也具有催化作用。 特别提醒： 因为催化剂参与了化学反应，在反应过程中其性质可能改变，所以只能说催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变。 知识延伸： ①在某个化学反应中，可以选择不同的物质作为催化剂，如在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中，既可以选择二氧化锰作催化剂，也可以选择氧化铁、硫酸铜溶液作催化剂。 ②催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量。 ③对于某些化学反应，没有催化剂，并不意味该反应不能发生，只是反应速率较小。 进行新课 ［提问］发生装置产生的氧气需要用集气瓶收集，下面是两种排空气集气法，仔细观察图片，判断它们分别适合收集具有什么样性质的气体? ［学生回答］气体不与空气成分反应，向上排空气法适用于密度比空气大的气体，向下排空气法适用于密度比空气小的气体。根据氧气性质可以判断出向上排空气法可用于收集氧气。 ［提问］除了排空气集气法，还可以用排水法收集气体，具有什么性质的气体可以采用这种方法?氧气可以用排水法收集吗? ［学生回答］能用排水法收集的气体应具有不易溶于水且不与水反应的性质，氧气同时满足两个要求，可用此方法收集氧气。 ［提问］在用排水法收集氧气时，刚开始产生气泡能不能直接收集? ［学生回答］不能，刚开始产生的气泡是装置内的空气，应等气泡连续且均匀放出时再开始收集。 ［提问］如何判断集气瓶中的氧气是否收集满? ［学生回答］用排水法收集：当集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。 ［讲解］注意用向上排空气法收集氧气时，检验和验满都用到了带火星的木条，检验时将带火星的木条放入集气瓶中，而验满时是将带火星的木条放在集气瓶口。 备课笔记 知识拓展： 1.气体发生装置的选择依据反应物（试剂）的状态（如固体和固体、固体和液体、液体和液体）和反应条件（如常温、加热等）。 2.气体收集装置的选择依据气体的性质（密度、溶解性、能否与水发生反应、能否与空气成分发生反应）。 教学板书 第3节 氧气的制备 第1课时 氧气的工业制法 过氧化氢制氧气 一、氧气的工业制法：分离液态空气法 二、过氧化氢制氧气 1.反应原理： 2.催化剂：在化学反应中能增大化学反应速率，其本身质量和化学性质保持不变。 3.反应装置： （1）发生装置：固液常温型 （2）收集装置：排水法、向上排空气法 课堂小结 引导学生回顾本节课所学的知识，包括实验室制取氧气的反应原理、实验装置、操作步骤、氧气的检验和验满方法以及催化剂的概念和作用。强调实验操作中的注意事项和安全问题。 教材习题 解答 练习与实践（P55～P57） 6.能催化双氧水分解的物质除二氧化锰外还有氧化铁、氯化铜、新鲜动物肝脏及红砖粉末等。 布置作业：完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。 教学反思 本节课通过“工业制氧一实验室制氧”双主线展开教学，整体达成预设目标，但仍有三点需优化：其一，在催化剂概念的建构中，“二次滴加过氧化氢”实验虽直观呈现了二氧化锰的“未消耗性”，但部分学生仍将“催化作用”与“引发反应”混淆，后续需增补反应前后二氧化锰质量测量的定量实验，强化“一变两不变”的证据链；其二，学生对现代制氧技术（分子筛、膜分离）的微观原理理解不足，仅停留在流程记忆层面，未来可借助动态模拟动画可视化吸附过程与分子渗透差异，深化“性质决定方法”的认知；其三，气体制备操作规范（如排水法收集时机）在练习中错误率较高，反映出“讲解一演示一实操”环节街接不够紧密，下节课应增设学生分组装置组装竞赛，在操作中内化“连续均匀气泡才收集”等要点。值得肯定的是，生活实例（增氧颗粒、医用制氧机）有效激发了学习动机，且工业与实验室制氧的对比分析，初步培养了学生从能耗、纯度、成本等多维度评价技术方案的思维习惯。 教学过程中老师的疑问 教师点评和总结： 备课笔记 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 氧气的制备 第2课时 高锰酸钾制氧气 分解反应 课题 高锰酸钾制氧气 分解反应 课型 新授课 素养目标 1.掌握实验室用高锰酸钾制氧气的原理、装置、操作步骤及注意事项等。 2.能运用化学原理设计氧气的实验室制备方案。 3.认识分解反应。 4.初步形成实验室制备气体的一般思路。 教学重点 1.掌握实验室用高锰酸钾制氧气的原理、装置、操作步骤及注意事项等 2.通过高锰酸钾制备氧气的学习，理解氯酸钾制取氧气的过程。 3.了解分解反应的基本概念。 教学难点 初步形成实验室制备气体的一般思路。 教具准备 高锰酸钾、试管、酒精灯、铁架台、集气瓶、水槽、橡皮塞、橡胶管、玻璃片、棉花、多媒体课件等。 课前预习 1.由一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应叫做分解反应。 2.高锰酸钾制取氧气的原理： 3.实验室制取气体，需要依据实验目的，反应原理和气体收集方法，选择反应试剂，设计实验装置（包括气体的发生装置和气体的收集装置两部分），控制反应条件，关注环境保护等。 新课导入 ［复习引入］工业上制取氧气有哪些方法？ ［学生回答］①分离液态空气法；②气体膜分离制氧；③分子筛制氧。 ［提问］过氧化氢制氧气原理的文字表达式是什么？ ［学生回答］。 ［讲解］接下来我们来学习初中化学的一种基本反应类型——分解反应。 备课笔记 进行新课 1、 分解反应 ［提问］分析下列三个化学反应，它们有什么共同特征?与化合反应有什么不同? ［学生回答］反应物都只有一种，生成物为两种或两种以上，化合反应是“多变一”，只有一种生成物。 ［课件展示］分解反应与化合反应的比较 分解反应 化合反应 定义 一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应 由两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应 特点 一变多 多变一 联系 两者是并列关系，互不从属，也无交集；都属于化学反应的基本类型 2、 高锰酸钾制氧气 ［引入］上节课我们学习了过氧化氢分解制氧气，今天我们学习另一种方法——高锰酸钾分解制氧气。 ［课件演示］演示教材第54页“基础实验”图2-26 加热高锰酸钾制氧气 利用如图所示的实验装置，加热装有少量高锰酸钾的试管，收集一瓶氧气，将带有火星的木条伸入集气瓶中中检验生成的气体。 ［提问］怎样检查上述装置的气密性?为什么要在试管口放置一小团棉花？在气体收集完毕时应如何操作? ［学生回答］检查气密性：先将导管一端放入水中，后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好。在试管口放置一小团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。气体收集完毕：先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免因试管内压强减小而产生倒吸现象。 ［讲解］高锰酸钾在加热条件下容易发生分解反应，也可以生成氧气，反应的文字表达式为。 备课笔记 归纳总结： 分解反应和化合反应都属于基本反应类型，分解反应的特点是“一变多”，化合反应的特点是“多变一”。 进行新课 ［小结］高锰酸钾分解制取氧气的操作步骤：①组装仪器，检查装置的气密性；②将试剂平铺在试管底部（增大受热面积，便于均匀受热），并在试管口放一小团棉花，用单孔橡皮塞塞紧；③用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；④点燃酒精灯进行加热（记得预热）；⑤用排水法收集氧气（等气泡连续均匀放出时再开始收集）；⑥实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面；⑦熄灭酒精灯，停止加热。 ［提问］阅读教材第54页“方法导引”，请同学们思考，高锰酸钾制取氧气实验中还有哪些注意事项呢？ ［学生回答］①试剂要平铺在试管底部，均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜，防止试剂中的水分受热后变成水蒸气，遇冷成水倒流回试管底部，使试管炸裂。 ③铁架台铁夹要夹在试管的中上部。（或距离试管口~处）。 ④试管内的导管不能太长，稍伸出胶塞即可，以便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中。（瓶口要在水面下） ⑥加热时要先使试管均匀受热，然后将酒精灯外焰对准试剂所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中会混有空气，当集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已集满。 ⑧盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气密度大于空气密度，正放可减少气体逸散。 3、 实验室制取气体的一般思路 ［讲解］实验室中，还可加热氯酸钾(KClO3)和二氧化锰的固体混合物来制取氧气，反应原理为。该反应中二氧化锰是催化剂。 ［提问］根据氯酸钾(KClO3)分解制氧气的化学原理，设计实验装置，并说明实验操作的具体要求。 ［课件演示］播放“氯酸钾制氧气”视频 ［小结］氯酸钾分解制取氧气的操作步骤：①检查装置的气密性：②加入试剂并固定仪器；③点燃酒精灯并收集气体；④从水槽中撤出导管：⑤熄灭酒精灯。 ［提问］对比高锰酸钾和氯酸钾制氧气的装置，为什么氯酸钾制氧气时试管口不用放棉花? 备课笔记 方法巧记： 高锰酸钾制氧气的实验过程可简记为：查、装、定、点、收、离、熄。 进行新课 ［学生回答］氯酸钾分解时不会产生粉末状物质堵塞导管。 ［讲解］制取气体的思路：①选择药品和反应原理；②确定发生装置；③确定收集装置；⑤检验与验满。 ［观念建构］物质制备的要求：①利用化学反应制备物质，应选择价廉易得的物质为原料；②物质制备的装置要安全可靠，物质制备反应的条件要便于控制，生成物要易于分离和收集；③物质制备过程中能源的消耗要尽可能少，要尽量避免对环境造成不利的影响。 教学板书 第3节 氧气的制备 第2课时 高锰酸钾制氧气 分解反应 一、分解反应 1.定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。 2.特点：一变多。 3.形式：··· 二、高锰酸钾制氧气 1.反应原理： 2.装置： （1）发生装置：固体加热型 （2）收集装置：排水法、向上排空气法 三、制取气体的一般思路：选择药品和反应原理→确定发生装置→确定收集装置→检验与验满。 课堂小结 本节课介绍了高锰酸钾和氯酸钾制取氧气，这两种制取氧气的方法， 可以从反应的条件和反应物的状态上初步认识两者发生装置的区别。又通过对比化合反应和分解反应，进一步体会分类、对比的方法对化学学习帮助。 教材习题 解答 练习与实践（P55～P57） 1.C 2.①加热前就将导管伸入集气瓶中，一开始收集的是试管中的空气，会使收集的氧气不纯。应等导管口出现连续均匀气泡再开始收集。 ②从水中移出集气瓶，氧气会从瓶口逸出，最后可能导致瓶中的氧气不纯。应在水下盖上玻璃片，再移出水面。 ③先熄灭酒精灯，水槽中的水会倒吸入热的试管，使试管炸裂。应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。 3.（1）A （2） （3）收集前集气瓶中的水未装满；未等导管口出现连续、均匀的气泡时就开始收集气体(合理即可)。 备课笔记 教材习题解答 （4） 未预热；试管外壁有水；试管口向上倾斜；实验结束时先熄灭酒精灯后撤导管(合理即可)。 4.（1）铁架台 锥形瓶 （2） 可控制化学反应速率 （3） ④③①⑤② 5.（1）连接好仪器后，把导管一端浸入水里，用手紧握试管的外壁，若试管口有气泡冒出，则装置的气密性良好。 （2）装置漏气的部位常在装置的连接处，如试管口橡胶塞处等（合理即可）。 （3）可采用在装置的连接处涂抹肥皂水，观察是否出现肥皂泡的方法找出漏气处。可采取更换漏气处的实验器材或涂抹凡士林的方法，使装置不再漏气（合理即可）。 布置作业：完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。 教学反思 本课时围绕高锰酸钾制氧气的原理、装置、操作及制取气体的一般思路展开教学，通过趣味导入激发学生兴趣，结合实验装置讲解和步骤演示，帮助学生掌握了固体加热型发生装置的特点、“查装定点收移熄”的操作规范及收集方法的选择。但在教学中，对试管口放棉花的具体原因（防止高锰酸钾粉末堵塞导管）强调不足，部分学生对“先移导管后熄灯”的操作原理理解不深；在归纳制取气体一般思路时，与氯酸钾制氧气的对比分析不够充分。后续教学需加强实验细节的讲解，增加学生自主分析装置选择依据的环节，以更好落实课件中的重点要求。 教学过程中老师的疑问： 教师点评和总结： 备课笔记 学科网（北京）股份有限公司 $