第三节 氧气的实验室制取 （教学设计）化学鲁教版2024九年级上册

第三节 氧气的实验室制取 一、知识目标 1.学生能准确说出实验室制取氧气的三种方法（过氧化氢分解、高锰酸钾加热分解、氯酸钾加热分解）及相应的文字表达式。 2.掌握实验室制取氧气的实验装置选择依据，包括发生装置（固液常温型、固固加热型）和收集装置（排水法、向上排空气法、向下排空气法）的适用情况。 3.学会检验和验满氧气的方法，即使用带火星的木条检验氧气，将带火星的木条放于集气瓶口验满氧气。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识实验室制取氧气的不同方法及现象，从微观角度理解化学反应的本质，如催化剂对反应速率的影响。 2.证据推理与模型认知：通过对制取氧气不同方法的实验探究，培养学生提出问题、设计实验、进行实验操作以及分析实验现象的能力，激发学生的创新思维，构建实验室制取气体的一般思路。 3.科学探究与创新意识：培养学生严谨的科学态度，让学生认识到化学实验操作规范的重要性，同时通过模拟救援任务，增强学生的社会责任感。 一、教学重点 1.实验室制取氧气的三种方法及相应的文字表达式。 2.实验室制取氧气的实验装置选择依据和操作要点。 3.催化剂的概念和作用。 二、教学难点 1.构建实验室制取气体的一般思路。 2.理解不同制取氧气方法的优缺点及适用场景。 本节教学内容出自鲁教版2024年版九年级化学上册第四单元《我们周围的空气》第三节《氧气的实验室制取》。氧气的实验室制取是初中化学课程中的重要内容，它不仅是学生学习化学实验操作的关键环节，也是培养学生科学探究能力和创新思维的重要载体，在整个初中化学教学中具有承上启下的作用。 教材围绕氧气的实验室制取，详细介绍了过氧化氢分解、高锰酸钾加热分解、氯酸钾加热分解三种制取方法。通过对不同制取方法的原理、装置选择、实验步骤及注意事项的讲解，让学生系统地掌握实验室制取气体的一般思路和方法。 同时，教材还安排了丰富的实验探究活动，如分解过氧化氢制取氧气的实验探究，有助于学生深入理解化学反应原理，提高实验操作技能和分析问题、解决问题的能力。 教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和简单的实验操作技能，对化学实验充满了好奇和兴趣。在之前的学习中，学生已经了解了氧气的性质和用途，这为学习氧气的实验室制取奠定了基础。 然而，九年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于一些抽象的化学概念和复杂的实验操作理解起来可能存在一定的困难。例如，在理解催化剂的概念和作用时，可能需要通过具体的实验现象和数据分析来帮助他们掌握。同时，学生在实验操作过程中可能会出现一些不规范的行为，需要教师及时给予指导和纠正。 此外，学生在学习过程中可能会缺乏自主探究和合作学习的能力，需要教师引导他们积极参与实验探究活动，培养他们提出问题、设计实验、进行实验操作以及分析实验现象的能力。在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合教材内容，采用多样化的教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效果。 教学环节一 新课导入 【创设情境】同学们，想象这样一个场景：在偏远的山区，有一家医院因为突发的断电事故，陷入了供氧危机。医院里的病人正急切地需要氧气来维持生命，而此刻，医院的备用氧气设备也因为断电无法正常工作。现在，时间就是生命，每一秒都至关重要。而你们，就是被紧急征召的临时制氧工程师，你们的任务是利用实验室现有的器材，在 30 分钟内设计出一套可行的制氧方案，并交付氧气瓶，拯救这些病人的生命。此刻，实验台就是你们的救援现场，那些实验器材就是你们的救命工具，一场与时间赛跑的制氧任务，现在正式启动！ 【问题】面对这个紧急的任务，大家想一想，我们要在实验室制取大量的氧气，需要做哪些准备呢？比如我们应该选择什么样的药品？反应的条件又是什么？如何确定合适的实验装置呢？ 【引出课题】氧气对我们的生命活动至关重要，在实验室中，我们如何制取氧气呢？今天就让我们一起探究实验室制取氧气的方法。 设计意图 1.激发学习兴趣与参与热情：创设山区医院供氧危机的紧急情境，让学生以临时制氧工程师的身份参与课堂，赋予学习任务强烈的使命感与紧迫感。这种沉浸式场景打破传统课堂的枯燥感，能快速吸引学生注意力，使学生从被动听讲转变为主动投入，积极思考解决问题的方法，为后续教学活动开展营造活跃氛围。 2.建立知识与生活的联系：将实验室制取氧气与实际医疗救援场景结合，让学生直观感受到化学知识在现实生活中的实用价值。学生能意识到所学内容并非抽象理论，而是可用于解决实际危机、拯救生命的技能，从而增强对化学学科的认同感，提升学习动力。 3.引导明确学习方向：通过提出选择药品、确定反应条件、设计实验装置等问题，自然引导学生思考制取气体的核心要素。使学生在进入新知识学习前，就清晰把握本节课的学习目标与探究方向，为系统学习氧气实验室制取知识搭建初步框架，做好认知准备。 教学环节二 过氧化氢制取氧气 活动一：实验室制取气体物质的思路分析 【情境引入】想要帮助医院，在实验室制取大量氧气，我们需要准备什么呢？自然界中，氧气大多来自植物的光合作用。工业上，使用氧气的量较大，一般采用分离液态空气的方法制得。在实验室中，因研究和学习的需要，常常要制取少量氧气，如何才能方便、安全地制取氧气呢？ 【问题】出示药品清单：下列哪些物质可能产生氧气？1、食盐（主要成分为) ；2、过氧化氢（） ；3、氧化汞 （ ） ；4、高锰酸钾（） ；5、氯酸钾（） ；6、甲烷（）；7、水 ()。 【学生思考】学生分组讨论，根据已有的化学知识和生活常识，分析各物质的组成元素，判断哪些物质可能产生氧气。得出含有氧元素的物质才可能产生氧气，初步筛选出过氧化氢、氧化汞、高锰酸钾、氯酸钾和水。 【讲解】明确药品选择原则：含有氧元素的物质。展示关于可制取原料的背景资料，包括氧化汞分解、电解水、高锰酸钾加热、氯酸钾分解、过氧化氢分解等制备方法的原料状态、反应条件、注意事项和特点。 【问题】根据反应条件和安全性的对比，哪些药品更适合用来制取氧气？ 【学生思考】小组代表发言，对比各制取方法，分析得出氧化汞分解有汞蒸气有毒需处理、电解水耗能高产率低、氯酸钾分解有爆炸风险等缺点，而过氧化氢常温（催化条件下）即可反应，安全便捷；高锰酸钾操作简单，所以过氧化氢和高锰酸钾是更适合在实验室制取氧气的药品。 【归纳总结】评价、强调：实验室制取氧气选择药品要综合考虑反应条件、安全性、是否含有所需元素等因素。优先选择过氧化氢（安全可控）或高锰酸钾（操作简单）。工业上大量制取氧气采用分离液态空气法。选择依据为：1、必须含有相关成分；2、无毒无害没有污染；3、节约能源价格便宜。 设计意图 1.培养分析与决策能力：提供多种潜在药品及背景资料，让学生通过讨论筛选适合实验室制取氧气的药品。在此过程中，学生需结合元素组成、反应条件、安全性等因素综合分析，逐步掌握筛选实验药品的逻辑，提升分析问题与做出合理决策的能力。 2.明确药品选择原则：通过师生共同总结讨论结果，梳理出实验室制取气体选择药品需考虑的关键因素，如含所需元素、无毒无害、节约能源、价格低廉等。帮助学生建立科学的药品选择标准，为后续学习其他气体制取时的药品选择奠定基础。 3.强化情境代入感：延续课堂导入的供氧危机情境，让学生在 “解决实际问题” 的目标驱动下分析药品选择。使学习任务更具针对性与实用性，避免单纯理论学习的枯燥，进一步激发学生的学习责任感与主动性。 活动二：分解过氧化氢制取氧气的原理 【情境引入】我们已经确定了过氧化氢适合在实验室制取氧气，那它制取氧气的原理是什么呢？下面进行相关实验探究。 【问题】给出几个化学反应：①汞 + 氧气氧化汞；②水氢气 + 氧气；③高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气；④氯酸钾氯化钾 + 氧气；⑤过氧化氢水 + 氧气。哪种物质更适合用来在实验室制取氧气？ 【学生思考】结合前面分析的各物质制取氧气的优缺点，再次明确过氧化氢和高锰酸钾是较适合的药品，而汞蒸汽有毒无法使用，氯酸钾有爆炸风险需注意，电解水实验耗能高不适合。 【演示实验】取 A、B 两支试管，用 10%的过氧化氢溶液和二氧化锰完成下列实验。观察并记录实验现象。 1. 向 A 试管中加入 3 - 5mL 过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管口。 2. 向 B 试管中加入少量二氧化锰粉末，将带火星的木条伸入试管口。 3. 将 A 试管中的过氧化氢溶液倒入 B 试管中，将带火星的木条伸入 B 试管口。 待 B 试管中的现象不明显后，小心将上部液体倒出，再加入 3 - 5mL 过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管口。 【学生任务】认真观察实验现象并记录：实验 1 中木条未复燃；实验 2 中产生大量气泡，木条复燃；实验 3 中产生大量气泡，木条复燃；实验 4 中产生大量气泡，木条复燃。小组讨论对比上述实验现象能得出什么结论，第 4 步实验可以多次重复，反应后将试管中的二氧化锰干燥称量，发现反应前后质量没有改变，据此分析二氧化锰在此反应中起什么作用。 【讲解】总结学生讨论结果，得出二氧化锰在过氧化氢分解反应中起催化作用。催化剂是在化学反应中，改变反应的速率，本身的质量和化学性质反应前后保持不变。介绍催化剂的特点：一变，改变其它物质的反应速率可能加快、也可能减慢 ；二不变，本身的质量和化学性质不变。还列举形形色色的催化剂在化工生产、科学实验和生命活动中的应用。强调在化学反应中，不使用催化剂时，反应仍能发生，只是有的反应很慢；使用催化剂，会影响反应速率，对生成物的总量没有影响；要说某物质是催化剂，必须指明在哪个反应中；对某一个反应能起催化作用的，不一定只有一种物质，也可能有多种物质。 设计意图 1.提升实验探究能力：组织学生亲手进行过氧化氢分解实验，从操作药品添加、观察实验现象到分析现象得出结论，学生全程参与探究过程。不仅能熟练掌握基本实验操作技能，还能通过现象与本质的关联，提升实验探究与逻辑推理能力。 2.深化催化剂概念理解：通过对比有无二氧化锰时过氧化氢分解的现象，结合后续重复添加过氧化氢仍能反应的实验，让学生直观感知催化剂 “改变化学反应速率、反应前后质量和化学性质不变” 的特性。将抽象概念具象化，帮助学生准确、深刻理解催化剂核心知识，避免死记硬背。 3.拓展知识应用视野：教师补充催化剂在化工生产、科学实验和生命活动中的应用实例，将课堂知识与实际生产生活联系起来。让学生认识到催化剂的广泛用途，拓宽知识视野，同时加深对化学知识价值的理解。 活动三：过氧化氢制取氧气的装置选择 【情境引入】我们已经知道了过氧化氢制取氧气的原理，接下来要考虑如何选择合适的实验装置来完成这个制取过程。 【问题】选择实验装置的依据是什么？实验室制取气体的装置由哪两部分组成？ 【学生思考】结合之前学过的知识和对实验的理解，思考得出实验室制取气体的装置由发生装置和收集装置两部分组成。发生装置由反应物的状态和反应条件决定（是否需要加热），收集装置由气体的性质决定。 【教师活动】展示常见的气体制取发生装置，包括反应物都是固体，反应需要加热的固体加热型和反应物是固体和液体的混合物，反应不需要加热的固液常温型。分析用过氧化氢制取氧气，反应物状态为液体和固体，反应条件为常温，不需要加热，所以应选择固液常温型发生装置。展示三种不同的固液常温型发生装置（长颈漏斗、分液漏斗等），讲解它们的好处，如安装简便、便于添加液体药品、可以控制反应速率等。 展示常见的气体制取收集装置，包括排水法（适用于不易溶于水且不与水发生反应的气体）、向上排空气法（适用于密度比空气大且不与空气反应的气体）、向下排空气法（适用于密度比空气小且不与空气反应的气体）。分析用过氧化氢制取氧气，氧气的密度比空气大，不易溶于水且不与水反应，可以选择排水法或向上排空气法收集。 【总结】强调选择实验装置要依据反应物状态、反应条件和气体性质。过氧化氢制取氧气发生装置选固液常温型，收集装置可用排水法或向上排空气法。 设计意图 1.掌握装置选择逻辑：引导学生分析反应物状态（液体 + 固体）、反应条件（常温）及氧气性质（密度比空气大、不易溶于水），推导对应的发生装置与收集装置。帮助学生建立 “根据反应特点选发生装置、根据气体性质选收集装置” 的科学逻辑，为后续其他气体装置选择提供通用思路。 2.培养装置分析与优化能力：组织学生讨论不同固液常温型发生装置（普通装置、长颈漏斗装置、分液漏斗装置）的优缺点，如是否便于添加药品、能否控制反应速率等。让学生学会从实用性、便捷性角度分析装置设计，提升对实验装置的理解与优化能力。 3.强化知识与实践的结合：通过将装置选择原理与过氧化氢制取氧气的具体实验结合，让学生在实际案例中应用理论知识。避免单纯记忆装置类型，而是理解装置选择的本质原因，提升知识应用的灵活性与准确性。 活动四：过氧化氢制取氧气的实验步骤 【引入】确定了实验装置，接下来我们要了解过氧化氢制取氧气的具体实验步骤以及相关注意事项。 【问题】过氧化氢制取氧气的实验步骤有哪些？如何检验装置的气密性？ 【学生思考】阅读教材和课件内容，思考并尝试总结实验步骤。对于检验装置气密性的方法，回忆之前学过的相关知识。 【讲解】详细讲解实验步骤： 1. 如图所示，按照自下而上、从左到右的顺序安装实验装置，并检查装置的气密性。介绍几种检验装置气密性的方法，如连接装置，将导管末端伸入水中，用手紧握试管，观察水中的导管口有没有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置气密性良好；连接装置，关闭分液漏斗的活塞，然后将导管一端放入烧杯的水中，再用双手紧握烧瓶的外壁，若导管口处有气泡冒出，说明装置气密性良好；从长颈漏斗加入一定量的水，使漏斗的下端管口浸没在液面以下，夹紧弹簧夹，再加入少量的水，停止加水后，长颈漏斗中与锥形瓶中液面差（即水柱高度）且保持不变，说明装置气密性良好。 2. 先向锥形瓶中加入少量的二氧化锰，再向分液漏斗中加入约 15 mL8%的过氧化氢溶液，并将盛满水的集气瓶倒扣于水槽中。 3. 打开分液漏斗的活塞，将过氧化氢溶液缓缓滴入锥形瓶中，待导管口产生连续、均匀的气泡时，再把导管口伸入集气瓶中集气。 4. 当瓶口有大气泡冒出时，说明集满了，用玻璃片在水面下盖住瓶口，移出水面，正放在实验台上。讲解如何检验收集到的气体是氧气：将带火星的木条伸入瓶内，若木条复燃，证明气体是氧气。 【学生任务】学生复述实验步骤，加深记忆。思考实验过程中的注意事项。 【总结】强调实验步骤的顺序和规范性，以及检验装置气密性和检验氧气方法的重要性。同时指出实验过程中的注意事项，如长颈漏斗的末端应没入液面以下，以防止气体从漏斗口逸出（分液漏斗则不必）；当集气瓶口有大气泡逸出时，证明已收集满；当导管口刚开始有气泡放出时，不宜立即收集，会使气体不纯；排空气法导气管应该伸入接近瓶底的位置，以利于空气的排出；向上排空气法的验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃证明已满。 设计意图 1.规范实验操作流程：详细讲解实验步骤，包括装置安装顺序、气密性检查、药品添加顺序、气体收集时机等，同时强调操作规范。帮助学生形成严谨的实验操作习惯，确保实验安全、顺利进行，为后续独立完成实验奠定基础。 2.掌握氧气检验方法：明确 “用带火星木条伸入瓶内检验氧气” 的方法，通过原理讲解（氧气的助燃性）与操作指导，让学生不仅学会操作，还理解检验方法的科学依据。提升学生对气体检验的认知，为后续其他气体检验提供参考。 3.重视实验安全与严谨性：重点讲解装置气密性检查的多种方法及重要性，让学生认识到实验前检查气密性是避免实验失败、确保实验安全的关键环节。培养学生严谨的科学态度，使其在实验中注重细节，树立安全实验意识。 【对应训练1】对“过氧化氢的分解”开展如图所示的实验探究。下列说法正确的是 A．甲和丁对比，探究MnO2是H2O2分解的催化剂 B．乙和丙对比，探究温度对H2O2分解速率的影响 C．乙和丁对比，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 D．甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验 【答案】B 【详解】A、甲和丁对比，其他条件相同，变量为是否有MnO2，能探究MnO2对H2O2分解速率的影响，该对比实验不能验证反应前后的质量和化学性质是否改变，所以不能探究MnO2是H2O2分解的催化剂，说法错误，不符合题意； B、乙和丙对比，温度不同，其他条件相同，能探究温度对分解速率的影响，说法正确，符合题意； C、乙和丁对比，溶液浓度不同，乙中没有加入MnO2，丁中加入0.1gMnO2，变量不唯一，不能探究溶液浓度对分解速率的影响，说法错误，不符合题意。 D、甲、乙中溶液浓度不同，其他条件相同，能形成对比实验；甲、丙中温度、溶液浓度均不同，变量不唯一，不能形成对比实验；甲、丁中其他条件相同，变量为是否有MnO2，能形成对比实验，因此甲能和乙、丁分别形成对比实验，说法错误，不符合题意； 故选B。 【对应训练2】实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气，有关操作如下，正确的一项是 A．先向锥形瓶内倒入过氧化氢溶液，再放二氧化锰 B．该装置的优点是可控制反应速率 C．将集满气体的集气瓶正放在桌面上 D．用带火星木条伸入集气瓶中验满 【答案】C 【详解】A、因为应先加入固体二氧化锰，再加入液体过氧化氢溶液，以避免反应过早开始导致气体逸散或失控，错误； B、长颈漏斗不能控制反应速率，只能方便添加液体，错误； C、氧气密度大于空气需正放，正确； D、验满时应将带火星木条放在集气瓶口(木条复燃表示已满)，而非伸入瓶内，错误。 故选：C。 教学环节三 高锰酸钾制取氧气 活动五：高锰酸钾制取氧气的装置选择 【引入】除了过氧化氢制取氧气，高锰酸钾也是实验室制取氧气常用的药品，那用高锰酸钾制取氧气该如何选择实验装置呢？ 【问题】高锰酸钾制取氧气的实验原理是什么？选择实验装置的依据是什么？ 【学生思考】回忆高锰酸钾制取氧气的化学反应，写出符号表达式。思考得出选择实验装置依据反应物状态和反应条件确定发生装置，依据气体性质确定收集装置。 【讲解】分析高锰酸钾制取氧气，反应物为固体，反应条件需要加热，所以发生装置应选择固体加热型。氧气的密度比空气大，不易溶于水，依旧用排水法或向上排空气法收集。展示相应的发生装置和收集装置图片，加深学生理解。 【总结】强调高锰酸钾制取氧气发生装置选固体加热型，收集装置可用排水法或向上排空气法。 设计意图 1.巩固装置选择逻辑：引导学生根据高锰酸钾制取氧气的反应物状态（固体）、反应条件（加热）及氧气性质，推导应选择 “固体加热型” 发生装置和排水法 / 向上排空气法收集装置。通过与过氧化氢制取氧气装置选择的对比，帮助学生巩固 “根据反应特点与气体性质选装置” 的核心逻辑，实现知识迁移应用。 2.明确固体加热装置注意事项：强调试管口略向下倾斜等固体加热型装置的关键注意事项，结合原理（防止冷凝水回流炸裂试管）进行讲解。让学生理解注意事项的本质原因，而非单纯记忆，提升对实验装置安全操作的认知。 3.培养对比分析能力：通过对比过氧化氢与高锰酸钾制取氧气的装置差异，引导学生分析差异产生的原因（反应物状态、反应条件不同）。帮助学生学会从本质因素出发对比不同实验方案，提升对比分析与归纳总结能力。 活动六：高锰酸钾制取氧气的实验步骤 【引入】确定了高锰酸钾制取氧气的装置，接下来学习具体的实验步骤。 【问题】高锰酸钾制取氧气的实验步骤有哪些？能否用一个口诀来帮助记忆？ 【学生思考】阅读教材内容，梳理出实验步骤：①连接仪器；②检查装置的气密性；③装药品；④将试管固定在铁架台上；⑤点燃酒精灯；⑥用排水法收集一瓶氧气；⑦将导管从水中撤离；⑧熄灭酒精灯。尝试总结口诀。 【讲解】总结学生的口诀或给出标准口诀：茶（检查）➡庄（装药）➡定（固定）➡点（点燃）➡收（收集）➡利（撤离）➡息（熄灭）。详细讲解每个步骤的操作要点和注意事项，如连接仪器要注意连接紧密，检查装置气密性要确保操作正确等。 【学生任务】学生背诵口诀，复述实验步骤，相互检查。 【总结】强调实验步骤的顺序不能颠倒，口诀可以帮助我们更好地记忆和操作。 设计意图 1.构建清晰实验步骤框架：详细讲解实验步骤，并用 “茶（检查）→庄（装药）→定（固定）→点（点燃）→收（收集）→利（撤离）→息（熄灭）” 的口诀帮助记忆。将复杂步骤简化为易记的口诀，降低记忆难度，帮助学生快速、准确掌握实验流程。 2.强调步骤顺序的重要性：针对关键步骤（如先检查气密性后装药品、先撤离导管后熄灭酒精灯），结合错误操作的后果（如装置漏气导致实验失败、水倒吸炸裂试管）进行讲解。让学生认识到步骤顺序的科学性与安全性，培养严谨的实验操作意识。 3.提升知识归纳能力：引导学生自主总结实验步骤口诀，或结合口诀梳理每个步骤的核心任务。在归纳过程中，学生能进一步理清实验逻辑，提升知识归纳与提炼能力，同时加深对实验步骤的记忆。 活动七：高锰酸钾制取氧气的注意事项 【引入】在进行高锰酸钾制取氧气的实验时，有很多注意事项需要我们牢记，否则可能会影响实验结果甚至造成危险。 【问题】高锰酸钾制取氧气有哪些注意事项？为什么要先移出导管，再熄灭酒精灯？ 【学生思考】阅读教材和课件内容，找出注意事项，如试管口放一团棉花、试管口应略向下倾斜、导管伸出胶塞少许、药品平铺在试管底部、先移动酒精灯使试管受热均匀等。思考先移出导管再熄灭酒精灯的原因。 【讲解】详细讲解各项注意事项的原因， （1） 试管口放一团棉花是以防加热时高锰酸钾粉末进入导气管堵塞导管； （2） 试管口应略向下倾斜是防止冷凝水回流使试管炸裂；导 （3） 管伸出胶塞少许便于气体排出； （4） 药品平铺在试管底部使其受热均匀，反应充分； （5） 给试管加热时，应先移动酒精灯使试管受热均匀，然后加热放在试管底部盛装药品的部位；气泡连续冒出时再开始收集，此时收集的更纯净。 （6） 先移出导管，再熄灭酒精灯的原因：如果先熄灭酒精灯，试管内的温度会迅速下降，导致气体体积收缩，形成负压。此时，水槽中的水可能会在大气压的作用下通过导管倒吸入试管。倒吸入试管的水如果遇到试管底部仍处于高温状态，可能会导致试管因局部温度急剧变化而炸裂。 【情感升华】各临时制氧小组，这里是山区医院救援指挥中心，发布最终通报：你们交付的氧气瓶已持续供氧 40 分钟，3 个重症病房患者血氧稳定在 96%-98%，监护仪警报平息，医护人员反馈 “氧气及时又安全”，这场救援我们打赢了！​ 回想刚才，大家专注备材、激烈议方案、冷静解漏气管问题，正是把 “化学反应原理” 变成了守护生命的实战能力 —— 选过氧化氢制氧避加热耗时，优化导管减损耗，都是知识落地的证明。​ 救援虽结束，但希望大家带着 “用知识解难题” 的意识，未来思考如何让制氧装置更轻便节能。各位工程师，你们制出的不只是氧气，更是对 “化学有用、知识有力量” 的理解。任务圆满结束，谢谢大家！ 设计意图 1.强化实验安全意识：详细讲解试管口放棉花、试管口略向下倾斜等注意事项，结合错误操作可能导致的后果（如高锰酸钾粉末堵塞导管、冷凝水回流炸裂试管）进行分析。让学生深刻认识到规范操作的重要性，树立 “安全第一” 的实验观念。 2.理解注意事项的科学依据：针对每个注意事项，从实验原理、物质性质角度解释原因，如 “试管口放棉花是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管”“药品平铺试管底部是为了使其受热均匀”。帮助学生不仅知其然，更知其所以然，提升对实验操作的理解深度。 3.培养细节把控能力：通过梳理实验各环节的注意事项，引导学生关注实验中的细节问题（如导管伸出胶塞长度、加热时的温度控制）。让学生意识到细节对实验成功与安全的影响，培养细致、严谨的科学态度，提升实验操作的精准度。 【对应训练1】下列有关实验室制取氧气的说法正确的是 A．检查装置气密性时，先用手捂住试管，再将导管伸入水中 B．加热后导管口有气泡连续均匀逸出时，开始收集 C．高锰酸钾加热制取氧气，实验结束先熄灭酒精灯 D．用排水法收集氧气，验满时用带火星的木条放在瓶口 【答案】B 【详解】A、检查气密性时应先将导管伸入水中，再用手捂住试管。若顺序相反，可能导致空气膨胀不明显，无法准确判断气密性。选项错误； B、导管口有连续均匀气泡冒出时才能收集，刚开始的气泡中含有原装置中的空气，若立即收集会导致氧气不纯，选项正确； C、实验结束应先从水槽移出导管，再熄灭酒精灯，防止冷凝水倒流炸裂试管，选项错误； D、排水法收集氧气不需要验满（观察集气瓶口有大气泡冒出即表示收集满）。带火星木条验满适用于向上排空气法。选项错误； 故选B。 【对应训练2】高锰酸钾制取氧气的实验如图，下列操作符合安全规范的是 A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞 B．加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热 C．结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面 D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗 【答案】B 【详解】A、将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞，容易使试管底部破碎，选项错误； B、加热试管先预热，再对准有药品的部位集中加热，以防试管炸裂，选项正确； C、做该实验时如果先撤酒精灯，则会使导管内温度降低，压强变小而把水到吸入试管引起试管炸裂，选项错误； D、加热后的试管，不能立即用冷水清洗，否则会引起试管炸裂，选项错误。 故选B。 第四单元 我们周围的空气 第三节 氧气的实验室制取 / 学科网（北京）股份有限公司 一、过氧化氢制取氧气 1.实验原理 过氧化氢水 + 氧气 + 2.装置选择 o发生装置：固液常温型 o收集装置：排水法、向上排空气法 3.实验步骤 安装装置→检查气密性→加二氧化锰→加过氧化氢溶液→收集氧气 4.注意事项 o长颈漏斗末端浸没液面以下 o气泡连续均匀时收集 o排空气法导管伸至瓶底 二、高锰酸钾制取氧气 1.实验原理 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 ++ 2.装置选择 o发生装置：固体加热型 o收集装置：排水法、向上排空气法 3.实验步骤 查（检查装置气密性）→装（装药品）→定（固定试管）→点（点燃酒精灯）→收（收集氧气）→离（撤离导管）→熄（熄灭酒精灯） 4.注意事项 o试管口放棉花 o试管口略向下倾斜 o先撤离导管再熄灭酒精灯 三、实验室制取气体的一般思路 1.确定化学反应原理 2.选择装置 o发生装置：反应物状态、反应条件 o收集装置：气体性质 3.检验与验满 o氧气检验：带火星木条伸入瓶内 o氧气验满：带火星木条放瓶口 4.注意事项 o检查气密性 o控制反应速率 1．小高同学利用塑料瓶、注射器、饮料管等材料设计了如图所示的简易供氧器。下列分析错误的是 A．甲装置中加入二氧化锰能增加生成氧气的质量 B．乙装置中的水具有观察输出氧气速率的作用 C．用注射器加入过氧化氢溶液可控制反应速率 D．将带火星木条放在乙装置导管口，木条复燃，说明产生了氧气 【答案】A 【详解】A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，甲装置中加入二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，不能增加生成氧气的质量，故A符合题意； B、可通过观察乙装置水中产生气泡的多少，来判断氧气的生成速率，即乙装置中的水具有观察输出氧气速率的作用，故B不符合题意； C、通过注射器可以控制液体滴加的速度，从而控制反应速率，故C不符合题意； D、氧气具有助燃性，则将带火星木条放在乙装置导管口，木条复燃，说明产生了氧气，故D不符合题意。 故选A。 2．加热高锰酸钾制取氧气的实验装置如图所示。下列有关说法，不合理的是 A．试管口塞棉花团，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管 B．实验前，应先检查装置气密性，后加入药品 C．导管口有气泡冒出时，立即收集氧气 D．也可以用向上排空气法收集氧气 【答案】C 【详解】A、加热高锰酸钾制取氧气时，试管口塞棉花团，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管，选项正确； B、实验前，应先检查装置气密性，后加入药品，避免浪费药品，选项正确； C、导管口有气泡冒出时，此时的气体主要是装置中的空气，不可开始收集气体，当导管口气泡连续均匀冒出时，再开始收集氧气，选项错误； D、氧气的密度比空气大，也可以用向上排空气法收集氧气，选项正确； 故选C。 从课堂整体实施来看，本节课以 “山区医院断电制氧” 的情境导入，有效激发了学生的探究兴趣，多数学生能快速代入 “临时制氧工程师” 角色，主动参与药品选择、装置设计等讨论。在过氧化氢制取氧气的实验探究环节，通过对比不同含氧化合物的反应条件与安全性，学生逐步掌握了实验室选料的核心原则，尤其是对催化剂 “一变二不变” 特性的理解，借助分组实验中 “多次添加过氧化氢仍能产生气泡” 的现象，多数学生能直观感知催化剂的作用，突破了抽象概念的教学难点。不过，实验操作环节存在明显不足：部分小组因未提前熟悉装置组装顺序，导致气密性检查耗时过长；少数学生在使用分液漏斗控制反应速率时，出现活塞调节不当、液体滴加速度过快的问题，影响了气体收集效率，这反映出课前对学生操作技能的预设不够充分，后续需在课前通过微视频或预习任务，强化基础操作的铺垫。 在知识体系构建与能力培养方面，本节课围绕 “过氧化氢”“高锰酸钾” 两种制氧方法，逐步推导实验室制取气体的一般思路，从反应原理、装置选择到实验注意事项，形成了较为完整的逻辑链条。通过对比固液常温型与固固加热型发生装置的差异，学生能初步根据反应物状态和反应条件判断装置类型，多数学生在课堂练习中能正确选择氧气的收集方法并解释理由。但在思维深度上仍有提升空间：部分学生对 “氯酸钾制氧与高锰酸钾制氧的异同点” 理解模糊，尤其对 “试管口是否放棉花” 的原因分析不够准确；在归纳制气思路时，少数学生忽略了 “气体检验与验满的区别”，这说明在知识整合环节，需增加对比表格或思维导图，帮助学生梳理易混淆知识点，同时通过追问 “为什么排水法收集的氧气更纯净但不干燥” 等问题，进一步引导学生深度思考。 从课堂评价与学生反馈来看，本节课采用的 “情境任务驱动” 与 “分组实验探究” 相结合的模式，得到了学生的普遍认可，课后问卷显示 85% 的学生认为 “通过实验理解知识更易记忆”。但评价方式仍显单一：课堂主要以教师点评和书面练习为主，对学生实验过程中的合作能力、创新思维的评价不足，比如部分小组提出 “用注射器代替分液漏斗控制反应” 的想法，未得到充分关注和拓展。此外，课堂时间分配存在偏差，高锰酸钾制氧的实验步骤讲解较为仓促，导致部分学生对 “先移导管后灭酒精灯” 的原理理解不透彻。后续教学中，需优化评价体系，增加小组互评、实验创新加分等环节，同时细化时间规划，在重点环节预留更多互动和反思时间，确保教学目标扎实落地。 $