学生实验4 氧气的实验室制取和性质（教学课件）化学鲁教版2024九年级上册

该初中化学课件聚焦氧气的实验室制取（高锰酸钾、过氧化氢两种方法）及化学性质（木炭、铁丝燃烧），通过医疗急救、潜水、炼钢等生活生产应用实例导入，以实验室制取气体一般思路（原理、装置、收集等）为支架，衔接具体实验操作与性质探究。 其亮点是以小组合作探究为主线，通过实验方案设计、操作规范训练（如气密性检查、收集时机）及多维度自我评价表，落实科学探究与实践、科学思维及科学态度与责任。例如小组讨论选择制取原理，用口诀强化步骤记忆，提升学生实验技能与合作能力，为教师提供结构化教学与评价支持。

第四单元 我们周围的空气 学生实验4 氧气的实验室制取与性质 九年级化学 上册·鲁教版2024 学习内容导览 氧气的性质 2 氧气的实验室制取 1 2 明·学习目标 1.掌握用高锰酸钾、过氧化氢溶液制取氧气的实验原理、装置使用及操作步骤、注意事项，熟练掌握装置气密性检查、气体收集等基本实验操作技能。 2.理解氧气的化学性质，能描述木炭、铁丝在氧气中燃烧的实验现象，并写出反应的化学方程式。 3.通过小组合作实验，提升团队协作能力和实验操作的规范性。树立严谨的科学态度和实验安全意识，养成规范操作、认真观察的实验习惯。 3 引·新课导入 氧气是维持生命与工业生产的关键物质。医疗急救中，它能为呼吸困难者补充氧气，维持呼吸功能，挽救生命；潜水员下潜时，高浓度氧气可平衡水下压力，避免缺氧危及安全；炼钢车间里，氧气能与焦炭反应提升炉温，加速铁矿石冶炼，提高钢铁质量与生产效率。 氧气在生活和生产中应用广泛，那么在实验室中如何制取氧气？它又具有哪些化学性质呢？今天我们走进实验室，亲自探究氧气的制取与性质。 氧气的实验室制取 01 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 实验室制取气体的一般思路 确定制取气体的化学反应原理 根据实验室条件（如常温、加热、催化剂等），选择合适的药品和反应。需考虑原料易得、价格低廉、操作简便、反应速率适中、制得气体纯净等因素。 选择发生装置 根据反应物状态和反应条件选择。 固体+固体加热型 如高锰酸钾制氧气 固体+液体常温型 如过氧化氢制氧气） 选择收集装置 根据气体的密度、水溶性、是否与空气反应选择。 排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体 （如氧气、氢气）。 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（如二氧化碳、氧气）。 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（如氢气、甲烷）。 检验与验满 通过特定的化学反应或物理性质验证气体是否为目标气体以及是否收集满。例如，用带火星的木条检验氧气，用澄清石灰水检验二氧化碳。 实验注意事项 检查装置气密性。 控制反应速率 （如通过分液漏斗滴加液体）。 根据实验室制取气体的一般思路，小组讨论并选择一种原理，设计实验方案并制定实验步骤。 哪些药品更适合用来制取氧气？选择的药品需要满足什么要求？ 回顾之前所学，小组讨论并写出实验室制取氧气的反应表达式。 小组讨论：实验室制取氧气的原理 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 O2 过氧化氢 二氧化锰 水+ 氧气 H2O2 H2O 过氧化氢制取氧气的实验原理： 二氧化锰作催化剂 O2 高锰酸钾 加热 锰酸钾+ 二氧化锰+氧气 KMnO4 高锰酸钾制取氧气的实验原理： K2MnO4 MnO2 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 发生装置（考虑反应物状态和反应条件） 收集装置（气体的密度和溶解度）                 固体加热型 反应物是固体 反应需要加热 固液常温型 反应物是固体和 液体，反应不加热 排水集气法 适合溶解性小 不与水反应的气体 向上排空气法 适合密度大于 空气的气体 向下排空气法 适合密度小于 空气的气体 适合 高锰酸钾制氧气   适合 过氧化氢制氧气               气体从短管进集气瓶，水从长管排出 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出 小组讨论：实验室制取氧气的装置选择 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 小组讨论：实验室制取氧气的装置选择 过氧化氢制取氧气的实验装置： 高锰酸钾制取氧气的实验装置： 排水法 向上排空气法 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 小组讨论：实验室制取氧气的检验及验满 检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，则说明该气体为氧气 验满方法 将带火星的木条靠近集气瓶中，木条复燃，则说明已收集满 实验前准备： 实验仪器：锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、铁架台、试管、单孔橡皮塞、玻璃导管、胶皮管、集气瓶、水槽、酒精灯、玻璃片、量筒、坩埚钳、药匙等。 实验药品：高锰酸钾、10%过氧化氢溶液、二氧化锰、棉花、木条、木炭、细铁丝、澄清石灰水等。 实验分组：明确实验目的、原理和操作要点；以4人为一组进行分组，明确组内分工（操作员、观察员、记录员、安全员）。 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 理清了实验室制取气体的一般思路， 回忆：过氧化氢制氧气和高锰酸钾制氧气的实验步骤有哪些？要注意些什么？ (1)如图1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。 (2)将适量高锰酸钾装入试管中，使其平铺在试管底部。在试管口放一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口，根据酒精灯火焰高度确定试管高度，并将试管固定在铁架台上。 (3)将两个盛满水的集气瓶用玻璃片盖住瓶口倒扣于水槽中。 (4)给试管加热。当产生连续均匀气泡时，再把导管口伸入集气瓶口，待瓶口有大气泡冒出时，在水面下用玻璃片盖住集气瓶口，小心地把集气瓶移出水槽，集气瓶口向上放在实验台上。收集满两瓶气体后将导管从水下移出，再停止加热。 实验步骤口诀：茶（检查）➡庄（装药）➡定（固定）➡点（点燃）➡收（收集）➡利（撤离）➡息（熄灭） 高锰酸钾制取氧气的实验步骤 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 ‌检验装置气密性的方法 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。 试管口放一团棉花：以防加热时高锰酸钾粉末进入导气管堵塞导管 试管口应略向下倾斜：防止冷凝水回流使试管炸裂 导管伸出胶塞少许：便于气体排出 药品平铺在试管底部：使其受热均匀，反应充分。 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 O2更纯净 ‌实验过程中的注意事项 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 过氧化氢制取氧气的实验步骤 (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。 (2)先向锥形瓶中加入约0.1g二氧化锰，再向分液漏斗中加入约15mL10%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 液缓缓滴人锥形瓶中，待导管口有气泡连续、均匀产生时，再把导管口伸入集气瓶中集气。集满后用玻璃片在水面下盖住瓶口，移出水面，正放在实验台上。 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。 ‌检验装置气密性的方法 探·知识奥秘 一、氧气的实验室制取 ‌实验过程中的注意事项 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 收集的气体较纯净 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 收集的气体较干燥 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。 分组实验： 每组选择一种制取氧气的方法（高锰酸钾或过氧化氢），完成氧气的制取，收集一瓶氧气备用。 1．实验室用高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：①固定装置；②装入药品；③加热；④检查装置的气密性；⑤用排水法收集；⑥熄灭酒精灯；⑦从水槽中取出导气管。其操作顺序正确的是（ ） A．①②③④⑤⑥⑦ B．②③①④⑤⑦⑥ C．④②①③⑤⑦⑥ D．④①②⑤③⑥⑦ 析·典型范例 C 2．高锰酸钾制取氧气的实验装置如图，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．收集气体——当水中导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集 C．结束实验——熄灭酒精灯后，再将导管移出水面 D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗 析·典型范例 B 氧气的性质 02 探·知识奥秘 二、氧气的性质 实验探究氧气的化学性质 氧气与木炭的反应 实验操作：用坩埚钳夹取一块木炭，在酒精灯上加热至燃烧，然后将木炭插入盛有氧气的集气瓶中。待燃烧停止后，向集气瓶中加入少量澄清石灰水并振荡，观察现象。 木炭在空气中燃烧 持续红热，放出热量 木炭在氧气中燃烧 发出白光，放出热量，澄清石灰水变浑浊 记录实验现象 表达式： 利用刚才收集的氧气进行下列实验 18 探·知识奥秘 二、氧气的性质 实验探究氧气的化学性质 氧气与铁丝的反应 实验操作：将细铁丝绕成螺旋状，用坩埚钳夹持，在酒精灯上加热。待铁丝红热后迅速插入盛有氧气的集气瓶中(瓶中预先留少量水或铺一层细沙),观察现象。 铁丝在空气中燃烧 持续红热，放出热量 铁丝在氧气中燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质 记录实验现象 表达式： 氧气具有助燃性 19 探·知识奥秘 二、氧气的性质 火柴的作用：增大铁丝的受热面积和集中受热 预留细沙或水的作用：防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底 火柴的作用：引燃铁丝 ‌实验过程中的注意事项 思考与讨论： 1.火柴的作用是什么？ 2.为什么将铁丝绕成螺旋状？ 3.预先在集气瓶中装少量水或细沙的作用是什么？ 各组代表汇报实验现象，结合符号表达式分析现象，补充完善自己的实验记录。 20 探·知识奥秘 二、氧气的性质 反思与交流 试管口放棉花：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，避免导管堵塞或污染收集到的氧气。 先移导管再停加热：防止停止加热后试管内气压骤降，导致水槽中的水倒吸入热试管，使试管炸裂 用高锰酸钾制取氧气时，试管口为什么要放一团棉花？实验结束时，为什么要先移出导管，再停止加热？ 01 装置气密性检查：实验前必须检查，将导管末端浸入水中，双手紧握试管，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好，否则会导致氧气泄漏，收集量不足。 药品用量：高锰酸钾需平铺在试管底部，用量不宜过多，避免加热时产生过多气体导致试管内压强过大，也不宜过少，以免氧气产量不足。 收集时机：用排水法收集时，需待导管口排出的气泡连续、均匀后再收集，刚开始的气泡是空气，过早收集会导致氧气纯度低。 试管倾斜角度：试管口需略向下倾斜（约 45°），防止加热时试管壁上的冷凝水倒流回试管底部，引起试管炸裂。 制取氧气的操作过程中，还有哪些注意事项？ 02 21 探·知识奥秘 二、氧气的性质 铁丝打磨：实验前需用砂纸打磨铁丝表面的铁锈（氧化铁），去除氧化膜，保证铁丝能与氧气充分接触，否则难以点燃。 火柴使用：需待火柴梗即将燃尽时再将铁丝伸入集气瓶，避免火柴燃烧消耗瓶内大量氧气，导致铁丝无法持续燃烧。 集气瓶处理：集气瓶底部需预先放少量水或铺一层细沙，防止铁丝燃烧生成的高温熔融物（四氧化三铁）直接落到瓶底，使集气瓶炸裂。 要保证铁丝燃烧实验成功，需要注意哪些问题？ 03 小组讨论问题，积极发言，总结实验注意事项和易错点，深化对实验的理解。 回顾课堂内容，整理实验台，将仪器归位，完成自我评价和小组评价后有序离开实验室。 22 探·知识奥秘 二、氧气的性质 评价维度 具体评价内容 自评等级（打 “√”） 一、知识掌握 1. 能准确写出高锰酸钾、过氧化氢制取氧气的化学方程式 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 2. 能清晰区分 “固固加热型”“固液不加热型” 装置的差异及适用场景 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 3. 能完整描述木炭、铁丝在氧气中燃烧的实验现象及对应化学方程式 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 二、实验操作 1. 能规范完成装置气密性检查、药品添加（如高锰酸钾平铺试管、分液漏斗控速） 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 2. 能准确把握氧气收集时机（连续均匀气泡冒出时收集），操作无失误 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 3. 能正确完成木炭 / 铁丝燃烧实验（如铁丝绑火柴、集气瓶底放水 / 细沙） 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 4. 实验结束后能有序整理仪器（清洗、归位），保持实验台整洁 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 三、合作能力 1. 明确自身分工（操作员 / 观察员 / 记录员 / 安全员），主动承担对应任务 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 2. 能配合组员完成实验（如协助递仪器、提醒操作要点），不擅自离岗 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 3. 实验后能参与小组讨论，主动分享观察结果或疑问 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 四、安全意识 1. 实验中严格遵守安全规范（如不触摸热试管、铁丝燃烧时远离集气瓶） 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 2. 能注意关键安全细节（如高锰酸钾试管口放棉花、实验结束先移导管后熄灯） 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 3. 发现潜在安全问题时，能及时提醒组员或向教师反馈 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□ 23 1．某同学做木炭在氧气中燃烧的实验过程如下，下列有关说法中错误的是（ ） A．②中的现象是木炭发红光 B．③中操作是将木炭迅速插入集气瓶 C．④的目的是证明有二氧化碳气体生成 D．对比②③现象说明氧气浓度越大，木炭燃烧越剧烈 析·典型范例 B 2.图是物质在氧气中燃烧的实验。下列叙述正确的是（ ） A．甲中水可以换成细沙 B．丙中铁丝燃烧的现象：剧烈燃烧，火 星四射，生成四氧化三铁 C．乙中燃着的木炭应迅速插入集气瓶中 D．可向乙中加入澄清石灰水检验产物 析·典型范例 D 理·核心要点 装置类型 固固加热型 固液不加热型 实验装置 反应物的状 态、条件 固体、加热 固体和液体、不加热 反应 原理 ①高锰酸钾制氧气： 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 ③过氧化氢溶液制氧气： 过氧化氢水 + 氧气 注意事项 A.试管口要略向略向下倾斜，以防止冷凝水倒流，造成试管炸裂； B．用KMnO4制取氧气时，试管口要塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管堵塞导气管； C．实验结束后先撤离导管再 熄灭酒精灯，防止水倒吸造成试管炸裂 若使用长颈漏斗，则长颈漏斗的下端应伸入到液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出 26 理·核心要点 性质1 氧气与木炭反应 实验现象：空气中燃烧持续红热，放出热量，氧气中燃烧发出白光 性质2 氧气与铁丝反应 实验现象：空气中持续红热，氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 氧气的化学性质 27 1．实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如图，正确的是（　 ） A．试管口应该倾斜 B．用酒精灯火焰加热 C．气泡连续放出时开始收集 D．收集前集气瓶应装满水 析·典型范例 D 2．如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验的叙述正确的是（　 ） A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中 B．观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁固体 C．实验中水的作用与硫在氧气中燃烧时水的作用相同 D．集气瓶底部的水可以用少量细沙代替 析·典型范例 D THANKS! 谢谢观看 九年级化学 上册·鲁教版2024 $