2.3氧气的制备-2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

该初中化学教学设计聚焦氧气的制备，从工业制氧（分离液态空气等物理方法）到实验室制法（过氧化氢分解、高锰酸钾加热），通过潜水等应用图片导入，梳理物质转化的化学观念，搭建从原理到装置操作的学习支架。 亮点在于融合科学探究与实践（对比实验探究二氧化锰作用、高锰酸钾实验视频演示）、科学思维（归纳分解反应特征、气体收集方法选择），结合闵恩泽院士事迹渗透科学态度，助力学生形成实验探究能力，为教师提供结构化、素养导向的教学流程。

教学设计 课程基本信息 学科 化学 年级 九年级 学期 秋季 课题 氧气的制备（第一课时） 教学目标 1.能认识工业制取氧气的思路和方法。 2.初步建立催化剂和分解反应的概念。 3.掌握实验室收集气体的常用方法。 4.体会实践活动对建构化学概念、化学观念的作用。 教学重难点 教学重点： 1. 过氧化氢制氧气的原理。 教学难点： 1. 通过化学实验探究二氧化锰在分解过氧化氢制氧气中的作用。 课标要求： 1. 初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。 2. 了解化学反应需要一定的条件，知道催化剂对化学反应的重要作用。 核心素养： 化学观念：通过讨论、分析工业和实验等场所获取氧气的方法，了解在一定条件下通过化学反应可以实现物质的转化。 科学思维：通过分析、归纳的思维过程推理出实验室制取氧气时选取的收集装置；通过化学实验探究二氧化锰在过氧化氢分解制氧气中的作用。 科学探究与实践：通过探究过氧化氢分解制氧气的反应中二氧化锰的作用，形成基于实验进行证据推理，并得出结论的能力。 科学态度与责任：通过了解工业制氧气的方法，对化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识。通过了解闵恩泽院士的主要成就，了解科学家对社会进步的贡献，增强为实现中华民族伟大复兴和推动社会进行而勤奋学习的责任感。通过了解催化剂的应用和发展，对化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识。 教学过程 【引入】 图片：潜水、电气焊和航天工业中氧气的重要作用。 自然界中的氧气主要来源于植物的光合作用。自然界中的氧气主要来源于植物的光合作用。空气中含氧气的体积分数约为21%。如何从空气中分离出氧气？工业制氧要考虑哪些因素呢？ 【自主学习】 阅读教材第50页至第52页的内容，思考并回答问题。 1. 工业制氧气为什么用空气作原料？ 2. 从空气中分离出氧气的技术有哪些？它们的原理各是什么？ 3.请对比分析上述几种制氧技术的优缺点。 【总结】制氧技术通过其广泛的应用，不仅提高了人类生活的质量和便利性，还对工业生产的效率和环境保护做出了重要贡献。随着技术的不断进步和创新，相信未来制氧技术将更加高效、环保，为人类社会的发展带来更多的可能性。 【过渡】工业上制氧气主要通过物理方法从空气中分离提纯氧气。在实验室中，我们制取氧气要考虑反应快、装置安全可靠、反应的条件要便于控制、操作简便、制得的气体要便于收集等因素。 【展示】高锰酸钾和过氧化氢。 观察组成上的共同点：都含有氧元素。 【查阅资料】阅读资料，了解过氧化氢的性质及用途。 纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，其水溶液俗称“双氧水”，为无色透明液体。过氧化氢可用作鱼塘增氧剂、种子引发剂、医用消毒剂等，在一般情况下会分解成水和氧气，但分解极其缓慢。 【实验】观察实验，思考在实验中，加入的二氧化锰起什么作用？ 对比、分析实验现象，得出结论：二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，反应前后二氧化锰的质量和化学性质不变。 【总结】催化剂：在化学反应中能增大化学反应速率，但本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质称为该反应的催化剂，催化剂在反应中起催化作用。 【讲解】催化剂在化工生产中具有的重要作用及我国石油化工专家闵恩泽在催化剂领域的重要贡献。 过氧化氢水＋氧气 【问题】仔细观察一下该反应有什么特征？与我们之前学过的化合反应有什么不同？ 【总结】由一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应，称为分解反应。 【问题】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下可以分解产生氧气和水，利用该原理制得的氧气该如何收集呢？气体收集装置选择的依据是什么呢？ 【讲解】介绍实验室常用的气体收集方法及适用范围。 【思考】根据气体收集方法的适用范围，结合氧气的相关性质，选择收集氧气的合适方法。 【总结】氧气不易溶于水，也不与水反应，因而可用排水法收集。氧气密度比空气大，也可以用向上排空气法收集。 【课堂小结】 我们学习了通过物理方法，采用分离液态空气、膜分离及分子筛等技术实现从空气中分离提纯氧气。在实验室里，我们可以选用试剂过氧化氢溶液和二氧化锰，通过过氧化氢分解这一化学反应来制备氧气，二氧化锰在这个反应中起催化作用，并且知道了该反应属于分解反应。我们还学习了收集气体的方法，知道氧气可以用排水法或向上排空气法收集。 【调查与研究】 制氧设备在现代社会的多个领域发挥着重要作用，其应用场景广泛且多样化，涵盖了医疗、高原、工业、环保、水产养殖等多个领域。市售制氧设备的多样化工作原理确保了它们能够满足不同场合的需求。请同学们积极开展调查与研究，结合实际，进一步了解不同制氧技术的优缺点。你可以尝试向身边的人介绍各种制氧设备的工作原理，制作方法等，还可以和其他同学交流和相互评价，分享活动收获和体验。 教学设计 课程基本信息 学科 化学 年级 九年级 学期 秋季 课题 氧气的制备（第二课时） 教学目标 1.能运用化学原理设计氧气的实验室制备方案。 2.初步学习氧气制备的实验操作，养成严格遵守实验室规则的意识。 3.初步形成实验室制备气体的一般思路。 4.体会实践活动对建构化学概念、化学观念的作用。 教学内容 教学重点： 1.实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验原理和实验方法。 教学难点： 1.实验室制取氧气的规范操作。 课标要求： 1.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。 2.初步学习氧气的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。 3.学生必做实验及实践活动：氧气的实验室制取与性质。 4.通过具体的实验活动初步形成化学实验探究的一般思路与方法，知道围绕实验目的确定实验原理，选择实验仪器，组装实验装置，设计实验步骤，实施实验并完成实验记录，基于实验事实得出结论。 核心素养： 化学观念：通过阅读、分析实验室用高锰酸钾分解制取氧气的方法，了解在一定条件下通过化学反应可以实现物质的转化。 科学思维：通过分析、归纳的思维过程推理出实验室制取氧气时选取的发生装置和收集装置，基于实验活动形成气体制取的一般思路和方法。 科学探究与实践：通过高锰酸钾分解实验，分析制取气体过程中装置的选取和实验操作的注意事项等，发展学生确定实验原理、选择实验仪器、组装实验装置等化学实验探究的能力。 科学态度与责任：通过了解氧气的实验室制取方法，发展对物质世界的探究欲，保持对化学学习和科学探究的浓厚兴趣。 教学过程 【导入】在实验室中，除了通过过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制氧气，还可用高锰酸钾来制备氧气。假如想要在实验室用高锰酸钾制备一瓶氧气，你认为我们应该了解哪些知识呢？ 【展示】将同学们提出的问题按照实验顺序进行排序。 1. 原理（用什么方法制取） 2. 装置（用哪些仪器） 3. 实验（有哪些实验步骤） 4. 检验（如何证明目标产物） 【查阅资料】阅读高锰酸钾的性质及用途，书写高锰酸钾制氧气的原理。 引导学生根据高锰酸钾的状态和反应条件，按照反应容器、夹持仪器、加热仪器及收集容器几大类选择合适的仪器，组装装置。 【讲解】发生装置和收集装置选择的依据。 【演示讲解】加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤及注意事项。 第一步：连接仪器并检查装置的气密性。先将导管一端伸入水中，然后用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好。 第二步： 装入药品。药品要平铺，以增大受热面积。同时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。 第三步：固定装置。按照自下而上，从左到右的顺序固定装置。导气管稍过橡胶塞的目的是便于气体的导出。试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，使试管破裂。 第四步：点燃酒精灯加热。先预热，再用酒精灯的外焰对准药品所在部位集中加热，防止受热不均使试管破裂。 第五步：收集气体。导管口气泡连续均匀冒出时再开始收集，防止收集的氧气不纯。集气瓶口有较大气泡冒出时，说明已经收集满，在水下盖好玻璃片，取出集气瓶正放。 第六步 ：将导管撤离出水槽。 第七步：熄灭酒精灯。气体收集完毕时，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。 【展示】视频：学生完整的实验过程。 【问题】如何检验制取的气体是氧气呢？ 将带火星的小木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则是氧气。 【思考】固体加热型发生装置是否适用于过氧化氢分解制氧气呢？如果不行，尝试选择合适的仪器组装过氧化氢分解制氧气的发生装置。 【展示】学生组装的三种不同特点的固液常温型发生装置，对比分析装置的优点及使用时的注意事项。 1.0版本装置，操作简单。想制取较多的氧气，也可以将装置中的试管换成锥形瓶。2.0版本装置的主要变化是增加了长颈漏斗，这样在实验中便于随时添加过氧化氢溶液，特别要注意的是长颈漏斗下端要伸入液面下，防止生成的氧气从长颈漏斗逸出。3.0版本装置是将长颈漏斗换成了分液漏斗，这样在实验中我们可以通过控制过氧化氢溶液的滴加速率来控制反应速率。 【学以致用】实验室中，还可加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物来制取氧气。根据氯酸钾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。 【展示】加热氯酸钾制氧气和加热高锰酸钾制氧气的装置，分析两套装置及操作步骤的异同，形成一套制取气体的一般思路。 【课堂小结】 实现物质的转化，可以通过物理方法分离提纯，从混合物中获取更纯净的物质，还可以通过化学方法，利用化学反应制备物质。制备物质时，应选择价廉易得的物质为原料；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；物质制备过程中能源的消耗要尽可能少，还要尽量避免对环境造成不利的影响。 【跨学科实践活动】 氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本较低的供氧器。请同学们积极开展跨学科实践活动，尝试利用生活中的材料和相关试剂，设计和制作一个简易供氧器。 学科网（北京）股份有限公司 $