2.3制取氧气教学设计--2025-2026学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦实验室制取氧气核心知识，涵盖反应原理、催化剂概念、实验装置及收集方法。通过生活生产中氧气应用实例导入，承接氧气性质与用途，构建“性质-制备”知识支架，衔接前后学习内容。 此资料以科学探究与实践为核心，引导学生参与实验设计与操作，结合多媒体课件（含实验视频）和装置模型直观教学。通过催化剂“一变两不变”解析及装置选择依据分析，落实化学观念，培养学生严谨实验态度与创新思维，助力教师高效教学，夯实气体制备基础。

教学设计 课题3 制取氧气 学科 化学 年级 九年级 学段 初中 版本章节 人教版第二单元 教学目标 化学观念上，帮助学生建立物质制备的核心认知，理解制取氧气的反应原理，明确催化剂的概念及作用，形成 “物质性质决定制备方法” 的观念。科学探究与创新意识方面，引导学生参与制取氧气的实验设计、操作与分析，培养动手探究能力，鼓励学生尝试优化实验装置，提升创新思维。科学态度与社会责任上，让学生认识氧气制备在生产生活中的应用，培养严谨的实验操作习惯和安全意识，树立绿色化学的初步理念。证据推理与模型认知中，通过实验现象推导反应本质，构建气体制备的基本模型，学会依据实验证据分析实验结果。 重难点 重点为掌握实验室制取氧气的方法（加热高锰酸钾、过氧化氢分解）的反应原理、实验装置和操作步骤；理解催化剂的概念和催化作用；学会检验和收集氧气的方法。难点是理解催化剂的 “一变两不变” 特性，能区分催化剂与反应物、生成物；掌握加热固体制取气体和固液常温制取气体的装置选择依据；规范完成氧气制取的实验操作，解决实验过程中的常见问题，如试管炸裂、收集的氧气不纯等。 教材分析 本课题是第二单元 “空气和氧气” 的核心内容，承接氧气的性质和用途，是学生首次系统学习气体的实验室制备，为后续二氧化碳等气体制取奠定基础。教材以氧气制备为载体，引入催化剂、分解反应等核心概念，注重理论与实验结合，先介绍反应原理，再讲解实验装置和操作，符合学生由浅入深的认知规律。教材选取的三个制备实验，涵盖固固加热和固液常温两种气体制备类型，实验设计层层递进，同时融入实验安全和绿色化学思想，既落实知识目标，又培养学生的实验能力和科学素养，是连接基础概念与化学实验的重要纽带。 教学准备 教具准备包括实验室制取氧气的全套实验仪器：试管、酒精灯、铁架台、长颈漏斗、分液漏斗、锥形瓶、集气瓶、水槽、导气管、橡皮塞等；实验药品：高锰酸钾、二氧化锰、5% 过氧化氢溶液、澄清石灰水、火柴、棉花等；辅助教具：制取氧气的实验装置模型、多媒体课件（包含实验操作视频、装置示意图、常见错误操作演示）。学具准备为学生实验报告单、化学实验操作手册。教师提前完成预实验，排查实验仪器和药品的问题，准备好实验安全注意事项提示卡；学生提前预习课题内容，熟悉实验仪器名称和基本使用方法。 教学过程 一、学习导入 在我们的生活和生产中，氧气有着不可或缺的作用，医疗急救时病人需要吸氧，钢铁冶炼、火箭发射等工业和航天领域也离不开大量的氧气。我们已经认识了氧气的性质和用途，那如此重要的氧气，是怎样制取的呢？实验室中又有哪些方法可以制备出纯净的氧气？这节课我们就一起来探究实验室制取氧气的原理、装置和操作，解锁气体制备的基本方法。 二、实验室制取氧气的反应原理 实验室制取氧气，主要有三种常用方法，分别利用高锰酸钾为原料，这三种方法的反应原理、反应条件各不相同，我们逐一学习。 （一）加热高锰酸钾制取氧气 高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它具有较强的氧化性，在加热的条件下，会发生分解反应，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。 （二）过氧化氢分解制取氧气 过氧化氢是无色液体，也叫双氧水，实验室常用 5% 的过氧化氢溶液制取氧气。常温下，过氧化氢溶液能缓慢分解产生氧气和水，但反应速率很慢，几乎观察不到气泡产生。当向其中加入二氧化锰后，过氧化氢会迅速分解，反应的文字表达式为 三、催化剂与催化作用 （一）催化剂的定义 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，叫做催化剂（又叫触媒）。 理解催化剂的概念，要抓住核心的 “一变两不变”： “一变”：指改变其他物质的反应速率，这里的 “改变” 包括加快和减慢两种情况，实验室制取氧气中二氧化锰是加快反应速率，有些反应中催化剂也可以减慢反应速率，起到抑制反应的作用。 “两不变”：反应前后催化剂的质量不变、化学性质不变。注意是 “化学性质” 不变，物理性质可能会发生变化，比如二氧化锰在反应后可能由粉末状变成块状，但这并不影响其催化作用。 （二）催化剂的注意事项 催化剂具有专一性，一种催化剂并不是对所有的化学反应都有催化作用，比如二氧化锰能催化过氧化氢的分解，但不能催化高锰酸钾的分解。 同一个化学反应可以有多种催化剂，例如过氧化氢分解，除了二氧化锰，硫酸铜溶液、氧化铁等也能起到催化作用。 催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量，也就是说，无论是否加入催化剂，反应物完全反应后生成的氧气质量是不变的。 催化剂不是反应物，也不是生成物，只是反应的条件，因此在书写反应表达式时，催化剂要写在箭头的上方或下方。 四、实验室制取氧气的实验装置 实验室制取气体的装置分为两部分：发生装置和收集装置。发生装置的选择依据是反应物的状态和反应条件；收集装置的选择依据是气体的密度和气体的溶解性，以及气体是否与水、空气成分反应。 （一）发生装置 根据实验室制取氧气的三种方法的反应物状态和反应条件，可将发生装置分为两种类型： 固固加热型 适用范围：反应物为固体，反应需要加热。实验室加热高锰酸钾制取氧气，都选用这种发生装置。 主要仪器：铁架台（带铁夹）、酒精灯、试管、单孔橡皮塞、导气管。 装置注意事项： （1）试管口要略向下倾斜，防止加热时试管口的冷凝水回流到试管底部，使热的试管炸裂； （2）铁架台的铁夹要夹在试管的中上部（距试管口约 1/3 处），便于试管均匀受热； （3）导气管伸入试管内不能过长，刚露出橡皮塞即可，否则会阻碍气体的导出； （4）加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末随气流进入导气管，堵塞导管或污染收集的氧气。 固液常温型 适用范围：反应物为固体和液体，反应不需要加热。实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，选用这种发生装置。 主要仪器：锥形瓶（或试管、广口瓶）、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡皮塞、导气管。 装置注意事项： （1）如果使用长颈漏斗，长颈漏斗的下端管口要伸入液面以下，形成 “液封”，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出；如果使用分液漏斗，下端管口无需伸入液面以下，分液漏斗可控制液体滴加速度，从而控制反应速率； （2）导气管伸入锥形瓶内不能过长，刚露出橡皮塞即可，利于气体导出。 （二）收集装置 氧气的物理性质：无色无味气体，密度比空气略大，不易溶于水，也不与水反应。根据这些性质，氧气有两种收集方法： 排水法 适用范围：不易溶于水或难溶于水，且不与水反应的气体。 收集仪器：集气瓶、水槽、导气管。 收集注意事项： （1）收集前，集气瓶要先装满水，用玻璃片盖住瓶口，倒立在水槽中，不能留有气泡，否则会使收集的氧气不纯； （2）导气管要在集气瓶口部，待导管口有连续、均匀的气泡冒出时再开始收集，因为刚开始排出的是试管或锥形瓶内的空气，若立即收集，会导致氧气中混有空气； （3）当集气瓶口有大气泡冒出时，说明氧气已收集满，此时在水下用玻璃片盖住集气瓶口，将集气瓶取出，正放在桌面上（氧气密度比空气大）。 向上排空气法 适用范围：密度比空气大，且不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体。 收集仪器：集气瓶、玻璃片、导气管。 收集注意事项： （1）导气管要伸入集气瓶的底部，便于将集气瓶内的空气全部排出，收集到较纯净的氧气； （2）收集满后，用玻璃片盖住集气瓶口，正放在桌面上。 （三）两种收集方法的对比 排水法收集的氧气纯度较高，但含有少量水蒸气，比较湿润；向上排空气法收集的氧气比较干燥，但纯度略低，易混有少量空气。可根据实验需求选择合适的收集方法，若实验需要纯净的氧气，选用排水法；若需要干燥的氧气，选用向上排空气法。 五、课堂小结 本节课我们重点学习了实验室制取氧气的三种方法，掌握了催化剂、分解反应的核心概念，学会了气体制备装置的选择方法和氧气的检验、验满操作。实验室制取氧气是我们首次系统学习气体制备，其核心思路 “反应原理 — 发生装置 — 收集装置 — 操作步骤 — 检验验满”，适用于所有气体的实验室制备，后续我们学习二氧化碳的制取时，会继续运用这个思路。同时，我们也要牢记实验操作规范和安全意识，养成严谨的科学态度，学会从实验中发现问题、分析问题、解决问题，提升自己的化学实验能力和科学素养。在生活中，也要关注氧气制备在生产生活中的应用，体会化学与生活、生产的密切联系。 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 $