第二单元课题3 制取氧气 教案-2025-2026学年九年级化学人教版上册

该教案聚焦实验室制取氧气的两种核心方法，涵盖反应原理、装置选择、收集检验及实验安全。通过医院急救、潜水供氧等生活场景导入，回顾氧气性质为收集检验铺垫，搭建新旧知识衔接的学习支架。 此资料以实验探究为核心，通过对比实验（如过氧化氢加二氧化锰的反应速率差异）培养科学思维，结合装置选择逻辑（固液常温型与固固加热型）建构模型认知，强调“先离后熄”等安全操作及异常现象分析，落实科学态度与责任。助力学生形成气体制备通用思路，提升教师教学效率与学生探究能力。

《课题3 制取氧气》 姓名： 学科：化学 年级：九年级上册 课时：预习1课时 授课教师： 一、内容概览 本课题聚焦实验室制取氧气的两种核心方法——过氧化氢溶液与二氧化锰混合分解法、高锰酸钾受热分解法，同步涉及氧气的收集、检验、验满及实验安全操作。通过对比两种方法的反应原理、装置差异与操作要点，帮助学生理解催化剂概念及催化作用，认识分解反应的特征，建立“原理决定装置、性质决定收集”的思维模型。同时简要介绍工业制氧方法，区分物理变化与化学变化，为学生后续学习气体制备奠定基础，培养严谨的实验态度与科学探究能力。 二、教学目标 1. 掌握两种实验室制氧的反应原理、文字表达式及化学方程式，能识别固液常温型与固固加热型实验装置，熟练掌握氧气的收集、检验、验满方法及规范操作流程，理解催化剂“一变两不变”的特点和分解反应概念。 2.通过实验探究与对比分析，培养观察、归纳推理能力，学会根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体性质选择收集装置。 3.遵守实验安全规范，树立绿色环保意识，认识氧气在生产生活中的重要价值，培养严谨求实、勇于探索的科学精神。 三、重难点 教学重点：两种实验室制氧的反应原理、实验装置选择依据，氧气的检验与验满方法，实验操作的规范流程。需让学生明确不同方法的核心差异，能独立完成装置组装与基础实验操作。教学难点：理解装置选择的逻辑（固液常温型与固固加热型的区别），掌握高锰酸钾制氧的关键注意事项（棉花团作用、试管口倾斜角度等），分析实验异常现象（氧气不纯、试管炸裂等）的原因，深刻理解催化剂的概念及催化作用。 四、上课讲义 （一）情境导入：走进氧气的制取需求 展示一组生活场景：医院急救室的输氧设备、潜水员背负的氧气瓶、工业焊接时的氧炔焰、航天飞船的供氧系统。提问：“这些场景中不可或缺的物质是什么？”学生结合旧知回答“氧气”后，进一步追问：“空气中含有氧气，但纯度较低，无法满足实验、医疗等场景的需求，我们该如何获取纯净的氧气呢？”引出本节课课题——制取氧气。同时回顾氧气的核心性质：不易溶于水、密度比空气略大、能支持燃烧，引导学生思考：“这些性质会对我们收集和检验氧气提供哪些帮助？”为后续新知学习做好铺垫。 （二）新知探究一：实验室制取氧气的反应原理 实验室制取气体需遵循原料易得、操作简便、反应速率适中、气体纯净、安全环保的原则。基于此，我们重点学习两种常用制氧方法，排除硝酸钾等复杂原料，聚焦操作更简便、安全性更高的方案。 1. 方法一：过氧化氢溶液与二氧化锰混合分解法 展示实验药品：过氧化氢溶液（又名双氧水，无色液体，通常实验室使用5%的浓度）、二氧化锰（黑色粉末状固体）。进行对比实验：取两支试管，分别加入少量过氧化氢溶液，向第一支试管中直接伸入带火星的木条，观察到木条不复燃，说明常温下过氧化氢分解缓慢，产生氧气量极少，无法使木条复燃；向第二支试管中加入少量二氧化锰，立即观察到试管内产生大量气泡，再次伸入带火星的木条，木条迅速复燃，证明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，产生足量氧气。 讲解反应原理：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气。 2. 方法二：高锰酸钾受热分解法 展示实验药品：高锰酸钾（暗紫色晶体，具有强氧化性）。讲解：高锰酸钾受热时易发生分解反应，无需添加催化剂，直接生成氧气、锰酸钾和二氧化锰。 演示实验：将少量高锰酸钾放入试管中，固定在铁架台上，用酒精灯加热，试管口连接导管，将导管另一端伸入盛有水的水槽中，观察到导管口有气泡冒出，伸入带火星的木条可复燃。 补充说明：该反应为固体加热型反应，产物中的二氧化锰可作为过氧化氢分解反应的催化剂，实现物质的循环利用。 （三）新知探究三：实验装置的选择 实验室制取气体的装置分为发生装置和收集装置两部分，装置选择需遵循“原理决定装置”的逻辑，具体依据如下： 1. 发生装置的选择依据：反应物的状态（固体、液体、气体）和反应条件（是否需要加热、是否需要催化剂）。 （1）固液常温型发生装置（对应过氧化氢分解法） 组成部件：试管（或锥形瓶）、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡胶塞、导管。若使用长颈漏斗，需注意其下端必须伸入液面以下，形成液封，防止生成的氧气从长颈漏斗中逸出；若使用分液漏斗，可通过控制活塞调节液体滴加速度，从而控制反应速率，且无需液封，操作更灵活。 装置优点：无需加热，节约能源，操作简便，可随时添加液体药品，适合固液混合常温下的反应。 （2）固固加热型发生装置（对应高锰酸钾分解法） 组成部件：试管、单孔橡胶塞、导管、铁架台（带铁夹）、酒精灯。 关键注意事项：① 试管口应略向下倾斜，防止反应过程中产生的水蒸气冷凝后回流到热的试管底部，导致试管炸裂；② 铁夹应夹在试管的中上部（距试管口约1/3处），便于加热且能固定牢固；③ 导管伸入试管内不宜过长，只需略微露出橡胶塞即可，便于氧气顺利排出；④ 加热时需先对试管进行预热，再用酒精灯外焰集中加热药品部位，防止试管局部受热不均而炸裂。 2. 收集装置的选择依据：气体的密度、溶解性，以及气体是否与水、空气中的成分发生反应。结合氧气的性质，可选择两种收集方法： （1）排水法 适用依据：氧气不易溶于水，且不与水发生反应。 操作要点：① 收集前，集气瓶需装满水，用玻璃片盖住瓶口，倒立在水槽中，确保瓶内无气泡（气泡会导致收集的氧气不纯）；② 导管口只需伸入集气瓶口附近，无需伸入瓶内；③ 待导管口有连续、均匀的气泡冒出时再开始收集，刚开始排出的气泡是装置内的空气，若过早收集，会导致氧气纯度不足；④ 集满后，在水下用玻璃片盖住集气瓶口，取出后正放在桌面上（因氧气密度比空气大）。 优点：收集的氧气纯度高，且便于观察是否集满；缺点：收集的氧气含有少量水蒸气，不够干燥。 （2）向上排空气法 适用依据：氧气密度比空气略大，且不与空气中的氮气、氧气等成分发生反应。 操作要点：① 集气瓶正放在桌面上，导管需伸入集气瓶底部，便于排尽瓶内空气，提高氧气纯度；② 收集时需在瓶口放置一根带火星的木条，观察木条是否复燃，判断是否集满。 优点：收集的氧气较干燥，操作简便；缺点：收集的氧气纯度略低于排水法，需严格控制导管伸入长度。 方法选择建议：若实验需求为纯净的氧气，优先选择排水法；若需求为干燥的氧气，选择向上排空气法。 （五）实验实操指导与安全规范 1. 过氧化氢分解制氧实操步骤（连→查→装→定→倒→收） ① 连：按“试管→双孔橡胶塞→长颈漏斗→导管”的顺序连接实验装置，确保连接紧密；② 查：检查装置气密性，关闭长颈漏斗活塞（或用止水夹夹住导管），向长颈漏斗中加水，若水面不持续下降，说明气密性良好；③ 装：先向试管中加入少量二氧化锰固体，平铺在试管底部；④ 定：将试管固定在铁架台上（若用锥形瓶可直接放置在实验台上）；⑤ 倒：向长颈漏斗中缓慢加入过氧化氢溶液，控制加入速度，避免反应过于剧烈；⑥ 收：待导管口有连续均匀气泡冒出时，选择排水法或向上排空气法收集氧气。 2. 高锰酸钾分解制氧实操步骤（连→查→装→定→点→收→离→熄） ① 连：连接试管、单孔橡胶塞、导管、铁架台、酒精灯，组装完整装置；② 查：检查气密性，将导管一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管口形成一段水柱，说明气密性良好；③ 装：用药匙或纸槽将高锰酸钾粉末送入试管底部，避免粉末沾在试管壁上，同时在试管口放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管或污染水槽；④ 定：将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜，铁夹夹在试管中上部；⑤ 点：点燃酒精灯，先对试管进行预热（来回移动酒精灯），再用外焰集中加热试管内药品部位；⑥ 收：按需求选择排水法或向上排空气法收集氧气；⑦ 离：收集完毕后，先将导管从水槽中移出；⑧ 熄：最后熄灭酒精灯。 关键安全提醒：高锰酸钾制氧实验中，“先离后熄”是核心操作，若先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，会导致水槽中的水倒吸入热的试管，使试管炸裂。 3. 实验异常现象分析与处理 ① 收集不到氧气：可能原因是装置气密性不佳、药品量不足、反应条件未达到（如高锰酸钾未充分加热）；处理方法：检查装置气密性，补充药品，确保加热温度足够。② 氧气不纯：排水法收集时可能是过早收集、集气瓶未装满水；向上排空气法可能是导管未伸入瓶底；处理方法：排水法待气泡连续均匀冒出后再收集，重新装满水；向上排空气法调整导管位置至瓶底。③ 试管炸裂：可能原因是试管口未向下倾斜、未预热、加热时试管接触灯芯；处理方法：停止实验，更换试管，严格遵循装置安装和加热规范。 （六）课堂小结与知识梳理 本节课核心知识可归纳为“一核心、两方法、三要点”：一核心为氧气的制取与性质关联；两方法为过氧化氢分解（固液常温型）和高锰酸钾分解（固固加热型），需牢记反应原理、装置特点及操作流程；三要点为催化剂“一变两不变”、分解反应“一变多”、实验安全规范（尤其是高锰酸钾制氧的关键注意事项）。 梳理逻辑主线：反应原理→装置选择→实验操作→检验验满→反应类型→工业应用，帮助学生建立完整的知识体系，理解气体制备的通用思路，为后续学习二氧化碳等气体的制取奠定基础。 ( 第 1 页 共 6 页 ) 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 $