第二单元实验活动1氧气的实验室制取与性质教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦氧气的实验室制取（高锰酸钾分解）与性质（木炭、铁丝燃烧），通过医疗供氧、焊接等图片导入，连接生活中氧气应用与实验室制取需求，搭建从生活到实验的学习支架，梳理制取原理、装置、操作与性质验证的脉络。 该资料以科学探究与实践为核心，通过实验观察四步法规范操作，结合破损试管、不纯氧气样品等实物素材分析故障，培养科学思维。分层作业设计满足不同学生需求，如拓展探究题对比不同制氧方法，提升学生实验操作与现象描述能力，为教师提供详细实验指导和差异化教学资源。

九年级化学上册教案 课题 第二单元 实验活动1 氧气的实验室制取与性质 第1课时 总第1课时 设计者 参研人 授课时间 月 日第 节 素养目标 化学观念 通过高锰酸钾制取氧气的实验探究，建立“化学反应前后物质发生转化”的核心观念，理解化学变化中反应物与生成物的对应关系，形成从物质变化角度认识化学反应的基本思路。 科学思维 学会分析实验过程中影响气体纯度的因素（如集气瓶是否装满水、气泡是否连续均匀等），通过对比不同收集方法（排水法、向上排空气法）的优缺点，培养批判性思维和实验优化意识。 科学探究与实践 规范完成高锰酸钾制取氧气的全套实验操作（装置组装、气密性检查、加热、收集、验满、拆卸），观察并描述木炭、铁丝在氧气中燃烧的现象，提升实验操作与现象描述能力。 科学态度与责任 树立安全、规范、严谨的实验态度，理解实验操作细节（如试管口略向下倾斜、先移导管后熄灯等）对实验安全与成败的重要性，激发对化学实验的兴趣。 教学重难点 重点： 高锰酸钾制取氧气的实验装置与操作步骤； 排水法收集氧气的原理与操作要点； 氧气助燃性的验证实验（木炭、铁丝燃烧）。 难点： 实验操作中影响氧气纯度的因素分析（排水法收集时气泡不均匀即收集、集气瓶未装满水等）； 铁丝燃烧实验中“火柴快燃尽时伸入”“瓶底预留少量水”等关键操作的原因理解。 教学准备 多媒体资源： 课件（高锰酸钾制氧装置示意图、操作步骤动画、铁丝 / 木炭燃烧视频、实验室加热安全图标、课堂习题、实验故障分析图解）； 实验器材与药品 器材：试管、铁架台（带铁夹）、酒精灯、单孔橡胶塞、乳胶管、玻璃导管、集气瓶、水槽、玻璃片、棉花、坩埚钳、火柴； 药品：高锰酸钾、木炭、细铁丝、澄清石灰水、蒸馏水； 配套资料： 分组实验记录单、课堂检测练习纸、分层课后作业单； 实物素材： 高锰酸钾固体、燃烧后木炭、四氧化三铁黑色固体、破损试管（用于故障分析）。 教学板块 教与学活动 二次备课 导入新课 任务一：学习实验观察方法与实验安全规范 任务二：探究高锰酸钾制取氧气 任务三：探究氧气的化学性质 任务四：梳理制取与性质实验区别、联系 课堂练习与小结 1. 展示素材：医疗供氧、焊接切割金属、木炭燃烧、铁丝生锈图片，提问：生活中大量用到氧气，实验室如何快速、纯净制取氧气？氧气又具备哪些特殊化学性质？ 2. 引出课题：本节课走进实验室，亲手完成氧气制取与性质探究实验，掌握气体制备完整实验流程。 1. 实验观察四步法讲解 组装前：观察仪器名称、装置结构； 反应前：观察药品颜色、状态； 反应时：观察气泡产生速率、燃烧发光放热、颜色变化； 反应后：观察生成物状态、集气瓶内残留物质。 2. 实验安全图标与本堂课专项安全要求 讲解明火、高温烫伤、腐蚀性药品、玻璃锐器图标规范； 重点强调：①试管加热不能对着人；②高锰酸钾避免沾皮肤；③铁丝燃烧高温产物防止炸裂集气瓶；④实验结束防止水倒吸炸裂试管。 1. 实验原理板书 2. 分组组装装置，识别两套装置 · 发生装置：试管、铁架台、酒精灯（固固加热型）； · 收集装置：水槽、集气瓶、导管（排水法，依据：氧气不易溶于水、不与水反应）。 3. 分步操作探究，同步思考问题 （1）查：检查装置气密性 提问：除手握法，还有哪些检验气密性方法？（热毛巾、酒精灯微热） （2）装：装入高锰酸钾，试管口放一团棉花 思考：棉花作用？防止粉末堵塞导管、进入水槽。 （3）定：试管略向下倾斜固定 思考：管口向上倾斜会造成什么后果？冷凝水回流，热试管炸裂。 （4）点：酒精灯来回预热，再集中加热药品部位 思考：不预热的危害？试管受热不均炸裂。 （5）收：气泡连续均匀冒出再收集，集气瓶装满水倒置水槽 对比：刚冒出气泡立即收集，氧气会混空气，纯度低。 （6）离：收集完毕，先将导管移出水面 （7）熄：最后熄灭酒精灯 提问：颠倒顺序会发生什么？冷水倒吸，试管骤冷炸裂。 4. 氧气检验与验满分组实操 · 检验：带火星木条伸入瓶内，木条复燃，证明是氧气； · 排水法验满：瓶口大量气泡向外冒出，气体集满。 5. 小组讨论总结故障原因 1）试管炸裂：未预热、管口向上、先熄灯后撤导管、试管外壁有水； 2）氧气不纯：集气瓶未装满水、过早收集气泡。 实验 1：木炭在氧气中燃烧 1. 操作：坩埚钳夹木炭，酒精灯加热至发红，缓慢伸入氧气瓶；燃烧后加澄清石灰水振荡。 2. 现象：木炭剧烈燃烧，发出白光，放热；澄清石灰水变浑浊。 3. 原理：点燃 4. 思考：木炭缓慢伸入的原因？充分与瓶内氧气反应，避免氧气受热逸出。 实验 2：铁丝在氧气中燃烧 1. 操作：铁丝盘成螺旋状，底端系火柴，火柴快燃尽再伸入预留少量水的氧气瓶。 2. 现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。 3. 原理：点燃 4. 重点辨析： ①铁丝螺旋状：增大与氧气接触面积； ②火柴快燃尽伸入：避免火柴燃烧消耗大量氧气； ③瓶底加水 / 细沙：防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。 易混辨析 提问：描述现象时能否写 “生成四氧化三铁”？ 结论：不能，生成物名称属于实验结论；现象只能描述肉眼可见的发光、放热、颜色、固体、沉淀。 1. 区分两类变化：高锰酸钾分解制氧气、木炭 / 铁丝燃烧均为化学变化；氧气排水收集、玻璃片盖瓶口属于物理变化； 2. 逻辑关联：利用氧气性质选择制取、收集、检验方法；通过制取的氧气验证其助燃性； 3. 表格对比梳理 项目 加热高锰酸钾制氧气 铁丝、木炭燃烧实验 变化类型 化学变化 化学变化 核心操作 固体加热、排水收集 点燃可燃物、瓶底防护 核心原理 分解反应 化合反应 关键注意点 管口棉花、先离后熄 瓶底留水、缓慢伸入 1. 即时检测 （1）高锰酸钾制氧气步骤口诀：茶庄定点收利息； （2）铁丝燃烧集气瓶底加水目的：________； （3）能使带火星木条复燃的气体是____； （4）判断：刚冒气泡就收集，氧气纯净（×）。 2. 师生共建知识框架：制取原理→装置→操作→氧气性质→实验故障分析。 实物展示破损试管、收集不纯的氧气样品，直观分析操作失误； 每组发放《实验故障记录表》，实验中同步记录异常现象与解决办法； 预设课堂生成：若小组铁丝无法燃烧，引导自主分析原因（铁丝生锈、氧气浓度低、火柴伸入过早）； 易错点铺垫：严格区分 “实验现象” 和 “实验结论”，禁止描述现象出现物质名称； 增加对比演示：木炭在空气中发红、在氧气中发白光，直观体现氧气浓度影响燃烧剧烈程度。 板书设计 第二单元 实验活动1 氧气的实验室制取与性质 一、制取氧气（加热高锰酸钾） 1. 原理： 2. 装置：固固加热发生装置 + 排水收集装置 3. 步骤：查、装、定、点、收、离、熄（茶庄定点收利息） 4. 关键要点：试管口棉花、管口略向下、先撤导管再熄灯 5. 检验：带火星木条复燃 二、氧气的化学性质（助燃性） 1. 木炭燃烧：白光、放热，生成使石灰水变浑浊气体 2. 铁丝燃烧：火星四射、放热、黑色固体；瓶底加水防炸裂 三、实验核心逻辑 性质决定操作；操作顺序决定实验成败；现象≠实验结论 四、绿色化学 无毒原料、低污染反应、原子零排放、环境友好产品 教学反思 后续需增加故障实操分析，强化操作原理理解，配套对比习题巩固易错点。 分层作业 一、基础巩固题（全员必做） 1. 实验室加热高锰酸钾制取氧气，不需要的仪器是（） A. 试管 B. 量筒 C. 酒精灯 D. 铁架台 2. 收集氧气时，适宜开始收集的时机是（） A. 加热后立即收集 B. 气泡连续均匀冒出时 C. 试管内出现白烟 D. 试管微微发热时 3. 停止加热时，先________，再熄灭酒精灯，防止________。 4. 简述铁丝在氧气中燃烧集气瓶底加水的作用。 二、能力提升题（中等难度） 1. 下列操作会造成试管炸裂的是（） ①未预热 ②试管口向上倾斜 ③先熄灯后撤导管 ④试管外壁有水 A.①②③ B.①③④ C.①②③④ D.②③④ 2. 区分实验现象与结论：铁丝燃烧 “生成黑色固体” 是____；“黑色固体为四氧化三铁” 是____。 3. 分析排水法收集氧气不纯的两种主要原因。 三、拓展探究题（拔高选做） 1. 家庭小实验：利用双氧水、红砖粉末制取少量氧气，用带火星木条检验，记录现象。 2. 对比高锰酸钾、过氧化氢两种制氧方法，从装置、条件、操作三方面整理表格。 3. 思考：木炭燃烧缓慢伸入集气瓶的原因，如果快速伸入会出现什么现象？ 参考答案 一、基础巩固题 1.B 2.B 3. 将导管移出水面；水槽水倒吸炸裂试管 4. 防止铁丝燃烧产生的高温熔融物溅落，炸裂集气瓶瓶底。 二、能力提升题 1.C 2. 实验现象；实验结论 3. ①集气瓶未装满水，残留空气；②导管刚冒气泡立刻收集，混入装置内空气。 三、拓展探究题 1.红砖粉末作催化剂，快速产生气体，木条复燃； 2.高锰酸钾：固体加热、需酒精灯、装置复杂；过氧化氢：常温、固液不加热、操作简便； 3.快速伸入，上部氧气受热逸出，木炭燃烧时间变短，现象不明显。 学科网（北京）股份有限公司 $