2.3氧气的制备教学设计--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

该初中化学教学设计聚焦氧气的制备，涵盖工业分离液态空气（物理变化）和实验室过氧化氢、高锰酸钾制氧（化学变化），通过医疗急救、工业炼钢等情境导入，联系氧气性质用途知识，设问不同场景制氧需求差异，搭建气体制备学习支架。 此设计以对照实验（三组过氧化氢反应）突破催化剂难点，分层对比工业与实验室制氧原理培养科学思维，强调实验规范（如高锰酸钾试管口棉花、结束操作顺序）落实科学态度与责任，思维导图梳理知识框架。助力学生建立系统实验思维，为教师提供探究式教学方案，提升课堂效率。

《第 3 节 氧气的制备》教学设计 学段：_九年级___ 学科：__化学_ 备课教师___ ___ 章节名称 第2章 空气与水资源 学时 45min 课标要求 本节是沪教版九年级上册空气与水资源单元的核心实验课，承接氧气的性质与用途知识，是学生首次系统学习气体制备的基础课程。教材分层呈现工业制氧与实验室制氧方法，重点介绍过氧化氢、高锰酸钾制氧的原理、装置及操作，首次引入催化剂概念。本节课构建气体制备的基本思维框架，是后续二氧化碳等气体制备学习的铺垫，兼具基础性与工具性教学价值。 内容与学情分析 学习重点 掌握实验室过氧化氢、高锰酸钾制取氧气的反应原理、实验装置与操作要点；理解收集、检验氧气的方法，建立气体制备的基本实验思路。 学习难点 理解催化剂的定义与催化作用本质，区分工业制氧与实验室制氧的原理差异；精准把控实验操作细节，规避实验误差与安全风险。 学情分析 九年级学生已掌握氧气的基本性质与用途，具备基础实验观察、简单仪器操作能力，对化学实验探究兴趣浓厚。但学生具象思维为主，抽象推理能力薄弱，难以理解催化剂不参与反应、只改速率的核心特点，对气体制备装置选择、操作先后逻辑、实验误差分析缺乏系统认知，实验规范操作意识不足。 核心素养目标 宏观辨识与微观探析：认知制氧反应本质；科学探究与创新意识：完成实验探究；科学态度与社会责任：树立规范实验、安全实验理念；证据推理：依托实验现象推导化学原理。 学习策略 本节课采用分层探究、对比归纳、实操演练、错题复盘的综合学习策略。学生以自主预习为基础，提前梳理制氧基本原理与仪器名称；课堂上以小组合作探究为核心，通过对比有无二氧化锰的过氧化氢反应、不同制氧装置的差异，直观突破催化剂难点。结合动手实操熟记实验步骤与规范，通过现象观察、数据记录提炼实验结论。课后采用思维导图梳理知识框架，区分工业与实验室制氧、不同制氧方法的异同，通过典型错题复盘攻克操作误区与概念易错点，逐步建立气体制备的系统化学习思维。 学习环节 （一）情境导入，激趣设问 创设真实情境，唤醒学生已有知识储备，激发探究欲望。首先展示两组素材，一是医疗急救、潜水作业中氧气供给的实景图片，二是工业炼钢、焊接切割中氧气的应用视频片段。引导学生回顾上节课所学氧气的性质与用途，提问学生：氧气在生活和工业中用途广泛，自然界的氧气主要来自植物光合作用，但无法直接满足实验、医疗、工业的集中使用需求，我们该如何人工获取纯净的氧气？ 随后进一步递进设问，区分不同场景的制氧需求：大型工厂批量使用氧气和化学课堂实验制取少量氧气，所用的方法是否一致？制取氧气需要满足哪些基本条件？我们如何通过实验得到纯净的氧气，又该如何验证制取的气体确实是氧气？通过层层设问，打破学生的固有认知，让学生明确本节课的探究核心，自然引出本节课课题——氧气的制备。同时让学生初步感知，气体制备需要结合使用场景、纯度需求选择合适方法，为后续区分工业制氧与实验室制氧埋下伏笔。 （二）新知初探，区分两类制氧方式 基于导入问题，教师带领学生分层学习氧气的两种制备途径，从原理、原料、特点、适用场景四个维度进行对比梳理，帮助学生建立基础认知。首先讲解工业制取氧气，结合空气成分特点，说明工业制氧的原料是廉价易得的空气，核心原理是利用空气中氮气和氧气的沸点不同，通过分离液态空气法制取氧气。 教师详细拆解工业制氧的流程：空气经过除尘净化后，加压降温变为液态空气，随后升温汽化，沸点较低的氮气先汽化分离，剩余的主要就是液态氧气。同时重点强调核心知识点，工业制氧过程中没有新物质生成，属于物理变化，制取的氧气纯度较低，适合大规模、低成本的工业生产场景。 过渡衔接：工业制氧无法得到高纯度氧气，且设备庞大、操作复杂，不适合实验室小型实验使用，因此化学实验中需采用化学方法制取氧气，也就是实验室制氧。本节课重点学习两种常用的实验室制氧方法，分别是过氧化氢分解制氧气和高锰酸钾加热制氧气，引导学生聚焦实验室制氧的探究学习。 （三）实验探究一：过氧化氢分解制取氧气 本环节采用对照实验的探究模式，突破催化剂这一教学难点，让学生通过直观实验现象自主推导实验原理。教师先展示实验仪器与药品，包括试管、过氧化氢溶液、二氧化锰粉末、木条、酒精灯等，介绍各药品的基本性质，过氧化氢常温下可缓慢分解产生氧气，二氧化锰是黑色固体粉末。 随后开展三组对照实验，让学生分组操作、观察记录现象。第一组实验：向试管中加入适量过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内。学生观察到试管内仅有极少量气泡产生，带火星木条不复燃，引导学生分析结论：常温下过氧化氢分解速率极慢，产生氧气量极少，无法使木条复燃。 第二组实验：向过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰粉末，立即伸入带火星的木条。学生观察到试管内迅速产生大量气泡，带火星木条快速复燃，现象对比明显。此时教师提问：二氧化锰是否参与反应生成氧气？气泡快速产生的原因是什么？ 第三组验证实验：待上述反应结束后，向试管中继续加入过氧化氢溶液，再次伸入带火星木条。学生观察到反应再次剧烈进行，木条再次复燃，且试管内黑色二氧化锰固体没有减少、性质未发生变化。基于三组对照实验现象，师生共同总结催化剂的核心概念：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，催化作用仅改变反应速率，不决定反应能否发生。 在此基础上，梳理过氧化氢制氧的反应原理、实验装置与收集方法。该反应为固液不加热型反应，无需酒精灯加热，实验装置由试管、长颈漏斗、导管、集气瓶组成。讲解收集方法的选择依据：氧气不易溶于水且不与水反应，可采用排水法收集；氧气密度略大于空气，可采用向上排空气法收集。同时对比两种收集方法的优缺点，排水法收集的氧气纯度更高，向上排空气法操作更简便，适合快速收集气体。最后明确氧气的检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明气体为氧气。 （四）实验探究二：高锰酸钾加热制取氧气 在掌握固液不加热型制氧实验的基础上，进一步学习固体加热型制氧实验，完善学生对气体制备装置的认知。教师先介绍实验药品高锰酸钾，暗紫色固体，受热易分解产生氧气，讲解该反应的文字表达式与反应原理，明确该反应无需催化剂，加热条件下即可快速分解生成氧气、锰酸钾和二氧化锰。 随后重点讲解实验装置组装与操作步骤，梳理标准化实验流程，逐一拆解操作要点与背后原理。首先是装置检查，实验前必须检查装置气密性，将导管一端伸入水中，手握试管外壁，导管口有气泡冒出，松手后形成稳定水柱，说明气密性良好，杜绝装置漏气导致收集不到气体的问题。 其次是装药品与固定装置，用药匙将高锰酸钾粉末送入试管底部，在试管口放置一团蓬松棉花，教师重点解释棉花的作用，防止加热时高锰酸钾粉末随气流进入导管，堵塞导管或污染收集的气体。固定试管时，试管口需略向下倾斜，避免试管口冷凝的水珠倒流回试管底部，导致高温试管炸裂。 然后是加热操作，点燃酒精灯，先对试管进行预热，来回移动酒精灯，使试管受热均匀，再集中对药品部位加热，防止试管受热不均炸裂。学生观察实验现象，试管内固体颜色逐渐变浅，导管口持续产生均匀气泡。 收集气体环节，强调收集时机，实验初期装置内残留空气，刚冒出的气泡混有空气，纯度较低，需待导管口气泡连续、均匀冒出后，再将导管伸入集气瓶收集气体。采用排水法收集时，集气瓶需预先装满水，确保收集气体纯净。 实验结束的操作顺序是本节课的重点易错点，教师着重强调：必须先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯。反向操作会导致试管内温度骤降、压强减小，水槽中的水倒吸入高温试管，造成试管炸裂，通过原理分析让学生理解操作顺序的必要性，杜绝机械记忆。最后讲解氧气的验满方法，排水法收集时，集气瓶口有大气泡冒出即为集满；向上排空气法收集时，将带火星木条放在集气瓶口，木条复燃则证明氧气已满。 （五）课堂小结，构建知识框架 课程尾声，师生共同复盘本节课全部知识点，梳理完整的知识脉络。整体回顾氧气的两类制备方法，明确工业制氧的物理变化本质与分离液态空气原理；重点巩固两种实验室制氧的反应原理、装置选择、操作步骤、检验与验满方法。 系统总结气体制备的通用思路，先明确反应原理，再根据药品状态、反应条件选择实验装置，依据气体密度、溶解性选择收集方法，最后掌握气体检验、验满与实验收尾规范。同时梳理本节课的核心概念催化剂、核心实验规范与易错重难点，帮助学生整合碎片化知识，形成系统化的气体制备思维模型，为后续其他气体的制备学习奠定方法基础。 ( - 3 - ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $