2.3制取氧气课件--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学课件聚焦“制取氧气”主题，系统涵盖工业制法（分离液态空气法）与实验室三法（加热高锰酸钾、分解过氧化氢、加热氯酸钾），并融入催化剂、分解反应等核心概念。以氧气的生活应用（医疗急救、深海探索等）情境导入，构建“需求-原理-操作-检验”的学习支架，衔接知识脉络。 其亮点在于融合化学观念与科学探究，通过工业制氧物理变化分析、实验室制氧装置对比等培养科学思维，情境化实例（如炼钢助燃）渗透科学态度与责任。采用口诀记忆（“茶庄定点收利息”）和易错警示，帮助学生掌握操作要点，教师可借助系统小结与随堂练习提升教学效率。

课题3 制取氧气 新版人教版初中化学九年级上册 探索实验室气体制备的奥秘 · 化学与生活 1.7.2013 同学们好！今天我们将学习一个非常重要的课题——制取氧气。氧气在我们的生活和生产中无处不在，那么我们如何在实验室中制取它呢？这节课，我们将一起探索获取氧气的奥秘。 ‹#› 情境导入：氧气，生命的活力之源 氧气是维持地球生命与工业发展的核心物质。从维持呼吸、辅助医疗急救，到支持深海探索、高山攀登，再到驱动工业冶炼与生态循环，它的应用无处不在，渗透于我们生活的方方面面。 01 医疗急救 · 生命支持 02 深海探索 · 水下呼吸 03 高山攀登 · 抗缺氧补给 04 工业冶炼：高效助燃剂 在炼钢工艺中，氧气用于强化氧化反应，去除杂质并提高冶炼温度，是现代钢铁工业提质增效的关键。 05 生态基石：光合作用 植物通过光合作用释放氧气，维持大气碳氧平衡，是地球上所有需氧生物生存与繁衍的能量源头。 1.7.2013 大家看这些图片，医疗急救、潜水、登山、炼钢、光合作用，这些场景都离不开氧气。那么，我们如何制取它呢？这就是我们今天要探讨的核心问题。 ‹#› 氧气的工业制法：分离液态空气法 图示为现代化空分制氧成套设备，核心包含空气压缩、纯化系统、精馏塔等关键单元，通过低温精馏技术实现氧氮高效分离，是目前工业制氧最主流的方式。 核心原理：利用沸点差异分离 利用氮气（沸点-196℃）与氧气（沸点-183℃）的沸点不同，将空气深度冷却至液态后，通过精馏塔控制温度逐步升温，沸点较低的氮气先蒸发分离，从而得到高纯度的液氧。 生产流程：四步高效转化 空气净化（去除粉尘与水分）→ 加压降温（空气液化）→ 蒸发分离（精馏塔分离）→ 加压储存（液氧或钢瓶氧气）。该流程为连续化、自动化作业，可24小时不间断生产。 工艺优势：经济环保且高效 原料来源广泛（直接取自空气），无需额外原料成本；整个过程无新物质生成，属于物理变化，绿色无污染；技术成熟，可大规模工业化生产，产量大、成本低。 1.7.2013 首先我们来了解一下工业上是如何制取氧气的。工业上大规模制取氧气采用的是分离液态空气法，它利用氮气和氧气沸点的不同，通过物理方法将氧气从空气中分离出来。这个过程属于物理变化。 ‹#› 实验室制法（一）：加热高锰酸钾 01 药品原料：高锰酸钾 (KMnO₄) 外观呈暗紫色的细长棱形结晶或颗粒状固体，易溶于水，水溶液呈紫红色。它是一种强氧化剂，也是实验室制取氧气最经典的原料之一。 💡 记忆点：颜色是其最显著的特征，这也是实验中判断反应物是否存在的直观依据。 02 化学式与发生装置 KMnO₄ △ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ 选用“固体加热型”装置。注意试管口略向下倾斜；且需在管口放一团蓬松的棉花，防止粉末进入导管。 📝 高频考点：棉花的作用是考试重点；反应条件必须标注“加热”符号；试管口向下倾斜的原因也是必考点。 1.7.2013 接下来我们进入实验室。第一种方法是加热高锰酸钾制取氧气。高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它在加热条件下会分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。这是一个经典的制氧方法。 ‹#› 关键操作与注意事项 01 试管口放置棉花 加热时，防止高锰酸钾粉末随氧气流进入导管造成堵塞，同时避免粉末进入水槽使水变红，影响气体纯度与实验观察。 02 试管口略向下倾斜 固体药品中常含水分，加热时产生的冷凝水若回流至热试管底部，会导致试管因冷热不均而炸裂，这是保障实验安全的核心要点。 📝 实验步骤七字口诀 “查、装、定、点、收、离、熄”（谐音“茶庄定点收利息”）。按序操作是实验成功的基础，检查气密性需在装药前完成，确保装置不漏气。 ⚠️ 绝对禁止的操作（防倒吸） 实验结束时，必须先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。若颠倒顺序，试管内压强骤降，水槽冷水会倒吸入热试管，导致试管炸裂，引发危险。 1.7.2013 高锰酸钾制氧有几个非常关键的操作要点。第一，试管口要放一团棉花，防止粉末堵塞导管。第二，试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流。第三，操作步骤要记住“查、装、定、点、收、离、熄”的口诀，尤其要注意最后两步，必须先移导管后熄灯。 ‹#› 实验室制法（二）：分解过氧化氢溶液 反应物：H₂O₂ 无色透明液体， 俗称“双氧水”， 具有强氧化性。 催化剂：MnO₂ 黑色粉末状固体， 不溶于水， 能加快反应速率。 核心现象对比 常温下几乎无气泡；加入二氧化锰后，迅速产生大量气泡，能使带火星的木条复燃。 01 初始状态：反应极慢 过氧化氢溶液在常温下分解速率极慢，肉眼几乎观察不到气泡产生，无法直接用于收集氧气。 02 加入催化：剧烈反应 向溶液中加入少量二氧化锰，立即产生大量连续的气泡，将带火星的木条伸入试管口，木条迅速复燃。 03 反应后：性质不变 待反应停止后，经过滤、洗涤、干燥，发现二氧化锰的质量和化学性质在反应前后均未改变。 化学式：H2O₂MnO₂H₂O + O₂ 结论：二氧化锰是该反应的催化剂，催化剂能改变反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变。 1.7.2013 第二种方法是分解过氧化氢溶液。通过对比实验我们发现，常温下过氧化氢分解很慢，但加入二氧化锰后，反应速率大大加快，能迅速产生氧气。这就是过氧化氢制氧的反应原理。 ‹#› 核心概念：催化剂 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。它是化学反应中影响效率的关键角色。 01 核心特点：一变 指改变反应速率，这是催化剂最显著的特征。它不仅能加快反应进程，也能根据实际需求减慢反应速度，具有双向调节的可能性。 02 本质属性：二不变 反应前后，催化剂自身的质量总和保持不变，且其化学性质也不会发生任何改变。它在反应中更像是一个“中介”，而非反应物。 03 反应实质：催化作用 催化剂通过降低反应所需的活化能来改变反应速率，它在化学反应中所起的这种关键作用，被统称为“催化作用”。 特别注意：催化剂只改变反应速率，不会改变反应的生成物种类与质量，也不影响反应是否发生。 1.7.2013 在这个反应中，二氧化锰扮演了催化剂的角色。催化剂的特点是“一变两不变”，即改变反应速率，但自身的质量和化学性质在反应前后保持不变。这是一个非常重要的概念。 ‹#› 实验装置：固液常温型 图示为典型的固液常温型气体发生装置，常用于过氧化氢与二氧化锰混合制取氧气的实验演示。 发生装置：操作便捷，安全高效 无需加热，规避了高温操作的安全风险；装置搭建简单，且可随时通过长颈漏斗补充药品，实现气体的持续稳定制取。 关键细节：液封防逸，速率可控 长颈漏斗下端必须伸入液面以下形成“液封”，防止气体从漏斗口逸出；若替换为分液漏斗，可通过活塞控制液体滴加速度，从而灵活调节反应速率。 收集装置：排水集气，纯净干燥 与高锰酸钾制氧方式一致，可选用排水法（收集的气体更纯净）或向上排空气法（收集的气体更干燥）进行收集。 1.7.2013 过氧化氢制氧的实验装置属于固液常温型。大家要注意，长颈漏斗的下端一定要伸入液面以下，形成液封，否则生成的氧气会从漏斗口跑掉。这个装置的优点是不需要加热，操作更安全简便。 ‹#› 实验室制法（三）：加热氯酸钾（课外补充对比学习） 01 实验药品 氯酸钾 (KClO₃)：白色固体粉末，作为主要反应物，在反应中提供氧元素。 二氧化锰 (MnO₂)：黑色粉末，充当催化剂。能显著加快氯酸钾的分解速率，且反应前后其质量和化学性质保持不变。 02 反应原理 KClO₃ MnO2 △ KCl + O₂ 该反应属于分解反应。需要在加热和二氧化锰催化的双重条件下才能迅速发生，生成白色固体氯化钾和氧气。 03 装置与注意 采用“固体加热型”发生装置，与加热高锰酸钾制氧装置相似。 ⚠️ 核心区别：试管口不需要放置棉花。因为氯酸钾熔化分解时无粉末飞溅，且棉花在高温下易燃烧，可能引发危险。 记忆口诀：氯酸钾制氧，黑白粉末混，加热催化不能少，管口无棉记在心。 1.7.2013 第三种方法是加热氯酸钾和二氧化锰的混合物。这个反应也需要加热和催化剂，但大家要注意，氯酸钾制氧时，试管口不需要放棉花，这是和高锰酸钾制氧的一个重要区别。 ‹#› 氧气的收集方法 01 排水集气法 实验原理：利用氧气“不易溶于水”且“不与水发生化学反应”的物理性质，将集气瓶中的水排出，从而收集到较纯净的氧气。 ✅ 突出优势 收集的氧气纯度极高，几乎不含空气杂质，适合对气体纯度要求高的实验场景。 ⚠️ 注意事项 收集的氧气会混有水蒸气，不够干燥。若需干燥的氧气，需在收集后增加干燥除水步骤。 02 向上排空气法 实验原理：利用氧气的相对分子质量（32）大于空气平均相对分子质量（29），即密度比空气略大的性质，将集气瓶中的空气向上排出。 ✅ 突出优势 收集的氧气较为干燥，无需额外干燥处理；操作简单快捷，适合需要快速获取干燥氧气的场景。 ⚠️ 注意事项 收集的气体纯度相对较低，会混有少量空气。必须使用带火星的木条放在瓶口进行“验满”操作。 1.7.2013 收集氧气有两种方法。排水法收集的氧气更纯净，但含有水蒸气。向上排空气法收集的氧气更干燥，但纯度稍低。我们可以根据需要选择合适的收集方法。 ‹#› 氧气的检验与验满 检验氧气 · 证明是氧气 操作：将带火星的木条伸入集气瓶内，观察现象。 现象与结论：若木条复燃，证明该气体是氧气。 验满氧气 · 证明已集满 ① 排水法：集气瓶口有大气泡冒出，说明已满。 ② 向上排空气法：将带火星木条放在集气瓶口，若复燃则已满。 易错点警示 · 核心区分 “检验”是确认气体成分，需将木条伸入瓶内；“验满”是确认收集程度，需将木条放在瓶口。位置不同，目的不同，切勿混淆！ 1.7.2013 如何证明我们收集到的是氧气，以及如何证明氧气已经集满了呢？检验氧气需要把带火星的木条伸入瓶内，而复燃则证明是氧气。验满氧气则需要把木条放在瓶口，复燃则证明已满。大家一定要区分清楚“检验”和“验满”的操作区别。 ‹#› 理论升华：分解反应 核心定义 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，是化学四大基本反应类型之一。 本质特征 反应形式呈现“一变多”的特点。即反应物只有一种，而生成物有多种，这是判断该反应类型的根本依据。 反应通式 用字母简洁表示为： A → B + C （A为反应物，B、C为两种或多种生成物） 💡 课堂链接：本节课学习的加热高锰酸钾、加热氯酸钾制氧、过氧化氢分解制氧这三个经典反应，均符合“一变多”的特征，都属于分解反应。 ⚖️ 对比：化合反应 特征：“多变一”，多种物质生成一种物质 通式：A + B → AB（与分解反应互为相反过程） ⚖️ 对比：分解反应（本课重点） 特征：“一变多”，一种物质生成多种物质 通式：A → B + C（反应物单一，生成物多样） 1.7.2013 从反应类型来看，我们今天学习的三个制氧反应都属于分解反应。分解反应的特点是“一变多”，即由一种物质生成多种物质。这与我们之前学过的“多变一”的化合反应正好相反。 ‹#› 三种实验室制氧方法对比 01 加热高锰酸钾 反应物：纯净固体 (KMnO₄) 反应条件：加热 (需酒精灯) 催化剂：不需要 发生装置：固体加热型 (试管口略向下) 02 分解过氧化氢 反应物：固体+液体 (MnO₂ + H₂O₂) 反应条件：常温 (无需加热，节能) 催化剂：需要 (MnO₂，加快反应速率) 发生装置：固液常温型 (长颈漏斗/分液漏斗) 03 加热氯酸钾（补充学习） 反应物：固体+固体 (KClO₃ + MnO₂) 反应条件：加热 (需酒精灯，温度适中) 催化剂：需要 (MnO₂，降低反应温度) 发生装置：固体加热型 (试管口略向下) 1.7.2013 我们来对比一下今天学习的三种实验室制氧方法。它们在反应物状态、反应条件、是否需要催化剂以及发生装置上都有所不同。大家可以通过这个表格来加深理解和记忆。 ‹#› 课堂小结 01 工业制氧原理 利用液氮与液氧的沸点不同，通过分离液态空气法进行制取。此过程无新物质生成，属于物理变化，是工业上大量制取氧气的主要途径。 02 实验室制氧三法 ①加热高锰酸钾（固体加热型）；②分解过氧化氢（固液常温型，需二氧化锰催化）；③加热氯酸钾（固体加热型，需二氧化锰催化）。 03 核心概念辨析 催化剂：“一变两不变”——改变化学反应速率，反应前后质量和化学性质保持不变。分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，特征是“一变多”。 04 实验关键与安全 重点掌握装置气密性检查、气体收集方法（排水法或向上排空气法）的选择；明确氧气“检验”与“验满”的操作区别；牢记加热固体制氧实验结束时“先移导管后熄灯”的防倒吸原则。 1.7.2013 好了，我们来总结一下今天的内容。我们学习了工业制氧和三种实验室制氧方法，理解了催化剂和分解反应的概念，掌握了关键的实验操作和注意事项。希望大家能牢固掌握这些知识点。 ‹#› 随堂练习 01 实验操作正误辨析 实验室制取氧气时，下列操作错误的是（ ） A. 加热时试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流炸裂试管。 B. 排水法收集时，导管口刚冒气泡立即收集，认为此时氧气纯净。 C. 实验结束先移导管后熄灯，防止水槽中水倒吸入热试管。 D. 验满时将带火星木条放在瓶口，观察是否复燃。 02 催化剂核心概念理解 关于催化剂的说法，正确的是（ ） A. 催化剂在化学反应中只能起到加快反应速率的作用。 B. 催化剂在反应前后，其质量和物理、化学性质均保持不变。 C. 若不使用催化剂，化学反应就绝对不能发生。 D. 催化剂能改变反应速率，且反应前后质量与化学性质不变。 03 化学反应基本类型判断 下列反应中，属于分解反应的是（ ） A. 碳 + 氧气点燃二氧化碳（两种物质生成一种）。 B. 石蜡 + 氧气点燃二氧化碳 + 水（氧化反应）。 C. 过氧化氢MnO₂水 + 氧气（一种物质生成多种）。 D. 铁 + 氧气点燃四氧化三铁（多变一的化合反应）。 1.7.2013 现在我们来做几道练习题，检验一下大家的学习成果。这些题目涵盖了本课题的核心知识点，包括反应类型、实验操作和催化剂概念等。请大家认真作答。 ‹#› 感谢观看 化学实验，安全第一 严谨操作 · 探索微观奥秘 · 守护实验安全 1.7.2013 今天的课程到此结束。希望大家通过本节课的学习，不仅掌握了制取氧气的方法，更能体会到化学实验的严谨与乐趣。请大家记住，在进行任何化学实验时，安全永远是第一位的。感谢大家！ ‹#› $