2.3制取氧气第二课时导学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

《课题 3 制取氧气 - 第二课时》

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一、学习目标

化学观念：掌握高锰酸钾加热、过氧化氢分解制氧气的反应原理，认识催化剂及催化作用，明晰分解反应的概念与特征，区分两种制氧方法的反应差异与适用场景。

科学思维：通过对比实验、现象推理、归纳总结，建立控制变量的实验思维，学会根据反应条件、药品状态选择气体发生装置。

科学探究与实践：规范完成两种制氧实验探究，熟练掌握装置组装、气体检验、收集等操作，提升实验操作与问题分析能力。

科学态度与责任：树立严谨规范的实验态度，认识化学实验在物质制备中的重要作用，树立安全实验、绿色化学的学科理念。

二、新知导入

上节课我们初步了解了氧气的实验室制取方法，知道氧气是动植物呼吸、燃烧反应的必备气体，实验室需要纯净氧气时需通过化学反应制备。请大家思考：实验室制取氧气除了加热高锰酸钾，还有更简便的方法吗？两种制氧方法的药品状态、反应条件有哪些不同？如何通过实验验证反应的发生、检验生成的氧气？二氧化锰在过氧化氢制氧实验中起到什么作用？带着这些问题，我们通过实验探究深入学习两种制氧方法的核心知识。

三、课堂探究

探究一：加热高锰酸钾制取氧气的原理与实验探究

氧气是实验室常用的气体试剂，加热高锰酸钾是实验室制取氧气的经典方法，也是固体加热型气体制备的代表性实验。本探究围绕药品性质、反应原理、实验装置、操作规范、气体检验与收集、实验误差与异常现象分析展开，全面掌握固体加热法制取氧气的完整流程，构建气体制备的基础思维模型。

探究问题1：高锰酸钾的药品性质与制氧可行性分析

结合教材资料与实物观察，分析高锰酸钾的物理性质与化学性质，思考该药品适合制取氧气的核心原因。首先观察高锰酸钾的颜色、状态、溶解性，结合化学反应规律分析，高锰酸钾是否需要外界条件才能分解产生氧气？常温下高锰酸钾能否快速释放氧气？请结合物质的变化特征，说明实验室选择高锰酸钾制取氧气的依据，同时对比常见固体药品，分析该反应的优势与特点。

探究问题2：高锰酸钾制氧气的实验装置选择与组装依据探究

实验室制取气体的装置分为发生装置和收集装置，结合高锰酸钾制氧的反应特点，探究装置的选择逻辑与组装规范。首先分析反应物状态为固体、反应条件为加热，推导固体加热型发生装置的组成仪器，明确试管、酒精灯、铁架台、导管的作用。再结合氧气的物理性质，分析排水法和向上排空气法收集装置的选择依据，对比两种收集方法的优缺点。同时探究装置组装的细节要求，思考试管口略向下倾斜、试管口塞一团棉花、导管刚露出橡皮塞的核心原因，逐一分析每项操作的实验意义，规避实验风险。

探究问题3：高锰酸钾制氧气的实验操作步骤与规范探究

结合化学实验安全规范与反应原理，梳理高锰酸钾制氧气的完整操作流程，分析每一步操作的必要性与操作要点。

依次探究实验前检查装置气密性的方法与原理、药品装入试管的规范操作、装置固定的要求、预热与集中加热的区别、气泡均匀连续冒出后再收集的原因、实验结束后先移导管后熄灯的核心原因。同时思考操作顺序颠倒会引发哪些实验事故，分析每一步违规操作对应的实验异常现象，建立规范的实验操作思维。

探究问题4：氧气的检验与验满方法探究

基于氧气的化学性质，探究氧气检验、排水法与向上排空气法验满的不同方法及原理。思考为什么带火星的木条可以检验氧气，空气中带火星木条无法复燃的原因是什么？排水法收集氧气时，如何判断集气瓶内氧气已满？向上排空气法收集氧气的验满操作要点是什么？对比两种收集方法的验满差异，分析差异产生的原因，同时探究木条不复燃的可能实验原因，总结氧气检验与验满的核心逻辑。

探究问题5：高锰酸钾制氧气实验异常现象与误差分析

结合实验实操场景，探究实验中常见的异常问题并分析成因、提出解决方案。聚焦试管炸裂、收集的氧气不纯、收集不到氧气、药品飞溅、试管内壁出现水珠等常见异常现象，逐一推导问题成因。例如试管炸裂可能与试管口未倾斜、未预热、实验后骤冷、试管外壁有水有关；氧气不纯可能与未排尽装置内空气、导管刚冒气泡就收集有关。通过异常现象分析，深化对实验原理和操作规范的理解，提升实验问题解决能力。

探究二：过氧化氢分解制取氧气的原理与催化作用探究

过氧化氢制取氧气是实验室常温制氧的核心方法，无需加热、操作简便、绿色安全，与高锰酸钾制氧形成鲜明对比。本探究通过多组对比实验，聚焦二氧化锰的催化作用、反应原理、固液常温型装置、反应特点，探究催化剂的定义与特征，掌握常温下气体制备的实验逻辑，区分两种制氧方法的适用场景。

探究问题1：过氧化氢常温分解的反应现象探究

取适量过氧化氢溶液于试管中，直接观察常温下的实验现象，思考过氧化氢常温下的分解速率。观察溶液是否有气泡产生、气泡产生的快慢，将带火星的木条伸入试管中，观察木条是否复燃。结合实验现象分析，常温下过氧化氢能否稳定分解产生氧气？分解速率是否适合实验室快速制取氧气？由此思考实验室用过氧化氢制氧时，为什么需要添加辅助药品，为后续催化剂探究奠定基础。

探究问题2：催化剂“一变二不变”核心特征探究

结合化学催化剂的定义，通过实验验证二氧化锰在反应前后的质量与化学性质变化，探究催化剂的核心特征。完成过氧化氢与二氧化锰反应实验后，将反应后的混合物过滤、干燥、称量，对比反应前后二氧化锰的质量是否发生改变；再将回收后的二氧化锰重新加入新的过氧化氢溶液中，观察是否仍能加快反应速率。通过实验现象与数据，总结催化剂“改变反应速率、反应前后质量和化学性质不变”的核心特点，同时探究催化剂能否增加生成物的质量，纠正认知误区。

探究问题3：过氧化氢制氧气的实验装置与组装探究

结合过氧化氢制氧的反应物状态（液体+固体）、反应条件（常温），探究固液常温型气体发生装置的组成与组装规范。对比高锰酸钾固体加热型装置，分析两套发生装置的差异及差异产生的根本原因。探究长颈漏斗、分液漏斗的使用规范，分析长颈漏斗末端伸入液面以下的原因、分液漏斗的优势。同时结合氧气的物理性质，选择适配的收集装置，总结固液常温型气体制备装置的选择逻辑，构建通用的气体装置选择思维。

探究问题4：过氧化氢制氧气的实验操作要点与异常分析

系统探究过氧化氢制氧气的操作流程、核心要点与常见异常问题。探究实验装置气密性的检查方法、药品添加顺序