2.3制取氧气第一课时教学设计--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高锰酸钾制取氧气的实验原理、装置、操作及检验，通过生活情境（氧气在生存、燃烧、医疗急救中的作用）导入，区分工业与实验室制氧差异，衔接氧气性质旧知，搭建“原理-装置-操作”认知支架。 此资料以任务式探究为主线，学生分组完成药品观察、装置组装、分步实操及异常分析，落实科学探究与实践。通过装置设计原理（如试管口棉花作用）和操作逻辑（七步口诀）培养科学思维，强调安全规范渗透科学态度与责任，助学生构建气体制取模型，为教师提供系统教学框架。

课题 3 制取氧气 - 第一课时（教学设计） 课题 课时安排 教材分析 本课时是第二单元核心实验课，承接氧气的性质学习，是学生首次系统接触气体实验室制备的内容。教材以高锰酸钾制氧气为核心，呈现实验原理、装置、操作及检验方法，构建气体制取的基本思维模型。本课既是对前期实验基本操作的综合运用，也为后续二氧化碳等气体制取学习奠基，兼具技能培养与思维建构的双重价值。 学情分析 九年级学生已掌握氧气的性质与检验方法，熟悉酒精灯、试管等基础仪器操作，具备初步实验观察与简单探究能力。但学生首次接触气体制备整套实验，对装置组装、操作顺序、实验注意事项认知零散，缺乏系统实验思维。同时学生好奇心强、乐于动手，但操作规范性不足，易忽略实验细节与安全规范。 核心 素养目标 宏观辨识与微观探析：认识高锰酸钾制氧气的宏观现象与反应本质。 科学探究与创新意识：通过任务式实验探究，掌握气体制取流程，提升实验探究能力。 科学态度与社会责任：树立严谨求实的实验态度，强化安全与规范意识。 变化观念与平衡思想：理解化学变化制备新物质的核心特点。 重点 和难点 重点：高锰酸钾制取氧气的实验原理、仪器装置、操作步骤、气体检验方法。 难点：理解实验操作顺序的原理，精准把握试管口塞棉花、试管倾斜、预热等关键细节，规避实验误差与安全隐患；初步建立“原理—装置—操作—检验”的气体制取逻辑思维框架。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 同学们，氧气是人类生存、燃烧、医疗急救不可或缺的气体，空气中虽富含氧气，但无法直接获取纯净氧气用于实验探究。生活和实验室中如何制取纯净氧气？工业制氧与实验室制氧有何区别？今天我们开启探究之旅，通过实验动手操作，学习实验室最常用的高锰酸钾制氧气方法，掌握气体制取的核心方法与思维。 结合生活实际创设问题情境，衔接学生已有知识，引发认知疑问，激发探究兴趣。自然引出本节课核心学习内容，为后续任务式实验探究做好铺垫，聚焦课堂学习重点。 讲授新课 （一）新知铺垫：辨析氧气获取的两种途径 在正式开展实验探究前，我们首先明确氧气的两大获取方式，区分工业制氧与实验室制氧的核心差异，建立基础性认知。首先回顾已有知识，空气是混合物，主要含有氮气、氧气等气体，工业上需要大量氧气时，通常采用分离液态空气法。该方法利用氮气和氧气的沸点不同，通过降温、加压将空气液化，再升温蒸馏，分离出氧气。整个过程没有新物质生成，属于物理变化，适合大规模、低成本获取氧气，但制取的氧气纯度较低，无法满足化学实验的精准探究需求。 而化学实验探究需要纯净的氧气，因此必须通过化学方法制取氧气，利用化学反应生成新物质氧气。本节课重点学习实验室制取氧气的第一种方法——加热高锰酸钾制取氧气。本环节核心任务是让学生明确学习意义，区分两种制氧方式的适用场景、变化类型与纯度差异，为后续实验原理的学习搭建认知基础，避免学生混淆工业与实验室制氧的核心逻辑。教师引导学生自主梳理对比表格，总结两种制氧方法的优缺点，强化记忆，培养对比分析的化学思维。 （二）任务探究一：探究高锰酸钾制氧气的实验原理 【任务目标】认识实验药品，掌握高锰酸钾制氧气的反应原理，准确书写文字表达式，理解化学反应的物质变化。【任务活动1：药品认知观察】教师展示高锰酸钾固体，组织学生分组观察药品状态、颜色、性状，结合教材内容自主总结高锰酸钾的物理性质。学生通过观察可发现，高锰酸钾是暗紫色、颗粒状固体，易溶于水，水溶液呈紫红色，是实验室常用的制氧药品，具有受热易分解的化学性质。教师补充强调，高锰酸钾属于强氧化性药品，取用过程中严禁接触皮肤、衣物，遵守药品取用规范。 【任务活动2：原理分析探究】教师讲解，高锰酸钾在加热条件下会发生分解反应，生成氧气、锰酸钾和二氧化锰三种新物质。引导学生结合化学反应前后物质变化。教师逐一纠正学生书写错误，强调反应条件“加热”不可遗漏，明确三种生成物的名称与状态。同时结合四维素养，引导学生从宏观角度感知固体受热产生气体的变化，从微观角度理解物质分子分裂、重新组合生成新物质的过程，落实宏观辨识与微观探析素养。 【任务小结】本实验的核心原理是高锰酸钾受热分解制取氧气，属于化学变化，通过可控的化学反应，精准制备纯净氧气，适配实验室探究需求。学生需熟练记忆反应原理与文字表达式，明确反应物、生成物与反应条件。 （三）任务探究二：组装实验装置，辨析装置作用 【任务目标】认识整套制氧实验仪器，掌握发生装置、收集装置的组成与作用，学会规范组装实验装置，理解装置设计的化学逻辑。【任务活动1：仪器识别与分类】教师展示实验器材：试管、酒精灯、铁架台、导管、橡胶塞、水槽、集气瓶、玻璃片、棉花。组织学生分组核对仪器名称，结合前期所学仪器知识，分类梳理仪器用途。引导学生自主将装置分为发生装置和收集装置两部分，明确发生装置包含试管、铁架台、酒精灯、橡胶塞、导管，用于发生化学反应、产生氧气；收集装置包含水槽、集气瓶、玻璃片，用于收集生成的氧气。 【任务活动2：装置组装实操】学生以小组为单位，按照“从下到上、从左到右”的实验组装原则，自主组装整套实验装置。组装过程中，教师巡回指导，针对性纠正学生操作问题。重点引导学生思考关键装置的设计原理：第一，试管口略向下倾斜，防止加热时试管口冷凝水回流，导致试管炸裂；第二，试管口放置一团棉花，防止高锰酸钾粉末受热飞溅，进入导管堵塞管道，污染收集的气体；第三，铁架台铁夹夹持试管中上部，保证加热均匀、装置稳固；第四，导管刚露出橡胶塞即可，避免导管过长导致气体排出不畅。 【任务活动3：收集方法探究】教师提出问题：为什么本实验采用排水法收集氧气？引导学生结合氧气的物理性质分析原因。学生回顾旧知可知，氧气不易溶于水、且不与水发生反应，因此适合用排水法收集。教师补充排水法收集气体的优势，收集的氧气纯度高、便于观察气体收集满的状态，同时对比向上排空气法，说明两种收集方法的适用场景，为后续学习铺垫。学生自主总结装置组装要点与收集原理，构建“性质决定收集方法”的化学核心思想。 【任务小结】气体制取装置分为发生装置与收集装置，装置组装遵循安全、规范、高效的原则，每一处装置设计都对应相应的实验原理，学生需知其然更知其所以然，杜绝机械性组装操作。 （四）任务探究三：分步实操实验，掌握操作流程 【任务目标】熟练掌握高锰酸钾制氧气的完整操作步骤，规范每一步实验操作，观察实验现象，规避实验错误与安全风险。【任务活动1：梳理实验步骤】教师结合教材标准流程，引导学生自主总结实验七步口诀：查、装、定、点、收、移、熄。逐一步骤拆解讲解，结合实操让学生理解每一步的必要性。第一步：查，检查装置气密性。教师演示气密性检查操作，将导管一端伸入水中，双手紧握试管外壁，观察导管口是否有气泡冒出，松开手后是否形成稳定水柱，有气泡冒出则气密性良好。引导学生分析原理，利用气体热胀冷缩的性质检验装置密封性，强调气密性检查是气体制备实验的首要步骤，装置漏气会导致收集不到气体。 第二步：装，装入药品。用药匙取适量高锰酸钾粉末，平铺于试管底部，增大受热面积，使药品充分反应，塞好橡胶塞，固定试管。教师强调药品取用规范，粉末状药品避免沾附试管壁，药品用量不宜过多，防止反应过于剧烈。第三步：定，固定装置。将试管固定在铁架台上，严格遵循试管口略向下倾斜、铁夹夹持中上部的规范，调整装置高度，保证酒精灯外焰加热试管药品部位。 第四步：点，点燃酒精灯加热。先对试管进行均匀预热，手持酒精灯沿试管来回移动，避免试管受热不均炸裂，预热完成后，用外焰集中加热试管内的高锰酸钾药品部位。教师重点强调预热的重要性，这是新手最易忽略的操作细节，也是规避试管炸裂的关键。第五步：收，收集气体。加热一段时间后，导管口连续、均匀冒出气泡时，再将导管伸入集气瓶中收集气体。教师引导学生分析原因，实验初期装置内残留空气，刚开始冒出的气泡是空气，立即收集会导致氧气纯度偏低，待气泡连续均匀冒出，空气已排尽，方可收集纯净氧气。收集过程中观察集气瓶液面变化，当集气瓶口有大气泡向外冒出时，证明气体已收集满。 第六步：移，移出导管。气体收集完成后，先将导管从水槽中移出。第七步：熄，熄灭酒精灯。用灯帽盖灭酒精灯，严禁用嘴吹灭。教师重点强调两步操作的顺序，必须先移导管、后灭酒精灯，引导学生分析原理：若先熄灭酒精灯，试管内温度降低、压强减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，导致试管骤冷炸裂，引发实验安全事故。通过原理分析，让学生牢记操作顺序，杜绝安全隐患。 【任务活动2：分组实操实验】小组合作完成完整实验，一人操作、一人观察记录、一人辅助纠错，全员参与、分工协作。教师全程巡视，实时纠正不规范操作，重点关注气密性检查、预热、气泡观察、操作顺序等关键环节。学生认真观察实验现象：加热后暗紫色固体逐渐减少，导管口产生大量气泡，集气瓶内水面逐渐下降。实验完成后，小组整理实验器材，规范清洗仪器、整理桌面，培养良好的实验习惯。 （五）任务探究四：氧气检验与实验问题分析 【任务目标】掌握氧气的检验方法，能准确分析实验异常现象与操作误差，提升实验分析与反思能力。【任务活动1：氧气检验实操】教师提问：如何验证我们收集的气体是氧气？学生结合旧知回答，氧气具有支持燃烧的性质，可用带火星的木条检验。学生分组实操，将带火星的木条伸入集气瓶中，观察现象，可清晰看到带火星的木条复燃，证明收集的气体为氧气。教师强调检验操作规范，木条伸入集气瓶内部，观察明显复燃现象，准确得出实验结论。 【任务活动2：实验异常问题探究】教师创设问题情境，引导学生小组讨论、分析常见实验问题：1. 收集的氧气不纯的原因？2. 实验过程中试管炸裂的原因？3. 加热后没有气泡冒出的原因？学生结合实验操作自主分析总结：氧气不纯可能是未等气泡连续均匀冒出就收集、集气瓶未装满水；试管炸裂可能是未预热、试管口未向下倾斜、先灭灯后移导管、试管外壁有水；无气泡冒出大概率是装置气密性不佳。通过问题探究，让学生深度理解实验操作与实验结果的关联，培养严谨的科学探究思维。 （六）课堂总结与知识梳理 教师带领学生系统梳理本节课核心知识，构建完整的知识框架。一是明确实验室加热高锰酸钾制氧气的反应原理、文字表达式；二是熟记实验装置的组成、各部位作用及组装规范；三是熟练掌握“查、装、定、点、收、移、熄”七步实验操作流程及核心注意事项；四是掌握氧气的检验方法，能分析实验异常现象。同时梳理气体制取的基本思维模型：依据反应原理选择发生装置，依据气体性质选择收集装置，依托规范操作完成实验，通过特征现象检验气体，为后续气体制备学习奠定通用思维框架。课堂最后，引导学生反思自身实验操作中的优缺点，强化实验规范意识与安全意识。 本节课以新课标四维核心素养为导向，采用任务式探究教学模式，打破传统灌输式授课。以生活问题导入激发探究欲，层层递进设置阶梯式探究任务，从原理认知、装置辨析、实操操作到问题分析，符合九年级学生认知规律。全程以学生为主体，让学生自主观察、组装、实操、分析，充分锻炼学生实验操作能力与科学探究思维。同时注重细节教学与安全渗透，让学生不仅掌握实验技能，更构建气体制取的系统化学思维，培养严谨求实的科学态度，落实立德树人的教学目标。 板书设计 课题3 制取氧气（第一课时） 制氧途径对比 1. 工业制氧：分离液态空气（物理变化、大量、纯度低） 2. 实验室制氧：化学变化、少量、纯度高 实验装置 1. 发生装置：试管、酒精灯、铁架台 2. 收集装置：水槽、集气瓶（排水法：不易溶于水） 操作步骤（七字口诀） 查、装、定、点、收、移、熄 核心注意事项 1. 试管口略向下倾斜、放棉花 2. 先预热、外焰加热 3. 连续均匀气泡再收集 4. 先移导管，后灭酒精灯 氧气检验：带火星木条复燃 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $