2.4依据特定需求制取氧气教案--2026-2027学年九年级化学北京版上册

该教案聚焦依据特定需求制取氧气的核心知识，通过生命呼吸、燃烧等场景的氧气需求差异导入课题，以“特定需求→原理→装置→材料”为学习支架，串联工业分离液态空气、实验室加热高锰酸钾及过氧化氢分解、家庭过碳酸钠制氧的知识点。 特色在于真实情境驱动教学，融合科学思维与科学探究，对比工业大规模低成本、实验室少量纯净、家庭安全简便的需求，引导学生分析原料和装置选择依据，如实验室高锰酸钾制氧的“查装定点收离熄”操作及家庭简易制氧机设计实践，培养学生工程实践素养，助力教师落实课标要求，提升课堂效率。

依据特定需求制取氧气 教案 一、基本信息 学科：初中化学 课时：1 课时 课题：依据特定需求制取氧气 依据课标：《义务教育化学课程标准（2022 年版）》 课标要求：初步学习氧气的实验室制取方法；初步学习根据需要选择合适的物质、装置制备气体；能基于真实情境，从物质的性质、反应原理、装置选择等角度，分析解决简单的化学工程问题，初步形成化学实验探究的思路与方法，发展科学思维与工程实践素养。 二、教学目标 化学观念：知道制取氧气分为工业生产、实验室制取、家庭简易制氧三种场景；了解工业分离液态空气法是物理变化；认识实验室制取氧气的反应原理，理解分解反应概念；知道选择制氧原料需要反应物含有氧元素。 科学思维：能根据不同场景（工业、实验室、家庭）的特定需求，从原料、反应条件、装置、操作等角度对比分析制氧方案；能依据气体的密度、溶解性选择气体收集方法。 科学探究与实践：掌握加热高锰酸钾制取氧气的实验装置、操作步骤；能分析实验操作注意事项及错误操作的后果；能设计过氧化氢制氧的发生装置；初步设计简易家用制氧机方案。 科学态度与责任：体会制取氧气方案的选择需要匹配使用环境、使用对象；认识化学制备气体在生产、生活中的价值，树立安全实验意识。 三、教学重难点 重点：实验室加热高锰酸钾制取氧气的原理、装置、操作；根据不同需求选择制氧方案；分解反应概念。 难点：结合特定需求，综合原理、装置、材料等因素设计制氧方案；气体发生装置、收集装置的选择依据。 四、教学准备 多媒体课件 五、教学过程 （一）情境导入（3 分钟） 氧气在生命呼吸、物质燃烧中有广泛用途。生产、生活不同场景，对氧气浓度、用量要求不一样。工业大规模生产氧气、实验室制备少量纯净氧气、家庭病人吸氧，需求各不相同。如何依据特定需求制取氧气？引出课题。 展示图 2-30：基于特定需求制取氧气的一般设计思路。 核心思路：特定需求（使用环境、使用对象）→确定原理、装置、材料→技术与工程。 （二）新知学习 1：氧气的工业生产（8 分钟） 需求特点：大规模生产，降低生产成本。原料选择空气。 方法：分离液态空气法（物理方法） 流程：空气→空气过滤器→冷却压缩→液态空气→精馏塔分离。 原理：标准大气压下，液氮沸点，液氧沸点。液态空气升温，沸点更低的氮气先汽化分离，剩余得到液态氧。 思考问题：在分离液态空气制取氧气的过程中，首先从液态空气中分离出来的是氮气还是氧气？ 答案：氮气，液氮沸点更低，优先汽化。 储存：下加压至，储存在蓝色钢瓶中。 小结：工业制氧属于物理变化，没有新物质生成。 （三）新知学习 2：氧气的实验室制取（22 分钟） 交流・分享活动 1：分析实验室制取氧气的需求特点 实验室需求：制取少量、较纯净氧气，现制现用；试剂、仪器为实验室常规器材；操作简便、安全。 讨论 4 种制氧途径是否适合实验室制氧： 过氧化氢在催化剂作用下分解制氧气：适合；反应常温，操作简单。 氧化汞分解制氧气：不适合；汞有毒，不安全。 植物光合作用制氧气：不适合；反应慢，难以收集，无法快速获得氧气。 加热高锰酸钾制氧气：适合；药品易得，反应可控，可以得到较纯净氧气。 共同规律：制取氧气的反应物中都含有氧元素。 1. 反应原理与分解反应 加热高锰酸钾制取氧气： 分解反应定义：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。 2. 气体发生装置 发生装置由反应原理（反应物状态、反应条件）决定： 固体加热型：反应物为固体，反应需要加热（高锰酸钾制氧气）。仪器：大试管、铁架台、酒精灯、单孔橡胶塞、导管。 大试管：作为反应容器； 铁架台：固定试管；可用试管夹临时替代，但铁架台更适合持续加热实验； 酒精灯：提供反应所需热量。 固液不加热型：固体和液体反应，不需要加热（二氧化锰催化过氧化氢制氧气）。仪器：锥形瓶、长颈漏斗、导管、双孔橡胶塞。 仪器选择思路：依据反应物状态、反应条件，选择能容纳反应物、满足反应条件、导出气体的仪器。 3. 气体收集装置 选择依据：气体密度、气体在水中溶解性。 排水集气法：氧气不易溶于水，可用；收集气体纯度高，图2-35。 向上排空气法：氧气密度大于空气，可用；操作简便，图2-36。 向下排空气法：氧气密度比空气大，不可用，图2-37。 4. 探究实践：加热高锰酸钾制取氧气实验步骤 按图2-38连接仪器，检查装置气密性。 装入高锰酸钾，药品平铺试管底部；试管口放一小团棉花；塞紧橡胶塞，固定试管在铁架台。 集气瓶装满水，玻璃片盖瓶口，倒置在水槽。 点燃酒精灯加热；导管口连续均匀冒出气泡时，开始收集。瓶口出现大气泡，水面下盖玻璃片，取出集气瓶，正放在桌面。 先移出导管，再熄灭酒精灯。 反思交流（小组讨论） 试管口略向下倾斜：防止加热时药品中的冷凝水倒流回热试管底部，使试管炸裂。 试管口放棉花：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。 固体加热操作细节：先预热，再集中加热药品部位；试管外壁擦干，不能有水。 刚开始气泡不宜收集：刚开始排出的是装置内空气，收集会导致氧气不纯。 步骤 5 顺序颠倒后果：水槽中水倒吸入热试管，试管炸裂。 拓展：过氧化氢与二氧化锰制氧操作步骤：检查气密性→向锥形瓶加入二氧化锰→长颈漏斗加入过氧化氢溶液→收集氧气。 （四）新知学习 3：家庭生活中的氧气制取（7 分钟） 家庭需求特点：使用环境为室内；使用者多为老人、病人；装置安全、简便、便携；不需要专业实验室仪器。 家用化学制氧原理： 过碳酸钠碳酸钠过氧化氢； 装置结构：外桶、内桶、反应仓、过滤加湿仓、吸氧导管插座。 反应仓：发生化学反应产生氧气； 过滤加湿仓：湿润氧气，过滤杂质； 观察窗：观察反应情况。 课外实践任务：利用塑料矿泉水瓶、乳胶管等家庭用品，设计简易家用制氧机，绘制装置图，标注仪器作用，完成作品并开展评价。 （五）课堂小结（3 分钟） 场景 需求特点 制氧原理 变化类型 装置特点 工业制氧 大规模、低成本 分离液态空气，利用沸点不同分离 物理变化 大型工业精馏设备 实验室制氧 少量、纯净，现制现用 加热高锰酸钾；过氧化氢催化分解 化学变化 小型玻璃实验装置 家庭制氧 安全简便，适合病人吸氧 过碳酸钠分解得到过氧化氢，再分解出氧气 化学变化 简易便携制氧装置 制取氧气方案设计思路：根据使用环境、使用对象确定需求；选择反应原理；设计发生、收集装置；考虑材料、气密性、安全等工程因素。 （六）作业布置（2 分钟） 整理高锰酸钾制氧实验操作要点和实验注意事项。 绘制简易家用制氧机装置图，标注各部分作用。 思考：工业、实验室、家庭制取氧气方案选择差异的原因。 六、板书设计 依据特定需求制取氧气 一、工业制氧（大量，低成本） 分离液态空气法（物理变化），利用氮气、氧气沸点不同；氧气加压储存在蓝色钢瓶 二、实验室制氧（少量纯净） 原理： ，分解反应 装置：固体加热型；收集：排水法、向上排空气法 操作：查、装、定、点、收、离、熄；注意安全要点 三、家庭制氧（简易安全） 过碳酸钠产生过氧化氢， 设计思路 特定需求 → 反应原理 → 装置（发生 + 收集）→ 材料、安全 七、教学反思（课后填写） 本节课围绕不同场景下制取氧气的真实需求，落实课标工程实践思路，对比工业、实验室、家庭三种制氧方案。教学中重点落实高锰酸钾制氧实验原理、操作要点，引导学生基于需求选择方案，发展科学思维。需要关注学生对 “装置选择依据” 的理解，区分物理变化与化学变化；可增加小组讨论，让学生充分交流简易制氧机设计思路。 word理化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $