基础实验1氧气的实验室制取与性质教学设计--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“氧气的实验室制取与性质”核心实验，通过生活中氧气的应用场景创设问题情境，衔接学生对氧气性质的已有认知，引出实验室制取气体的规范流程，搭建从理论到实操的学习支架。 此资料以任务式驱动教学为特色，设六大递进任务引导学生自主梳理原理、探究装置组装、实操制取流程、验证氧气性质，构建“原理—装置—操作—性质”科学思维模型。通过小组合作探究试管倾斜角度、棉花作用等细节，强化科学探究与实践能力，培养严谨的科学态度与安全意识。助力学生掌握实验方法，为教师提供结构化教学方案，有效落实核心素养。

基础实验 1 氧气的实验室制取与性质（教学设计） 课题 课时安排 核心 素养目标 宏观辨识与微观探析：通过观察实验宏观现象，关联氧气化学反应微观变化。 科学思维：构建气体制备“原理—装置—操作—性质”逻辑模型，规范实验思维。 科学探究与创新意识：自主完成实验组装、操作与探究，提升实操与探究能力。 科学态度与社会责任：恪守实验规范，树立安全实验意识，体会化学实验对科学探究的重要价值。 重点 和难点 教学重点：高锰酸钾制取氧气的实验原理、装置组装、操作步骤；氧气收集、检验、验满方法；木炭、铁丝在氧气中的燃烧性质探究。 教学难点：精准把控实验关键操作细节，规避实验误差与安全隐患；结合实验现象推导氧气化学性质，建立气体制备与性质探究的系统化实验思维。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 生活中氧气无处不在，动植物呼吸、物质燃烧都离不开氧气，工业、医疗也需要纯净氧气。我们已知氧气的基本性质，那纯净氧气如何获取？实验室制取气体有哪些规范流程？今天我们以实验为载体，自主探究氧气的实验室制取方法，亲手操作、观察现象、验证性质，解锁气体实验的核心方法与规律。 结合生活实景创设问题情境，衔接学生已有知识，激发探究兴趣，引出本节课实验核心内容，自然衔接新课教学，为任务式实验探究铺垫认知基础。 讲授新课 （一）任务一：明晰实验目标，梳理实验基础认知 本节课作为初中化学首个综合性气体制备实验，核心目标是让学生从理论认知落地到实操应用，全面掌握实验室加热高锰酸钾制取氧气的完整流程，同时通过分组实验验证氧气的核心化学性质，熟练掌握基础化学实验仪器的使用方法，建立规范、严谨的化学实验操作思维。在正式开展实验操作前，学生需自主梳理本次实验的核心基础内容，完成知识铺垫，规避实验操作中的盲目性。 首先，学生结合教材内容自主梳理实验原理，明确本次实验室制取氧气的药品为高锰酸钾，高锰酸钾是一种暗紫色的固体粉末，在加热的条件下会发生分解反应，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。学生需准确识记实验的化学反应原理，理解固体加热型制氧的反应特点，区分实验室制氧与工业制氧的差异，工业制氧利用空气各成分沸点不同分离氧气，属于物理变化，而本次实验制取氧气属于化学变化，有新物质生成。 其次，学生自主识别、清点本次实验所需全部仪器与药品，完整梳理实验器材清单。核心仪器包含大试管、铁架台、酒精灯、导管、橡胶塞、集气瓶、水槽、玻璃片、坩埚钳、燃烧匙等；实验药品为高锰酸钾、木炭、细铁丝，同时准备棉花、火柴等辅助用品。学生需逐一认识仪器结构，明确每种仪器在实验中的作用，掌握酒精灯、铁架台、集气瓶等核心仪器的基础使用规范，杜绝仪器使用错误。 同时，学生结合教材标注，自主总结本次实验的两大核心模块，分别为氧气的实验室制取操作、氧气的性质探究实验，清晰划分实验流程，明确每个模块的学习重点。制取模块侧重装置组装、气密性检查、药品添加、加热反应、气体收集、验满检验；性质探究模块侧重观察木炭、铁丝在氧气中的燃烧现象，对比空气中的燃烧差异，归纳氧气的化学性质。通过本任务的自主梳理，帮助学生搭建本节课的知识框架，为后续实操任务开展筑牢理论基础，培养学生自主预习、自主梳理实验知识的学习能力。 （二）任务二：探究实验装置，掌握组装规范与原理 实验装置的合理组装是实验成功的前提，本任务聚焦高锰酸钾制氧的发生装置与收集装置，引导学生小组合作探究装置选择依据、组装顺序及规范要求，理解装置设计的化学逻辑，而非机械照搬组装流程。学生以四人小组为单位，结合教材装置图，自主拆分、组装实验装置，在实操中发现问题、解决问题。 首先探究气体发生装置，本次实验采用固体加热型发生装置，适配高锰酸钾固体加热分解的反应条件。学生在组装过程中，需自主探究装置组装的先后顺序，遵循“从下到上、从左到右”的通用实验组装原则。先固定铁架台，根据酒精灯火焰高度调节铁夹位置，保证酒精灯外焰能够充分加热试管药品部位，这是保障反应充分进行的关键。随后将大试管固定在铁夹上，铁夹需夹持在试管中上部，距离试管口约三分之一处，避免夹持过紧导致试管破裂，同时防止夹持位置偏差影响加热效果。 学生重点探究试管安装的核心规范，自主思考试管口略向下倾斜的原因。通过小组讨论得出结论，固体药品加热过程中会产生冷凝水，若试管口向上倾斜，冷凝水会回流至试管底部，高温试管遇冷水极易炸裂，造成实验安全事故，因此试管口略向下倾斜是规避实验风险的关键操作。同时学生需明确试管口放置一团疏松棉花的作用，阻挡加热时飞溅的高锰酸钾粉末，防止粉末进入导管堵塞管道，避免收集的氧气混入固体杂质，保证气体纯度。 其次探究气体收集装置，结合氧气的物理性质，小组讨论选择收集方法的依据。氧气不易溶于水且不与水发生反应，因此可采用排水集气法收集氧气；同时氧气密度略大于空气，也可采用向上排空气法收集。学生对比两种收集方法的优缺点，排水集气法收集的氧气纯度更高，是本次实验的首选方法，向上排空气法操作更简便，但氧气纯度较低，适合快速收集气体。 在组装收集装置时，学生需规范操作导管位置，排水法收集时，导管只需伸入集气瓶瓶口即可，无需深入瓶底，便于实验结束后取出导管，同时避免瓶内积水无法排出。学生在小组合作组装完成后，开展组内互评，检查装置是否规范、是否存在组装漏洞，排查装置安全隐患，确保整套装置密闭、稳定、合规。本任务通过探究式组装，让学生理解装置设计的原理，掌握实验装置组装的核心规范，培养严谨的实验思维与合作探究能力。 （三）任务三：实操制取氧气，规范全程实验操作流程 本任务是本节课的核心实操环节，学生严格遵循实验规范，分步完成氧气制取全流程，掌握气密性检查、药品装填、加热反应、气体收集、实验收尾等核心操作，牢记实验操作口诀，规避常见操作错误，保障实验安全、顺利完成。学生以小组为单位，分工协作，明确操作员、记录员、监督员职责，各司其职完成实验。 第一步，检查装置气密性，这是气体制备实验的首要步骤，直接决定实验能否成功收集气体。学生自主操作，将导管一端伸入水槽的水中，用双手紧握试管外壁，观察导管口现象。若导管口有连续均匀的气泡冒出，松开手后导管内形成一段稳定的水柱，证明装置气密性良好；若无气泡或气泡断断续续，说明装置漏气，需逐一检查橡胶塞、导管接口等部位，重新密封固定，直至气密性达标。学生需理解气密性检查的原理，利用气体热胀冷缩的性质，通过温度变化改变装置内气压，判断装置密闭性。 第二步，装填实验药品，取下试管橡胶塞，用药匙取适量高锰酸钾固体，平稳送入试管底部，避免药品粘附在试管壁上，导致加热不均匀、反应不充分。药品装填完成后，在试管口放置一团疏松棉花，再次塞紧橡胶塞，保证试管口密封严实，无缝隙漏气。整个药品装填过程需轻拿轻放，避免药品洒落、仪器碰撞破损，养成整洁、规范的实验操作习惯。 第三步，预热与加热反应，点燃酒精灯，先对试管进行整体预热，将酒精灯火焰在试管中下部来回移动，使试管整体均匀受热，防止试管因局部高温炸裂。预热完成后，将酒精灯外焰对准试管内药品部位集中加热，持续加热使高锰酸钾发生分解反应。学生观察试管内变化，固体粉末逐渐变色，导管口持续产生气泡，证明氧气正在生成。学生需把控加热节奏，避免火焰过高、过低，保证反应平稳进行。 第四步，排水法收集氧气，待导管口冒出的气泡连续、均匀后，再将导管伸入盛满水的集气瓶中开始收集。实验初期导管排出的是试管内的空气，若立即收集，会导致收集的氧气纯度偏低，影响后续性质实验效果。集气瓶内水逐渐被排出，当集气瓶瓶口有大气泡冒出时，证明瓶内氧气已集满。在水下用玻璃片盖住集气瓶瓶口，平稳取出集气瓶，正放在实验桌面上，备用进行性质探究实验。 第五步，实验收尾操作，这是规避实验安全事故的关键步骤。实验结束后，必须先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。学生自主思考操作顺序的原理，若先熄灭酒精灯，试管内温度快速下降，气压减小，水槽中的水会倒吸入高温试管，导致试管炸裂，引发安全事故。导管移出水面后，熄灭酒精灯，拆除实验装置，整理实验器材，清理实验台面，保持实验环境整洁。 在整个制取实操过程中，小组监督员全程监督操作流程，及时纠正不规范操作，记录实验现象与操作问题，小组共同分析问题成因、总结解决方法。通过完整的实操训练，让学生熟练掌握固体加热型气体制备的全流程，牢记实验操作先后顺序与安全准则，提升实验实操能力与问题分析能力。 （四）任务四：探究氧气性质，归纳氧气化学特性 本任务依托制取的纯净氧气，开展两组核心性质探究实验，分别为木炭在氧气中燃烧实验、铁丝在氧气中燃烧实验，学生通过观察、对比、记录实验现象，总结氧气的化学性质，理解氧气支持燃烧的核心特性，区分物质在空气与氧气中燃烧的差异，深化对氧气性质的认知。 首先开展木炭燃烧探究实验，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上点燃，先观察木炭在空气中的燃烧现象，木炭在空气中持续红热，无明亮火焰，燃烧速率缓慢。随后将点燃的木炭缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，观察现象变化，木炭在氧气中剧烈燃烧，发出明亮的白光，燃烧更加剧烈。待燃烧结束后，向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，轻轻振荡集气瓶，观察到澄清石灰水变浑浊。学生记录完整实验现象，小组分析得出实验结论，木炭与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，同时证明氧气具有支持燃烧的化学性质，氧气浓度越高，燃烧越剧烈。 其次开展铁丝燃烧探究实验，提前将细铁丝打磨光亮，去除表面的氧化层，将铁丝一端缠绕成螺旋状，末端系一根火柴梗。点燃火柴梗，待火柴梗即将燃尽时，将铁丝缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，集气瓶底部提前预留少量水，用于吸收高温熔融物，防止集气瓶炸裂。学生观察实验现象，铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质，同时释放大量的热。对比铁丝在空气中无法燃烧的现象，进一步验证氧气的助燃性，且氧气浓度对燃烧剧烈程度影响显著。 实验过程中，学生精准捕捉每一个实验细节，完整记录实验现象，杜绝主观臆断实验结果。小组合作分析两组实验的共性与差异，归纳氧气的核心化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能够支持多种物质燃烧，浓度越高，助燃效果越显著。同时学生总结实验操作细节的重要性，铁丝打磨、预留水、缓慢伸入集气瓶等操作，都是保障实验成功、规避实验风险的关键，进一步强化规范实验的意识。 （五）任务五：梳理实验误区，总结实验核心规律 本任务聚焦本节课实验的常见易错点、误区与重难点，组织学生小组汇总实验过程中出现的问题、观察到的异常现象，共同分析成因、总结规律，构建系统化的气体实验知识体系，突破本节课教学难点，提升学生实验纠错能力与知识归纳能力。 学生首先汇总氧气制取的常见操作误区，梳理高频错误操作及危害。一是装置组装误区，试管口未略向下倾斜、未放置棉花，分别会导致试管炸裂、高锰酸钾粉末堵塞导管；二是收集时机误区，气泡未连续均匀就收集，导致氧气纯度不足，性质实验现象不明显；三是收尾操作误区，先灭灯后移导管，引发水倒吸炸裂试管；四是气体存放误区，集气瓶倒放，氧气密度大于空气会导致氧气逸散。学生逐一明确错误成因与正确操作，形成完整的操作纠错清单。 其次汇总性质实验的常见问题，木炭燃烧实验中，木炭快速伸入集气瓶底部，会导致上部氧气受热逸出，燃烧时间过短，现象不明显，正确操作应缓慢伸入，保证木炭与氧气充分接触反应。铁丝燃烧实验中，火柴梗燃尽过晚伸入集气瓶，火柴燃烧消耗瓶内氧气，导致铁丝无法燃烧；铁丝未打磨、未绕成螺旋状，会降低燃烧效果，无法观察到明显实验现象。同时明确集气瓶底部预留水的作用，吸收高温熔融的四氧化三铁，防止高温物质炸裂集气瓶底部。 最后小组共同归纳总结实验室气体制备的通用思维模型，形成“明确反应原理—选择实验药品—组装实验装置—规范操作流程—收集检验气体—探究气体性质”的标准化实验思路。让学生通过本节课实验，不仅掌握氧气制备与性质的单一实验知识，更能掌握初中气体实验的通用方法，为后续二氧化碳等气体实验学习搭建思维框架，实现举一反三的学习效果。 （六）任务六：课堂复盘总结，深化知识迁移应用 本任务以学生自主复盘、小组汇报、知识迁移为核心，全面梳理本节课的核心知识、实验技能、思维方法，巩固课堂所学内容，实现知识内化与能力提升。各小组依次汇报本节课的学习收获，分别从实验原理、装置规范、操作流程、实验现象、核心结论、易错要点等方面进行总结，互补完善知识体系。 在知识复盘层面，学生精准识记高锰酸钾制氧的化学反应原理，熟练区分固体加热型气体装置的适用范围，掌握排水法收集氧气的优势与操作规范，牢记氧气的检验、验满方法，清晰认知氧气支持燃烧的化学性质，明确浓度对物质燃烧的影响。在技能复盘层面，学生熟练掌握试管、酒精灯、铁架台、集气瓶等核心仪器的使用方法，具备独立检查装置气密性、组装实验装置、完成气体制备与性质探究的实操能力。 在思维复盘层面，学生建立严谨的化学实验思维，理解实验操作规范背后的化学原理，不再机械记忆操作步骤，能够自主分析实验异常现象、排查实验问题，养成严谨求实、规范操作的科学实验态度。同时结合生活实际进行知识迁移，关联氧气在呼吸、燃烧、医疗、工业中的应用，理解化学实验与生活生产的紧密联系，体会化学学科的实用价值。 本节课整体采用任务式驱动教学，贴合新教材教学逻辑，以学生自主探究、小组合作实操为核心，摒弃传统教师演示、学生被动听讲的教学模式，充分凸显学生的课堂主体地位。通过分层递进的六大学习任务，从理论铺垫、装置探究、实操落地、性质验证、误区梳理到复盘迁移，层层递进搭建学习阶梯，适配九年级学生的认知规律与实操能力。 全程聚焦新课标四维核心素养，将知识学习、技能训练、思维培养、价值塑造融为一体，既落实实验基础知识与实操技能的教学目标，帮助学生掌握氧气制取与性质的核心考点，又着重培养学生的科学探究能力、逻辑思维能力与问题解决能力。通过规范实验操作、排查实验隐患、分析实验误差，强化学生严谨求实的科学态度与安全实验意识。 同时构建气体实验通用思维模型，实现单一实验教学向方法教学的延伸，帮助学生掌握初中化学气体制备实验的通用思路，为后续实验教学奠定基础，真正实现学以致用的教学目标，凸显化学实验教学的育人价值与学科实用性。 板书设计 基础实验1 氧气的实验室制取与性质 一、实验原理 高锰酸钾 加热 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 二、实验装置 1. 发生装置：固体加热型（试管口略向下倾斜、放棉花） 2. 收集装置：排水集气法（纯度高）、向上排空气法 三、操作步骤 查（气密性）→装（药品）→定（装置）→点（加热）→收（气体）→移（导管）→熄（酒精灯） 四、氧气性质 1. 先移导管后熄灯，防水倒吸 2. 气泡连续均匀再收集，保纯度 3. 氧气：无色无味、不易溶于水、助燃性 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 $