2.3 探究氧气性质第1课时教学设计-2026-2027学年九年级化学北京版上册

第三节 探究氧气性质（第一课时） 北京版 初中化学 九年级上册 一、教材分析 本节内容选自北京版九年级上册第三章第三节，是在学生已了解空气组成、知道氧气约占空气体积五分之一的基础上展开的。教材以“探究氧气性质”为主题，引导学生通过观察和实验，系统认识氧气的物理性质与化学性质，为后续学习氧气的制法、化合反应与氧化反应以及物质构成的奥秘奠定基础，是连接宏观实验现象与化学基本概念的关键一课。 二、四维核心素养 化学观念：建立“氧气是一种化学性质比较活泼的气体”的物质观，认识物质的性质决定其用途。 科学思维：通过对比木炭、硫、铁丝在空气和氧气中燃烧的不同现象，归纳推理氧气的化学性质特点。 科学探究与实践：经历提出问题、设计方案、动手实验、观察记录、分析交流的完整探究过程，提升实验操作与合作能力。 科学态度与责任：认识氧气与生命活动的密切关系，养成规范操作、如实记录的科学态度，增强安全实验意识。 三、教学重难点 教学重点：通过木炭、硫、铁丝在氧气中燃烧的实验，归纳氧气的化学性质，准确描述实验现象。 教学难点：理解氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响，掌握铁丝燃烧实验的操作要点与注意事项，初步形成从实验现象到物质性质的推理意识。 四、新课导入 教师展示三张图片：潜水员背着氧气瓶在水下作业、医院急救室里病人正在吸氧、运载火箭点火升空。教师提问：这三张图片中有一个共同的“主角”是什么？学生齐答氧气。教师追问：氧气与我们的生命息息相关，你对氧气已经有哪些了解？学生自由发言，教师顺势引导：大家说得都很好，氧气到底有哪些性质？为什么它如此重要？今天我们就一起走进实验室，用实验来揭开氧气的神秘面纱，探究氧气的性质。 五、导入设计意图 从学生熟悉的生活与科技情境切入，用问题驱动激发探究兴趣，自然引出本课主题，让学生带着明确的任务走进课堂。 六、上课过程设计意图 本课以“任务驱动—实验探究—归纳提升”为主线，设计三个递进式学习任务。任务一引导学生通过观察实物和阅读教材，自主归纳氧气的物理性质，培养信息提取与归纳概括能力；任务二组织学生分组完成木炭、硫、铁丝在氧气中燃烧的对比实验，通过空气中与氧气中现象的鲜明差异，让学生自主发现氧气化学性质活泼的特点，教师在关键处示范操作、规范表达；任务三引导学生对比三个实验的共性与差异，归纳氧气的化学性质，并联系生活实际解释现象，实现知识的迁移与应用。三个任务由浅入深、由扶到放，让学生在“做中学、议中悟”，既落实知识与技能目标，又发展科学探究与科学思维素养。 七、教学过程 任务一：看一看、闻一闻——认识氧气的“外在模样” 【任务驱动】教师讲台上摆放着四瓶课前收集好的氧气（集气瓶口盖上毛玻璃片），瓶底留有少量水。教师说：“现在请同学们像科学家一样，先从外观察察氧气。每个小组桌上都有一瓶氧气，请大家按照科学观察的顺序，从颜色、状态、气味三个方面来认识它。请注意：闻气体气味时，不能直接把鼻子凑到瓶口，要用手轻轻扇动，让少量气体飘进鼻孔。” 【学生活动】各小组学生以两人为一组，先观察集气瓶中气体的颜色和状态，再按正确方法闻气味。学生纷纷描述：“气体是无色的”“看起来和空气差不多”“没有闻到什么味道”。教师巡视，提醒学生注意操作安全，纠正个别学生直接闻气体的不当动作。 【交流分享】教师请两个小组汇报观察结果。小组代表发言：“氧气是无色、无味的气体。”教师追问：“大家同意吗？有没有不同发现？”学生一致同意。教师板书：氧气是无色、无味的气体。 【任务推进】教师接着提问：“我们已经知道氧气是无色无味的气体，那它和空气比，是重还是轻呢？我们生活中有这样的经验：煤气泄漏后会往低处沉，因为它比空气重；气球里充了氢气会往上飘，因为它比空气轻。氧气呢？”教师展示资料卡片：在标准状况下，氧气的密度比空气略大。教师引导学生结合生活经验思考：为什么实验室收集氧气可以用向上排空气法？学生讨论后回答：因为氧气比空气略重，会沉在集气瓶底部，把空气从上方排出去。 【任务推进】教师继续提问：“氧气能不能溶解在水里？”学生开始争论。有的说“能，不然鱼怎么呼吸”，有的说“不能，我们平时没见过氧气溶在水里”。教师引导：“鱼在水中生存，说明水中溶有氧气，但它溶得多不多呢？”教师展示资料：在室温下，一升水中只能溶解约三十毫升氧气，属于不易溶于水。教师总结：正是因为氧气不易溶于水，实验室收集氧气还可以用排水法；也正是因为水中能溶解少量氧气，水中的鱼虾才能生存。 【拓展提升】教师补充：“氧气在降温加压的条件下还会发生奇妙的变化——在零下一百八十三摄氏度时变成淡蓝色液体，继续降温到零下二百一十八摄氏度时变成淡蓝色雪花状固体。”教师展示液氧的图片，学生发出惊叹。教师点拨：“这说明物质的状态是可以随着条件改变而改变的，氧气从气态变成液态、固态，颜色也从无色变成淡蓝色，这是物理变化。” 【阶段小结】教师带领学生一起梳理氧气的物理性质：通常状况下，氧气是无色无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水；降温可变成淡蓝色液体和淡蓝色雪花状固体。教师强调：“这些性质都是我们通过观察和阅读资料获得的，但认识一种物质，光看外表还不够，它的”内在性格“——化学性质，才是我们接下来要重点探究的内容。大家回忆一下，我们前面学习空气的时候知道空气中含有氧气，那物质在空气中燃烧和在纯氧中燃烧会不会一样呢？带着这个问题，我们进入下一个任务。” 任务二：做一做、比一比——探究氧气的“化学性格” 【任务驱动】教师说：“刚才我们认识了氧气的”外在模样“，现在要来认识它的”内在性格“。我们知道，物质的化学性质要通过化学变化才能表现出来。下面我们通过三个对比实验，看看木炭、硫、铁丝在空气中和在氧气中燃烧的现象有什么不同。请各小组按照实验报告单上的步骤进行操作，仔细观察并记录现象。特别注意：每个实验都要先在空气中做，再在氧气中做，做好对比。” 【实验一：木炭在空气和氧气中燃烧】教师先示范：用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，然后由瓶口向下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，提醒学生观察现象。学生分组实验：先用坩埚钳夹住木炭在空气中加热，观察到木炭红热、持续发光发热；再将红热的木炭缓慢伸入氧气集气瓶中，学生惊喜地发现木炭燃烧得更旺，发出白光，放出大量热。燃烧结束后，教师向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。 【交流讨论】教师提问：“木炭在空气中和在氧气中燃烧，现象一样吗？有什么不同？”学生回答：“在空气中只是红热，在氧气中发出白光，燃烧更剧烈。”教师追问：“向集气瓶中倒入澄清石灰水后变浑浊，这说明了什么？”学生思考后回答：“说明木炭在氧气中燃烧后产生了一种能使澄清石灰水变浑浊的新物质。”教师肯定并补充：“这种新物质就是二氧化碳。也就是说，木炭和氧气在点燃条件下反应，生成了二氧化碳。同样是木炭燃烧，为什么在氧气中比在空气中剧烈得多？”学生讨论后回答：“因为氧气中氧气的浓度比空气中大，燃烧更充分。” 【实验二：硫在空气和氧气中燃烧】教师强调安全注意事项：硫燃烧产生的气体有刺激性气味且有毒，实验要在通风条件较好的地方进行，集气瓶底部预先留少量水来吸收生成的气体。学生分组实验：用药匙取少量硫粉放在燃烧匙中，先在酒精灯上加热，观察到硫在空气中安静地燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰；然后将燃烧匙伸入氧气集气瓶中，学生观察到硫燃烧得更旺，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，同时闻到刺激性气味。 【交流讨论】教师提问：“硫在空气中和在氧气中燃烧，火焰颜色一样吗？”学生回答：“在空气中是淡蓝色火焰，在氧气中是蓝紫色火焰，氧气中更亮。”教师追问：“为什么集气瓶底部要预先留少量水？”学生结合教师的安全提示回答：“因为硫燃烧生成的气体有刺激性气味、有毒，留在瓶底的水可以吸收这种气体，防止它逸散到空气中污染环境。”教师肯定学生的回答，并引导：“这说明硫在氧气中燃烧生成了一种有刺激性气味的新物质，它叫二氧化硫。同样，也是因为氧气浓度更高，硫在氧气中燃烧比在空气中更剧烈。” 【实验三：铁丝在氧气中燃烧】这是本实验的难点，教师先进行详细示范讲解。教师说：“铁丝在空气中能燃烧吗？我们先来试试。”教师将一根细铁丝在酒精灯上加热，铁丝只是发红，不能燃烧。教师接着说：“铁丝在空气中不能燃烧，但在氧气中呢？我们来试一下。”教师演示操作要点：将细铁丝绕成螺旋状，一端系一根火柴，另一端系在粗铁丝上；点燃火柴，待火柴快燃尽时，将铁丝由集气瓶口缓慢伸入瓶中，瓶底预先留少量水。 【学生观察】学生全神贯注地观察：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成了一种黑色固体物质。教室里发出阵阵惊叹。教师请学生描述观察到的现象，学生争相举手：“火星四射！”“特别亮！”“生成了黑色的东西。”教师板书并归纳：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。 【问题探究】教师抛出一连串问题引导学生深入思考：第一个问题：“铁丝为什么要绕成螺旋状？”学生讨论后回答：“这样可以增大铁丝的受热面积，让铁丝更容易持续燃烧。”第二个问题：“铁丝末端为什么要系一根火柴？”学生回答：“火柴燃烧放出热量，使铁丝的温度达到可以燃烧的程度，起引燃作用。”第三个问题：“为什么要等火柴快燃尽时才伸入集气瓶？”学生思考后回答：“如果火柴还在剧烈燃烧时就伸进去，火柴燃烧会消耗瓶里的氧气，就影响铁丝在氧气中的燃烧效果了。”第四个问题：“集气瓶底部为什么要预先留少量水？”学生结合前面硫实验的经验回答：“铁丝燃烧时火星四射，掉落的温度很高，如果直接溅到瓶底会使集气瓶炸裂，留少量水可以起到冷却保护的作用。”教师对学生的回答逐一肯定，并补充：“如果瓶底没有水，也可以铺一层细沙，道理是一样的。”教师再追问：“铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中却能剧烈燃烧，这再次说明了什么？”学生齐声回答：“说明氧气的浓度越高，物质燃烧越剧烈。”教师板书这个结论，让学生用红笔在实验报告单上重点标注。 任务三：比一比、说一说——归纳氧气的“性格图谱” 【任务驱动】教师说：“刚才我们完成了三个实验，现在请各小组把三个实验的现象整理一下，完成实验报告单上的对比表格。重点思考一个问题：这三个实验有哪些共同的特点？” 【小组讨论】各小组围绕实验报告单展开讨论，教师巡视指导。讨论结束后，教师请小组代表汇报：小组一代表说：“三个实验都是物质和氧气发生了反应，都发光、放热。”小组二代表补充：“三个实验在氧气中都比在空气中燃烧得更剧烈。”小组三代表说：“三个实验都生成了新的物质。木炭生成了使澄清石灰水变浑浊的物质，硫生成了有刺激性气味的气体，铁丝生成了黑色固体。” 【归纳提升】教师在学生汇报的基础上引导归纳：“大家观察得非常仔细。从这三个实验我们可以得出结论——氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下能与许多物质发生化学反应，同时放出热量。物质在空气中燃烧，实际上是与空气中的氧气发生反应；由于空气中氧气的体积分数约为五分之一，浓度相对较低，所以在空气中燃烧不如在纯氧中剧烈。这就是为什么同样的物质，在氧气中燃烧比在空气中更旺、更剧烈。” 【联系生活】教师提出生活中的问题让学生用今天所学知识解释：“家庭用煤炉取暖时，为什么用扇子扇风会让火更旺，而不是把火扇灭？”学生讨论后回答：“扇风给煤炉补充了更多的氧气，氧气越充足，燃烧越剧烈，所以火会更旺。”教师再问：“医院里为什么给危重病人输氧气？”学生回答：“因为病人呼吸功能弱，吸进的氧气不够，纯氧可以帮助他们获得更充足的氧气。”教师总结：“正是因为氧气能支持燃烧、能供给呼吸，它才在医疗、工业、航天等领域有着广泛的用途。” 【课堂小结】教师带领学生回顾本课内容：“今天这节课，我们通过观察认识了氧气的物理性质——无色无味的气体、密度比空气略大、不易溶于水；通过三个对比实验探究了氧气的化学性质——木炭在氧气中燃烧发出白光，硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射；我们还得出了一个重要结论：氧气是一种化学性质比较活泼的气体。教师请学生闭上眼睛，在脑海中过一遍今天做过的三个实验，回忆每个实验中物质在空气中和在氧气中的不同现象。学生默想片刻后，教师邀请两位同学不看板书，用自己的话描述三个实验的现象。两位同学基本完整地描述了实验现象，教师给予表扬和补充。教师最后说：”下一节课我们将继续学习氧气的其他化学性质以及化合反应、氧化反应等概念。课后请大家整理好今天的实验报告单，把三个实验的现象和结论用规范的语言记录完整。“ 八、板书设计 第三节 探究氧气性质（第一课时） 一、氧气的物理性质 色、味：无色、无味的气体 密 度：比空气略大 溶 解：不易溶于水 三态变化：淡蓝色液体 → 淡蓝色雪花状固体 二、氧气的化学性质 1. 木炭在氧气中燃烧 → 发出白光，放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 2. 硫在氧气中燃烧 → 发出蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 3. 铁丝在氧气中燃烧 → 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体 三、结 论 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能支持燃烧、供给呼吸。 学科网（北京）股份有限公司 $