2.3探究氧气性质第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学北京版上册

第三节 探究氧气的性质（第二课时） 教学设计 北京版 初中化学 九年级上册 一、教材分析 本节课选自北京版九年级上册第一章第三节，是学生在学习氧气物理性质和初步认识氧气检验方法之后，系统研究氧气化学性质的核心课时。教材以木炭、硫、铁丝在空气和氧气中燃烧三组实验为主线，引导学生从现象对比中归纳氧气是一种化学性质比较活泼的气体，并在此基础上认识化合反应与氧化反应，为后续学习二氧化碳、金属性质及化学方程式奠定实验与概念基础。 二、四维核心素养 化学观念：通过实验认识氧气能与多种物质发生反应，形成“氧气是一种化学性质比较活泼的气体”这一物质组成与变化的基本观念；科学思维：在空气与氧气中燃烧现象的对比、归纳、推理中，发展比较、分类、概括与模型化思维；科学探究与实践：经历提出问题、设计方案、动手实验、记录现象、交流解释的完整探究过程；科学态度与责任：养成规范操作、如实记录、注意安全与节约药品的实验习惯，体会氧气与生命活动和人类生产的密切联系。 三、教学重难点 教学重点：通过木炭、硫、铁丝在空气和氧气中燃烧的对比实验，认识氧气的化学性质，并能归纳氧气是一种化学性质比较活泼的气体；认识化合反应和氧化反应的基本特征。 教学难点：准确、规范地描述实验现象，区分“现象”与“结论”；通过对多组实验的对比分析，自主建构化合反应与氧化反应的概念，并能解释铁丝燃烧实验中水的作用与硫燃烧实验中集气瓶底水的作用。 四、新课导入 教师演示：将一根带火星的木条分别伸入盛有空气和氧气的两个集气瓶中，引导学生观察现象差异。提问：为什么带火星的木条在氧气中能够复燃，而在空气中却很快熄灭？呼吸、炼钢、气焊都离不开氧气，氧气究竟具有怎样的“脾气”？由此引出本节课任务——通过亲手实验，揭开氧气化学性质的面纱。 五、设计意图 以带火星木条的对比小实验制造认知冲突，唤起学生对上节课氧气物理性质的回忆，自然过渡到化学性质的探究；用“氧气的脾气”这一生活化比喻，把抽象的化学性质转化为可观察、可比较的实验问题，激发学生探究兴趣，明确本节课的核心任务。 六、上课过程设计意图 本节课以“认识氧气的化学性质”为大任务，拆解为“回顾旧知—木炭燃烧对比—硫燃烧对比—铁丝燃烧专项探究—概念归纳—联系生活”六个连贯的子任务。每一组实验均采用“在空气中做一次、在氧气中做一次”的对照结构，让学生在真实观察中体会氧气浓度对反应剧烈程度的影响。学生以小组为单位经历提出问题、设计方案、动手操作、记录现象、讨论解释的完整探究链，教师只在关键操作、现象辨析和概念抽象处进行点拨，避免直接告知结论。通过三组实验现象的横向对比，引导学生自主归纳出“氧气化学性质比较活泼”的总体认识，并进一步从反应物和生成物的类别与数目上抽象出化合反应和氧化反应的概念，实现由“实验事实”到“化学概念”的上升。整堂课贯穿安全、规范、节约和实事求是的实验态度教育，并把知识回扣到呼吸、燃烧、金属锈蚀、食物变质等学生熟悉的生活情境，体现“从生活走向化学、从化学走向社会”的课程理念。 七、教学过程 任务一：回顾旧知，明确探究任务 任务情境：教师在上一课时结束时布置了一项家庭小任务——观察家中燃气灶火焰在不同档位下的颜色变化，并思考：火焰为什么会有时旺盛、有时微弱？本节课伊始，请同学们围绕这一观察展开交流。 任务驱动：小组内轮流分享自己观察到的火焰现象，并尝试用已学知识做出初步解释。教师巡视各小组，记录学生发言中的关键词，如“氧气”“空气”“燃烧更旺”等。 学生活动：学生代表发言，描述燃气灶大火时火焰呈蓝色、燃烧剧烈，小火时火焰较小、颜色偏黄。有学生提到“空气里有助燃的东西”，也有学生猜测“火大可能是因为进了更多空气”。 教师引导：同学们的观察非常细致。燃烧离不开空气中的氧气，可是空气里氧气只占一小部分，如果让物质直接在纯净的氧气中燃烧，会发生什么？这就是今天这节课我们要一起完成的核心探究任务——认识氧气的化学性质。 任务说明：教师出示本节课的任务单，明确全班将依次完成三项对比实验，并在实验后围绕共同问题进行讨论：为什么物质在氧气中燃烧比在空气中更旺？这些反应有什么共同特征？ 安全提示：教师用课件逐条强调——实验过程中不可将鼻孔凑近集气瓶闻气味，不可用手直接接触燃烧后的仪器，废液废渣必须倒入指定容器；实验一旦出现异常火焰或烟雾，立即停止操作并举手示意。 任务二：探究木炭在空气和氧气中的燃烧 任务情境：篝火晚会上，人们把木柴架空后火焰明显变旺；摄影师把木炭点燃后用风箱鼓风，火苗蹿得更高。木炭为什么在“氧气更足”的情况下烧得更旺？请各小组通过实验寻找证据。 任务要求：每组领取一瓶氧气、一瓶空气、一小块用坩埚钳夹持的木炭、酒精灯、火柴、澄清石灰水。先把木炭在空气中加热至红热，观察现象；再将红热的木炭由瓶口向下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，观察现象；燃烧结束后，向两瓶中分别倒入少量澄清石灰水，振荡，观察石灰水变化。 学生活动：小组分工——一人负责夹持木炭，一人负责操作酒精灯与火柴，一人负责观察并记录，一人负责向全班汇报。学生先在空气中加热木炭，看到木炭红热、发出红光，没有产生明显火焰；随后把红热的木炭缓慢伸入氧气瓶，学生纷纷发出惊叹——木炭剧烈燃烧，发出白光，放出大量热，瓶壁微微发烫。燃烧结束后倒入澄清石灰水，氧气瓶中石灰水明显变浑浊，而空气中那瓶石灰水几乎没有变化。 现象记录：学生在任务单上填写：空气中——木炭红热、发红光、无火焰；氧气中——剧烈燃烧、发白光、放热；倒入石灰水后，氧气瓶中石灰水变浑浊，空气中几乎不变。 讨论交流：教师提问：“为什么要把红热的木炭由瓶口向下缓慢伸入，而不是一下子插到瓶底？”学生小组讨论后回答：如果一下子插到底，木炭燃烧放热，瓶中氧气受热膨胀逸出，木炭就不能持续燃烧。教师进一步追问：“倒入澄清石灰水变浑浊，说明瓶中生成了什么气体？”学生答：生成了二氧化碳。 教师点拨：木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈得多，发出白光、放出大量热，生成能使澄清石灰水变浑浊的无色气体。由此可见，氧气能够支持木炭燃烧，且氧气浓度越大，燃烧越剧烈。 设计意图：用生活中“架空柴火”“风箱鼓风”的经验作为任务情境，让实验与学生经验建立联系；通过空气与氧气的对照，学生直观看到同一物质在不同浓度氧气中反应剧烈程度的差异，初步建立“氧气浓度影响反应剧烈程度”的认识。 任务三：探究硫在空气和氧气中的燃烧 任务情境：教师展示一段火山喷发的视频片段，画面中火山口冒出刺鼻的黄色烟雾。教师说明：火山喷发会产生有刺激性气味的气体，这与一种淡黄色粉末状物质在氧气中燃烧有关。这种物质就是硫，民间俗称硫磺。今天我们在通风橱中安全地观察它在空气和氧气中的燃烧。 任务要求：每组领取一瓶氧气、一瓶空气，一药匙硫粉、燃烧匙、酒精灯、火柴。教师强调：硫的燃烧实验必须在通风条件下进行，集气瓶底预先留有少量水，用于吸收生成的有刺激性气味的气体。学生先把硫粉放在燃烧匙里在空气中加热，观察现象；再把燃着的硫伸入氧气瓶，观察现象并闻气味（用手轻轻扇动，使极少量气体飘向鼻孔）。 学生活动：学生按要求操作。在空气中，硫先熔化，随后发出微弱的淡蓝色火焰，闻到轻微的刺激性气味。伸入氧气瓶后，硫剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，同样闻到刺激性气味。学生在任务单上对照记录两次火焰颜色和气味的差异。 讨论交流：教师提问：“硫在空气中和氧气中燃烧，火焰颜色为什么不同？生成物是不是同一种？”学生讨论后认为：火焰颜色不同说明反应剧烈程度不同；但两次都闻到刺激性气味，说明生成的应该是同一种有刺激性气味的气体。教师肯定学生的判断，并指出：这种气体叫做二氧化硫，它是造成酸雨的气体之一，所以实验中必须用水吸收，不能直接排放到教室中。 教师追问：“集气瓶底为什么要预先放少量水？能不能用细沙代替？”学生思考后回答：水可以溶解吸收生成的二氧化硫，防止污染空气；细沙不能吸收气体，所以不能代替水。 设计意图：借助火山喷发的真实情境，让学生意识到化学物质与自然现象之间的联系；通过闻气味的正确操作示范，把安全教育落到具体动作上；通过“为什么要放水”这一问题，引导学生从“实验现象”走向“实验设计意图”。 任务四：探究铁丝在氧气中的燃烧 任务情境：前两组实验的反应物都是能够燃烧的非金属。可是家中的铁丝、铁钉平时放在空气中，并不像木炭那样烧起来。那么，铁这种金属到底能不能在氧气中燃烧？如果能燃烧，又会出现怎样壮观的现象？请各小组用一根细铁丝寻找答案。 任务要求：每组领取一瓶氧气（瓶底预先留有少量水或铺一层细沙）、一根细铁丝、酒精灯、火柴、坩埚钳。把细铁丝一端绕成螺旋状，另一端系一根火柴梗；点燃火柴梗，待火柴即将燃尽时，将铁丝由瓶口缓慢伸入氧气瓶中，观察现象。 学生活动：学生按步骤操作。铁丝在空气中只被烧得红热，并不会燃烧。当火柴即将燃尽时，学生把铁丝伸入氧气瓶，铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，瓶壁发烫，瓶底出现黑色固体。学生们发出惊叹，纷纷记录火星四射的现象和黑色固体的颜色。 讨论交流：教师连续提出三个问题，请小组讨论后回答。第一问：“铁丝为什么要绕成螺旋状？”学生讨论后认为：绕成螺旋状可以增大铁丝的受热面积，使未燃烧的部分被持续预热，便于反应持续进行。第二问：“为什么要待火柴即将燃尽时再伸入氧气瓶，而不是刚点燃就伸入？”学生回答：如果火柴刚点燃就伸入，火柴会消耗瓶中大量氧气，使铁丝不能顺利燃烧。第三问：“集气瓶底为什么要预先放少量水或铺细沙？”学生答：铁丝燃烧时火星四射，高温熔融物溅落下来，会炸裂瓶底，水或细沙可以起到隔热、降温的作用。 教师点拨：铁在空气中不能燃烧，但在氧气中可以剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成一种黑色固体。这个黑色固体叫做四氧化三铁。由此可见，氧气不仅能与木炭、硫等非金属反应，也能与铁等金属反应，氧气的“朋友”非常广泛。 设计意图：铁丝燃烧是本节课视觉冲击力最强的实验，安排在木炭、硫之后，符合学生认识从熟悉到陌生、从非金属到金属的顺序；三个递进式问题引导学生从“看热闹”走向“看门道”，理解每一个操作细节背后的化学道理，发展实验设计与现象解释能力。 任务五：对比归纳，认识化合反应与氧化反应 任务情境：三组实验都已经完成，学生桌面上摆着三张记录单。教师请各组把三张记录单并排放好，用红笔圈出每一组反应中的反应物和生成物，再回答：这三组反应有哪些共同特征？ 学生活动：学生分组讨论，把反应物和生成物的名称写在表格中。教师巡视后，请一位同学把本组结果投影到大屏幕上：第一组反应物是木炭和氧气，生成物是二氧化碳；第二组反应物是硫和氧气，生成物是二氧化硫；第三组反应物是铁和氧气，生成物是四氧化三铁。 讨论交流：教师引导学生从两个角度观察表格。角度一：反应物有几种？生成物有几种？学生发现：三个反应的反应物都是两种，生成物都只有一种。教师顺势给出化合反应的概念——由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应，叫做化合反应。角度二：这三个反应的反应物中，都有哪一种物质参与？学生异口同声：都有氧气。教师给出氧化反应的概念——物质与氧气发生的反应属于氧化反应，氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。 辨析提升：教师追问：“是不是所有的化合反应都是氧化反应？是不是所有的氧化反应都是化合反应？”学生讨论后认识到：两者不是一回事。例如，蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，是氧化反应，但生成物有两种，不是化合反应；而某些由两种物质生成一种物质的反应中，反应物并没有氧气，因此是化合反应却不是氧化反应。 教师小结：化合反应和氧化反应是从不同角度对化学反应进行分类的结果。前者看反应物和生成物的种类数目，后者看是否有氧气参与反应。三组实验共同说明，氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在反应中提供氧，具有氧化性。 设计意图：把三组实验的“点”串成“线”，让学生在表格对比中自己发现规律，而不是直接背诵概念；通过反例辨析，帮助学生厘清两个概念的交叉关系，发展比较、归纳与分类的科学思维。 任务六：联系生活，认识氧气的用途与缓慢氧化 任务情境：教师拿出两枚铁钉，一枚光亮，一枚表面锈迹斑斑；又拿出一个新鲜苹果和一个切开后放置了一段时间、果肉变黄的苹果。教师提问：铁钉为什么会生锈？苹果切开后为什么会变色？这些变化与今天学的燃烧一样吗？ 学生活动：学生观察实物，小组讨论。有学生立刻指出：铁生锈和苹果变色都需要空气里的氧气，但它们不像木炭燃烧那样发光发热、剧烈反应。教师顺势总结：这种进行得很缓慢、甚至不容易被察觉的氧化反应，叫做缓慢氧化。动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥的腐熟、钢铁的生锈，都属于缓慢氧化。 拓展讨论：教师出示四幅图片——炼钢炉、气焊枪、医院供氧设备、登山队员背负氧气瓶，请学生结合本节课知识说一说氧气在这些场景中的作用。学生回答：炼钢需要氧气提高炉温；气焊利用氧气使乙炔燃烧更剧烈，产生高温火焰；医院和登山场景中，氧气用于供给呼吸。教师补充：氧气在生产生活中用途广泛，但氧气浓度过高也会带来问题，例如金属锈蚀、食品腐败、火灾蔓延等，所以我们既要合理利用氧气，也要学会控制氧气带来的不利影响。 课堂小结：教师请学生合上课本，用自己的话说一说这节课认识到的氧气。学生代表发言：氧气是一种无色无味、密度比空气略大、不易溶于水的气体；它的化学性质比较活泼，能与木炭、硫、铁等多种物质发生反应，在反应中提供氧，具有氧化性；物质与氧气发生的反应叫氧化反应；由两种或两种以上物质生成一种物质的反应叫化合反应。 课后任务：教师布置两项课后任务。第一项：回家观察一段生锈的铁丝和一段光亮的铁丝，想一想，除了氧气，铁生锈还需要什么条件？可以设计一个简单的对照小实验进行验证。第二项：查阅资料，了解“氧炔焰”为什么能用于焊接和切割金属，下节课与同学分享。 设计意图：从剧烈燃烧到缓慢氧化，从实验室到生活与生产，帮助学生建立“氧气化学性质比较活泼”的完整认识；课后任务把课堂探究延伸到课外，培养学生持续观察、查阅资料与合作交流的学习习惯。 八、板书设计 第三节 探究氧气的性质（第二课时） 一、氧气的化学性质 1. 木炭在氧气中燃烧：剧烈燃烧，发出白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的无色气体。 2. 硫在氧气中燃烧：发出明亮的蓝紫色火焰，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。 结论：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在反应中提供氧，具有氧化性。 二、两个重要概念 1. 化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。 2. 氧化反应：物质与氧气发生的反应。 三、联系生活：燃烧（剧烈氧化）与缓慢氧化（呼吸、生锈、食物腐败）。 学科网（北京）股份有限公司 $