2.2氧气的性质与应用第1课时教学设计-2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

课题2 氧气的性质与应用（第一课时） 仁爱科普版（2024）九年级化学上册 单元2 探析空气之谜 一、教材分析 本课题选自仁爱科普版九年级化学上册单元2课题2，是学生学习空气成分和氧气制法后系统研究氧气性质的起始课。教材以氧气物理性质为切入点，通过木炭、硫、铁丝燃烧对比实验认识氧气化学性质并归纳其用途，体现“性质决定用途”的化学思想，为后续学习化合反应与氧化反应奠定方法基础。 二、四维核心素养 化学观念：建立“性质决定用途”观念，认识氧气化学性质活泼。科学思维：通过对比物质在空气与氧气中燃烧的异同，发展比较归纳与推理能力。科学探究与实践：经历观察实验、记录现象、分析讨论的探究过程，提升实验操作与合作交流能力。科学态度与责任：认识氧气的重要价值，树立安全实验、爱护环境的责任意识。 三、教学重难点 教学重点：氧气的物理性质和化学性质；木炭、硫、铁丝在氧气中燃烧的实验现象及操作注意事项。教学难点：准确描述和比较物质在空气与氧气中燃烧现象的差异，理解氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响，初步建立“性质决定用途”的化学思维。 四、新课导入 教师展示登山运动员携带氧气瓶攀登高峰的图片，播放医院抢救病人使用吸氧设备的短视频。教师提问：无论攀登雪山还是抢救生命，人们都离不开氧气。我们每时每刻都在呼吸空气中的氧气。那么氧气究竟是一种什么样的气体？它有哪些独特的性质？这些性质又如何决定它在生产生活中的用途？今天我们就一起走进氧气的世界。 五、上课过程设计意图 本节课以“任务驱动、实验探究、对比归纳”为主线。先通过情境任务引导学生观察一瓶氧气，从颜色、状态、气味、密度、溶解性等角度自主归纳其物理性质。随后设计三个递进式对比实验任务——木炭、硫、铁丝燃烧，让学生在空气与氧气的对比中发现现象差异，体会氧气浓度对反应剧烈程度的影响，归纳氧气化学性质活泼的结论。最后通过联系生活的讨论任务，将性质与用途建立关联，落实“性质决定用途”的化学观念。全程以学生为主体，教师通过问题链驱动思考，通过实验任务激发探究兴趣。 六、教学过程 任务一：观察与描述——认识氧气的物理性质 【任务情境】 教师讲台上摆放着四瓶用毛玻璃片盖好的氧气（其中一瓶正放，一瓶倒放，一瓶底部留有少量水，一瓶为课前制备好的液态氧标本或播放液氧视频片段）。教师说：同学们，上节课我们已经在实验室制取了氧气，现在每组桌上都有一瓶收集好的氧气。请大家像一位初登化学实验室的科学家一样，仔细观察这瓶氧气，看看你能发现它的哪些物理性质。注意观察的安全规范——不要随意打开毛玻璃片，不要直接对着瓶口深吸气味。 【学生活动】 学生以四人小组为单位，先不打开毛玻璃片，用眼睛观察瓶内气体的颜色和状态。有学生发现集气瓶是透明的，瓶内看起来什么都没有，但能确认里面充满了气体。教师提示：既然看不到颜色，说明氧气是什么颜色的？学生齐声回答：无色。教师进一步引导：除了颜色，我们还能从哪些角度描述一种气体的物理性质？学生回忆之前学过的观察方法，陆续说出“气味”“状态”“密度”“溶解性”等关键词。 教师请一位同学上台，在教师的指导下轻轻移开毛玻璃片，用手轻轻扇动瓶口，闻一闻氧气的气味。该同学闻完后回到座位，向全班汇报：没有闻到任何气味。教师总结：氧气是一种无色、无臭的气体。教师追问：为什么集气瓶要正放在桌面上，而不是倒放？学生结合之前学习的氧气收集方法展开讨论，有学生回忆起用向上排空气法收集氧气，推断氧气的密度比空气略大。教师肯定学生的推理，并补充标准状况下氧气的密度数据，让学生与空气的密度做对比，确认氧气密度略大于空气。 教师接着提问：我们之前用排水法也能收集到氧气，这说明氧气在水中的溶解情况怎样？学生讨论后认为，如果氧气极易溶于水，就不能用排水法收集了，所以氧气应该是不易溶于水的。教师肯定学生的推理，并补充：实际上在室温下，一升水中大约只能溶解三十毫升的氧气，正是因为溶解得不多，我们才能用排水法收集到比较纯净的氧气。教师进一步展示液态氧的视频或图片，介绍在压强为一百零一千帕时，氧气在零下一百八十三摄氏度会变成淡蓝色的液体，在零下二百一十八摄氏度会变成淡蓝色雪花状的固体。学生们对液氧和固态氧的颜色表现出浓厚兴趣，教师顺势指出：工业上储存氧气的钢瓶通常涂成蓝色，正是为了与液态氧的颜色相呼应，便于识别。 【设计意图】 本任务通过“看一闻一推理”的递进式观察活动，让学生自主构建氧气物理性质的知识框架，而不是被动接受教师的讲解。正放集气瓶、排水法收集等细节都来自学生之前的学习经验，教师通过提问引导学生将已有经验与新知识建立联系，培养推理思维。液态氧的拓展介绍则拓宽了学生对物质三态变化的认识，也为后续理解工业贮存氧气打下基础。 任务二：实验探究——木炭在空气与氧气中的燃烧对比 【任务情境】 教师说：我们已经知道了氧气的物理性质，那么氧气的化学性质又如何呢？接下来我们通过一系列实验来探究。第一个实验是大家非常熟悉的木炭燃烧。请同学们回忆一下，木炭在空气中燃烧时你看到过什么现象？学生纷纷回答：发红光、放热、有烟。教师进一步提问：如果把点燃的木炭放进一瓶纯净的氧气中，燃烧会有什么不同？请大家先做出自己的猜想。 【猜想与假设】 学生分组讨论，提出不同猜想。有的学生认为氧气更纯净，燃烧会更剧烈；有的学生认为木炭在氧气中会熄灭，因为没有了空气；还有的学生认为现象可能和空气中差不多。教师将各组的猜想简要记录在黑板一侧，告诉大家：猜想是否正确，需要用实验来验证。 【实验操作与观察】 教师演示实验：用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，观察木炭在空气中燃烧的现象——木炭发红光，没有明显火焰，持续放热。随后教师将红热的木炭由集气瓶口向下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，提醒学生注意观察木炭在氧气中燃烧的现象。学生们专注地观察，有人发出惊叹：木炭在氧气中剧烈燃烧，发出明亮的白光，比空气中耀眼得多。燃烧结束后，教师向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡，让学生观察石灰水的变化。学生发现澄清石灰水变浑浊了。 【讨论与归纳】 教师组织学生分组讨论以下问题：第一，木炭在空气中和在氧气中燃烧的现象有什么相同点和不同点？第二，为什么在氧气中燃烧更剧烈？第三，倒入澄清石灰水后变浑浊，说明了什么？学生讨论后汇报：相同点是都放热、都是燃烧；不同点是在空气中只发红光，在氧气中发白光，燃烧更剧烈。关于原因，学生结合空气中氧气只占约五分之一的知识，推断氧气浓度越高，燃烧越剧烈。关于澄清石灰水变浑浊，学生回忆起之前学过的知识，知道这是二氧化碳的特征反应，说明木炭燃烧生成了二氧化碳。教师总结：木炭与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，同时放出大量热。教师特别提醒学生描述实验现象时要注意区分“现象”和“结论”——“发白光”是我们看到的现象，“生成了二氧化碳”是通过实验证据推理出的结论，二者不能混淆。 【设计意图】 木炭燃烧实验是学生认识氧气化学性质的第一个对比实验。教师采用“先猜想后验证”的方式，让学生带着预期观察实验，增强观察的目的性和思维的参与度。“空气中 vs 氧气中”的对比设计，让学生直观感受到氧气浓度对反应剧烈程度的影响，为后续两个实验的分析方法做示范。澄清石灰水的使用则引导学生学会利用特征反应检验产物，培养基于证据进行推理的科学思维。 任务三：实验探究——硫在空气与氧气中的燃烧对比 【任务情境】 教师说：刚才我们看到木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈得多。那么是不是所有物质在氧气中燃烧都会比在空气中更剧烈呢？接下来我们做第二个实验——硫的燃烧。硫是一种淡黄色的粉末状固体，大家可能在生活中不太常见。请大家先观察老师手中的硫粉，注意它的颜色和状态。学生观察硫粉，描述为淡黄色粉末状固体。 【实验操作与观察】 教师演示实验：在燃烧匙中放入少量硫粉，用酒精灯加热，观察硫在空气中燃烧的现象。学生看到硫在空气中先熔化，然后燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，同时闻到一股刺激性气味。教师提醒学生注意闻气味的方法——用手轻轻扇动，使少量气体飘入鼻孔。随后教师将盛有燃着硫的燃烧匙伸入盛有氧气的集气瓶中，学生们注意到火焰颜色发生了明显变化——在氧气中硫燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，比空气中鲜艳得多，同样放出热量。燃烧结束后，教师向学生说明：硫燃烧生成的气体叫二氧化硫，它是一种有刺激性气味的气体，也是一种空气污染物。 【安全提示】 教师特别强调：二氧化硫对人体呼吸道有刺激作用，是形成酸雨的主要气体之一。因此本实验必须在通风橱中进行，或者在集气瓶底部预先加入少量水来吸收生成的二氧化硫气体。教师展示课前在集气瓶底部加了少量水的集气瓶，解释这样做的目的是防止二氧化硫逸散到空气中造成污染。教师顺势引导学生思考：为什么要在集气瓶底部加水？学生回答：吸收二氧化硫，防止污染空气。教师进一步追问：这体现了一种什么样的化学理念？学生讨论后说出“绿色化学”“保护环境”等关键词，教师给予肯定。 【讨论与归纳】 教师组织学生填写对比表格：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰；两者都放热，都生成有刺激性气味的气体。教师引导学生对比木炭和硫两个实验的异同，发现规律：不同物质在氧气中燃烧的现象不同，但都比在空气中更剧烈。教师追问：为什么会这样？学生回答：因为氧气浓度不同。教师进一步追问：这说明了氧气具有什么样的化学性质？学生归纳：氧气的化学性质比较活泼，能支持燃烧，氧气浓度越高燃烧越剧烈。 【设计意图】 硫燃烧实验在现象上比木炭燃烧更具视觉冲击力——淡蓝色到蓝紫色火焰的对比非常鲜明，学生印象深刻。集气瓶底部加水处理是本实验的重要安全操作和环保设计，教师借此渗透绿色化学理念，让学生认识到化学实验不仅要观察现象，还要关注环境影响和实验安全。通过木炭和硫两个实验的对比归纳，学生开始形成“氧气浓度影响反应剧烈程度”的规律性认识，为第三个实验铁丝燃烧的自主分析做好方法迁移的准备。 任务四：实验探究——铁丝在氧气中的燃烧 【任务情境】 教师说：我们已经观察了木炭和硫在氧气中的燃烧，它们在空气中都能燃烧。接下来这个实验的主角是铁丝——铁丝是我们生活中非常常见的金属。请大家先想一想：铁丝能在空气中燃烧吗？学生们纷纷摇头，说铁丝在空气中不能燃烧，只能被烧红。教师追问：那铁丝在纯氧气中能不能燃烧呢？我们一起来看一看。 【实验准备与操作】 教师展示实验装置：将一根光亮的细铁丝绕成螺旋状，铁丝下端系一根火柴，集气瓶底部预先放少量水或铺一层细沙。教师边操作边讲解：为什么要把铁丝绕成螺旋状？学生讨论后，教师解释：绕成螺旋状可以增大铁丝的受热面积，使铁丝更容易达到燃烧所需的温度。为什么要系一根火柴？学生回答：用来引燃铁丝。教师进一步追问：为什么要等火柴快燃尽时才把铁丝伸入集气瓶？学生思考后回答：如果火柴燃得很旺就伸进去，火柴燃烧会消耗瓶内的氧气，影响铁丝的燃烧效果。教师对学生的分析表示赞赏。 教师点燃火柴，待火柴即将燃尽时，将铁丝由集气瓶口缓慢伸入瓶中。学生们屏住呼吸观察：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热。燃烧结束后，学生观察到集气瓶底部有黑色固体生成。教师展示这块黑色固体，告诉学生这是四氧化三铁。教师提问：为什么要在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙？学生结合“火星四射”“大量热”等现象，推断高温熔融物溅落下来可能会炸裂集气瓶底，放水或细沙就是为了起到保护作用。教师肯定学生的推理。 【讨论与归纳】 教师组织学生将铁丝燃烧的现象与木炭、硫燃烧的现象放在一起对比讨论。有学生发现：木炭和硫在空气中就能燃烧，只是在氧气中更剧烈；而铁丝在空气中根本不能燃烧，只能红热，只有在纯氧中才能燃烧。教师引导学生思考：这说明什么？学生回答：不同物质燃烧所需的氧气浓度不同，或者说不同物质与氧气反应的难易程度不同。教师总结：这恰好说明氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下能与多种物质发生化学反应。教师特别提醒：描述铁丝燃烧现象时要注意，“火星四射”是最显著的特征，不要与“火焰”混淆——铁丝燃烧时没有火焰产生，只有火星四射。 【设计意图】 铁丝燃烧实验是本节课最具挑战性的实验，操作细节多、安全要求高。教师在实验前通过一系列问题引导学生理解每一步操作的原因，而不是简单地照方抓药。绕成螺旋状、系火柴、待火柴快燃尽再伸入、瓶底放水或细沙——每一个操作细节都蕴含着化学原理，教师通过问题链让学生“知其然更知其所以然”。铁丝在空气中不能燃烧但在氧气中能燃烧的对比，进一步强化了“氧气浓度影响反应”的认识，也让学生体会到氧气作为一种化学性质活泼气体的特性。 任务五：归纳与提升——氧气化学性质的整体认识 【任务情境】 教师说：今天我们一共做了三个燃烧实验——木炭、硫、铁丝分别在氧气中燃烧。请大家结合实验记录，完成下面的归纳任务。每组讨论后填写一张对比分析表，从反应物、反应条件、在空气中的现象、在氧气中的现象、生成物特征等角度进行整理。 【小组讨论与填表】 学生分组讨论，整理三个实验的观察记录。教师巡视各组，指导学生规范描述现象，提醒学生区分“现象”和“结论”。讨论结束后，教师请各组代表汇报整理结果。第一组汇报木炭燃烧：在空气中发红光，在氧气中发白光，都放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。第二组汇报硫燃烧：在空气中发出淡蓝色火焰，在氧气中发出蓝紫色火焰，都放热，生成有刺激性气味的气体。第三组汇报铁丝燃烧：在空气中只能红热不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧火星四射，放热，生成黑色固体。教师将各组的汇报汇总在黑板上，形成完整的对比表格。 【提炼规律】 教师引导学生从三个实验中提炼共性规律：第一，三个反应都是物质与氧气发生的反应；第二，三个反应都在点燃条件下进行；第三，三个反应都放出热量；第四，物质在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，有的甚至在空气中不能燃烧但在氧气中能燃烧。教师总结：这些共同特征说明氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在化学反应中能够提供氧，具有氧化性。教师特别强调：氧气本身不能燃烧，它只是支持其他物质燃烧，所以氧气不能用作燃料——这是一个常见的易错点，大家一定要记住。 【设计意图】 归纳提升环节是学生从零散实验现象走向系统化学认识的关键一步。通过小组讨论和表格整理，学生将三个独立的实验串联成一个有逻辑的知识网络。教师引导学生提炼的四条共性规律，分别对应了反应类型、反应条件、能量变化和氧气浓度的影响，帮助学生形成结构化的知识体系。“氧气不能作燃料”的易错点提醒，则是对学生常见迷思概念的及时纠正。 任务六：联系生活——氧气的用途 【任务情境】 教师说：我们已经认识了氧气的物理性质和化学性质。那么，这些性质在生活和生产中究竟有哪些应用呢？请大家结合今天所学的知识，分组讨论氧气有哪些用途，并且说一说每一种用途分别利用了氧气的什么性质。 【小组讨论与分享】 学生分组热烈讨论，结合生活经验和刚学的化学知识列举氧气的用途。第一组同学说：病人呼吸困难时需要吸氧，登山运动员和潜水员也要携带氧气瓶，这是利用了氧气能供给呼吸的性质。第二组同学说：炼钢时要吹入氧气，气焊气割时要用氧气，这是利用了氧气能支持燃烧的性质。第三组同学补充：火箭发射时液氧作为助燃剂，医院里的高压氧舱也是用氧气治疗疾病的。教师将学生的发言分类板书在黑板上，引导学生发现规律：氧气的用途可以归纳为两大类——供给呼吸和支持燃烧。而这两大类用途，正是由氧气的化学性质决定的。 【性质决定用途】 教师进一步追问：为什么氧气能供给呼吸？为什么氧气能支持燃烧？学生结合今天的实验回答：因为氧气的化学性质比较活泼，能与体内的物质和可燃物发生反应。教师总结：这就是化学中一个非常重要的思想——物质的性质决定物质的用途，用途反映性质。我们学习物质的性质，最终目的就是为了更好地利用物质。教师进一步引导学生思考：是不是氧气对人类只有好处没有坏处呢？学生展开讨论，有学生提到氧气会使铁生锈，有的提到食物在空气中会腐败变质，还有的提到高浓度氧气对人体也有毒害作用。教师肯定学生的辩证思考，指出任何物质都有两面性，关键在于我们如何合理利用。 【设计意图】 从化学性质回到生活应用，是本节课知识闭环的重要环节。学生通过讨论自主归纳出氧气的两大类用途，教师再引导学生将用途与性质建立因果联系，落实“性质决定用途”的化学观念。最后的辩证讨论——氧气既有有利的一面也有不利的一面——培养了学生的辩证思维和科学态度，避免了对物质认识的片面化。 课堂小结 教师引导学生回顾本节课的学习内容：今天我们通过观察和实验，认识了氧气的物理性质——无色无味、密度略大于空气、不易溶于水、液固态呈淡蓝色；通过木炭、硫、铁丝三个燃烧实验，认识了氧气的化学性质——比较活泼，具有氧化性，能支持燃烧，氧气浓度越高燃烧越剧烈；最后联系生活，归纳了氧气供给呼吸和支持燃烧两大用途。希望同学们课后能把今天学到的“性质决定用途”的化学思想，运用到以后学习其他物质的过程中。 七、板书设计 课题2 氧气的性质与应用（第一课时） 一、氧气的物理性质 无色无味气体 密度略大于空气 不易溶于水 液固态淡蓝色 二、氧气的化学性质——比较活泼，具有氧化性 木炭：空气中发红光，氧气中发白光，放热，生成使石灰水变浑浊的气体 硫：空气中淡蓝色火焰，氧气中蓝紫色火焰，放热，生成刺激性气味气体 铁丝：空气中红热不燃烧，氧气中剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体 结论：氧气浓度越高，燃烧越剧烈 三、氧气的用途 供给呼吸（医疗、潜水、登山） 支持燃烧（炼钢、气焊、火箭助燃） 性质决定用途，用途反映性质 学科网（北京）股份有限公司 $