3.3氧气和二氧化碳的制备（第一课时）教学设计--2026-2027学年八年级化学沪科版（五四学制）全一册

氧气和二氧化碳的制备（第一课时）教学设计 沪科版（五四学制）初中化学 八年级全一册 专题三 空气、氧气、二氧化碳 一、教材分析 本课题选自沪科版（五四学制）初中化学八年级全一册专题三“空气、氧气、二氧化碳”中的课题三。学生在前两节已认识空气组成以及氧气、二氧化碳的主要性质，本课时聚焦氧气的实验室制法，是从“认识物质”走向“制取物质”的关键转折点。教材以“如何在实验室获得一瓶氧气”为驱动问题，引导学生从反应物状态与反应条件出发选择发生装置，从气体密度与溶解性出发选择收集方法，初步建立“气体制取的一般思路”，为后续学习二氧化碳制取及高中化学实验奠定方法基础。 二、四维核心素养 化学观念：通过氧气制取认识含氧物质在一定条件下可以转化为氧气，初步形成物质转化与元素守恒的观念。科学思维：能依据反应物状态和反应条件推理气体发生装置，依据气体密度与溶解性选择收集方法，发展比较与归纳能力。科学探究：经历提出问题、设计方案、动手制取、检验验满的完整探究过程。科学态度与责任：养成规范操作、安全第一的实验习惯，体会化学对人类获取物质的重要价值。 三、教学重难点 教学重点：实验室制取氧气的药品选择、发生装置与收集装置的确定，以及氧气的检验与验满方法。教学难点：理解发生装置的选择依据是反应物状态和反应条件，收集装置的选择依据是气体密度和溶解性，并能将这一思路迁移运用到新情境中。 四、设计意图 本课时采用任务式活动设计，以“为班级水培绿植探究一瓶氧气的来源”为真实情境驱动，将学生置于解决问题的角色中。活动一从绿植情境切入，引导学生回顾氧气性质并提出“如何在实验室制取氧气”的核心问题；活动二组织小组研讨，让学生从给定药品中筛选可行方案，并依据反应物状态与反应条件画出装置草图，结合氧气性质确定收集方法；活动三进入实验室实操，完成制取、收集、检验与验满；活动四组织汇报对比与反思，师生共同归纳气体制取的一般思路。整个设计不直接灌输装置名称与操作口诀，而是让学生在“选药品—画装置—做实验—找问题—理思路”的链条中自主建构知识，体现“做中学”“用中学”的理念，同时落实规范操作与实验安全教育。 五、教学过程 任务一：创设情境，提出问题 教师展示班级水培绿植的照片，同时拿出一个空集气瓶，向学生提问：“同学们，我们班的水培绿萝长势喜人，大家知道植物在光下会释放出一种对生命至关重要的气体——氧气。可是，如果实验室里需要一瓶氧气，我们能不能像从超市买饮料那样直接取一瓶回来呢？” 学生摇头后，教师继续引导：“对，空气中虽然含有氧气，但它与氮气等多种气体混合在一起，纯度不够。我们上节课已经学习了氧气的性质，谁能说一说氧气有哪些重要性质和用途？” 学生举手回答：氧气可以供给呼吸、支持燃烧；氧气是无色无味的气体；密度比空气略大；不易溶于水；能使带火星的木条复燃等。教师在学生回答的基础上追问：“很好。既然氧气在生产生活中如此重要，那么在实验室里，我们怎样才能自己制造出一瓶纯净的氧气呢？这就是今天要探究的核心问题。” 教师板书课题：氧气和二氧化碳的制备（第一课时）——氧气的实验室制取。 任务二：研讨方案，选择药品与装置 教师将学生分成四人小组，每组发放一张“方案研讨单”。研讨单上列出了几种含有氧元素的物质，包括高锰酸钾、过氧化氢溶液、氯酸钾等（仅用中文名称列出）。教师提出三个讨论问题： 第一，这些物质中，哪些可以用来在实验室制取氧气？你的判断依据是什么？第二，如果选择加热某种固体来制取氧气，我们需要什么样的发生装置？请画出装置草图。第三，根据上节课了解到的氧气性质，可以用哪些方法收集氧气？为什么？ 学生分组讨论，教师巡视并参与各小组交流。在讨论第一个问题时，有的小组提出“只要含有氧元素的物质都能制取氧气”，教师及时引导：“这个思路有道理，但实验室制取气体还要考虑多个因素——原料是否容易获得、反应条件是否容易达到、反应速率是否适中、产物是否纯净、操作是否安全。大家再想想，是不是所有含氧元素的物质都适合在实验室制取氧气？”学生经过进一步讨论，逐步筛选出高锰酸钾、过氧化氢溶液和氯酸钾三种常见的实验室制氧药品。 在讨论第二个问题时，学生在教师引导下回忆：如果反应物是固体、反应需要加热，发生装置应包括盛放固体的试管、加热用的酒精灯、固定试管的铁架台以及导出气体的导管。学生在研讨单上画出固体加热型发生装置的草图。教师特别提醒：试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管炸裂；导管伸入试管不宜过长，稍露出橡皮塞即可。 在讨论第三个问题时，学生结合氧气“密度比空气略大”和“不易溶于水”的性质，得出两种收集方法：一是排水集气法，因为氧气不易溶于水；二是向上排空气法，因为氧气密度比空气大。教师追问：“这两种方法收集到的氧气，哪种更纯净？为什么？”学生思考后回答：排水法收集的气体更纯净，因为排空气法很难将空气完全排尽。各小组完成研讨单后，教师邀请两个小组上台展示方案草图，并请其他小组评价补充。 任务三：动手实验，制取并收集氧气 教师首先进行示范操作并强调安全要点。教师将高锰酸钾装入干燥的试管，在试管口放一团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管口，将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜。然后点燃酒精灯，先均匀加热试管，再集中在药品部位加热。待导管口有连续均匀的气泡冒出时，开始用排水法收集气体。收集完成后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。 教师边操作边讲解每一步的注意事项，特别强调：为什么要在试管口放棉花？（防止加热时药品粉末进入导管）为什么要等到气泡连续均匀冒出后再收集？（刚开始排出的是试管中的空气，收集太早气体不纯）为什么实验结束时要先移导管再熄灭酒精灯？（防止水槽中的水倒吸入热的试管，使试管炸裂） 学生分组进行实验，每组至少完成一瓶氧气的收集。教师巡回指导，及时纠正不规范操作。实验完成后，教师引导学生进行两项操作：检验氧气——将带火星的木条伸入集气瓶内，观察到木条复燃，证明瓶内气体是氧气；验满氧气——将带火星的木条放在集气瓶口（若用向上排空气法收集），若木条复燃，证明氧气已收集满。 教师提问：“检验和验满有什么区别？”学生回答：检验是把木条伸入瓶内，验满是把木条放在瓶口。教师进一步追问：“为什么排水法收集时不需要验满？”学生回答：因为看到集气瓶口有大气泡冒出时就说明气体已集满。 任务四：对比反思，归纳气体制取思路 各小组汇报实验结果：收集到的氧气是否成功使带火星的木条复燃；实验过程中遇到了哪些问题；是如何解决的。有的小组反映收集的气体不能使木条复燃，教师引导全班分析可能的原因：药品是否变质？装置是否漏气？收集时间是否过早？是否在气泡刚开始冒出时就收集了？通过分析，学生认识到规范操作和每一步注意事项的重要性。 教师引导全班回顾本课时的探究历程，师生共同归纳出实验室制取气体的一般思路：第一步，选择药品——考虑原料易得、条件可达、速率适中、安全环保；第二步，选择发生装置——固体加热型或固液常温型，依据是反应物状态和反应条件；第三步，选择收集装置——密度比空气大的用向上排空气法，密度比空气小的用向下排空气法，不易溶于水且不与水反应的可用排水法；第四步，检验与验满——根据气体的特性进行检验，根据收集方法进行验满。 教师总结：“今天我们用这个思路成功制取了氧气。下一节课，我们将运用同样的思路，来研究如何在实验室制取二氧化碳。大家课后可以先想一想：如果用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，发生装置应该选哪种？收集装置又应该选哪种？” 六、板书设计 课题3 氧气和二氧化碳的制备（第一课时） ——氧气的实验室制取 一、制取气体的一般思路 选药品 → 选发生装置 → 选收集装置 → 检验与验满 二、药品 高锰酸钾（需加热） 过氧化氢溶液（常温，加二氧化锰） 氯酸钾（需加热，加二氧化锰） 三、装置 发生装置：固体加热型 / 固液常温型 收集装置：排水法（氧气不易溶于水） 向上排空气法（氧气密度比空气大） 四、操作步骤 查 → 装 → 定 → 点 → 收 → 离 → 熄 五、检验与验满 检验：带火星木条伸入瓶内 → 木条复燃 验满：带火星木条放在瓶口 → 木条复燃 学科网（北京）股份有限公司 $