4.3氧气的实验室制取第二课时导学案--2026-2027学年九年级化学鲁教版上册

第四单元 第三节 氧气的实验室制取（第二课时） 鲁教版 九年级化学上册 导学案 一、学习目标（四维核心素养） 化学观念：通过过氧化氢溶液制取氧气的实验，认识化学反应需要一定条件，初步形成物质可以转化、条件影响变化的化学观念。 科学思维：通过对比实验分析二氧化锰对过氧化氢分解的影响，学习控制变量与对比归纳的思维方法。 科学探究：亲历制取氧气的完整操作过程，学会组装装置、检查气密性、收集和验满气体的基本技能。 科学态度与责任：养成规范操作、注意安全的实验习惯，体会化学实验对认识物质、改善生活的价值。 二、学习重难点 学习重点：实验室用过氧化氢溶液制取氧气的反应原理、实验装置选择和操作步骤；催化剂的概念及“一变两不变”的含义；分解反应的特征。 学习难点：理解催化剂“一变两不变”中化学性质不变的含义；根据反应物状态和反应条件选择发生装置；检查装置气密性的原理。 三、课前预习案 （一）知识回顾与填空 1. 实验室常用________溶液在常温下与________混合制取氧气，其中二氧化锰在反应中起________作用。 2. 催化剂是指在化学反应里能________其他物质的化学反应速率，而本身的________和________在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫做________。 3. 由________物质生成________或________其他物质的反应，叫做分解反应。分解反应的特点可以概括为“一变多”。 4. 收集氧气可以用________法（因为氧气不易溶于水且不与水反应），也可以用________法（因为氧气的密度比空气略大且不与空气中的成分反应）。 5. 检验集气瓶中的氧气是否已经收集满的方法是：将带火星的木条放在________，若木条________，则证明氧气已收集满。 6. 检验一瓶气体是否是氧气的方法是：将带火星的木条伸入集气瓶________，若木条________，则证明该气体是氧气。 （二）选择题 7. 下列关于催化剂的说法中，正确的是（ ） A. 催化剂只能加快其他物质的化学反应速率 B. 催化剂在化学反应前后质量和性质都保持不变 C. 催化剂能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变 D. 任何化学反应都必须加入催化剂才能发生 8. 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，一定不需要用到的仪器是（ ） A. 试管（或锥形瓶） B. 酒精灯 C. 集气瓶 D. 水槽 9. 下列反应中，属于分解反应的是（ ） A. 碳在氧气中燃烧生成二氧化碳 B. 过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气 C. 铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁 D. 蜡烛在空气中燃烧生成水和二氧化碳 10. 用过氧化氢溶液制取氧气时，忘了加入二氧化锰，其结果是（ ） A. 不产生氧气 B. 产生氧气的速率很慢 C. 产生氧气的总量减少 D. 没有影响 （三）预习思考 11. 为什么用过氧化氢溶液制取氧气时不需要加热？这与用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气相比有什么优点？ 12. 有同学说：“二氧化锰在任何反应中都可以作催化剂。”你认为这种说法对吗？请查阅资料或结合已有知识举例说明。 四、课中探究案 （一）实验探究：二氧化锰在过氧化氢分解中的作用 【提出问题】二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的过程中，到底扮演了什么角色？ 【设计并进行实验】完成下列实验，记录现象并填写表格。 实验一：在试管中加入约5毫升过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内。 现象：带火星的木条________________，说明常温下过氧化氢分解速率很________，放出的氧气量________。 实验二：向上述试管中加入少量二氧化锰，将带火星的木条伸入试管内。 现象：试管内迅速产生大量________，带火星的木条________，说明加入二氧化锰后过氧化氢分解速率明显________。 实验三：待实验二的试管中不再产生气泡时，再向试管中加入适量过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管内。 现象：试管内又迅速产生大量________，带火星的木条________，说明二氧化锰仍然能够继续________过氧化氢的分解。 【实验结论】二氧化锰能________过氧化氢的分解速率，而反应前后二氧化锰本身的________和________没有发生改变。因此，二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的反应中作________，所起的作用叫做________作用。 （二）讨论与交流 13. 实验一与实验二对比，可以得出什么结论？ 14. 实验三的设计目的是什么？它又说明了什么？ 15. 有人说：“二氧化锰是催化剂，所以二氧化锰在任何化学反应中都只能作催化剂。”这句话是否正确？请说明理由。 16. 若要证明二氧化锰在反应前后质量不变，还需要补充哪些实验操作？ （三）课堂精练 17. 常温下，在过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰后立即产生大量气泡。关于该过程的说法正确的是（ ） A. 二氧化锰增加了生成氧气的质量 B. 二氧化锰加快了过氧化氢分解的速率 C. 二氧化锰增加了过氧化氢的质量 D. 二氧化锰使收集到的氧气更纯净 18. 下列关于实验室制取氧气的操作中，正确的是（ ） A. 装药品之前先检查装置的气密性 B. 加热固体药品时试管口略向上倾斜 C. 用向下排空气法收集氧气 D. 实验结束后先熄灭酒精灯，再把导管移出水面 19. 下列关于分解反应的说法中，正确的是（ ） A. 由一种物质生成两种物质的反应叫做分解反应 B. 反应物只有一种，生成物可以是两种或两种以上 C. 分解反应一定有氧气生成 D. 只要反应物只有一种，就一定是分解反应 20. 某同学用3%的过氧化氢溶液制取氧气，发现反应速率太快，来不及收集气体。下列措施中可行的是（ ） A. 对反应物进行加热 B. 向反应容器中加入更多的二氧化锰 C. 向过氧化氢溶液中加入适量水进行稀释 D. 换用更大容积的反应容器 21. 工业上制取氧气常采用分离液态空气的方法，其原理是利用液态氮和液态氧的________不同，先将空气________化，再升温汽化，先蒸发出来的是________，剩下的主要是液态氧。这个过程属于________变化（填“物理”或“化学”）。 （四）装置选择与操作 22. 实验室制取气体时，选择发生装置的依据是反应物的________和反应的________；选择收集装置的依据是气体的________和________（即是否溶于水、是否与水反应）。 23. 用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气应选用________（填“固体加热型”或“固液不加热型”）发生装置；用高锰酸钾制取氧气应选用________发生装置。 24. 检查固液不加热型装置（锥形瓶配长颈漏斗和带导管的双孔橡皮塞）气密性的方法是：先用弹簧夹夹住胶皮管，再从长颈漏斗向锥形瓶内注入水。若观察到长颈漏斗下端形成一段________，且一段时间后水柱________，则说明装置气密性良好。请从气压变化的角度解释其原理：________________________________。 25. 请将实验室用过氧化氢制取氧气的主要操作步骤按正确顺序排列（填序号）：________。 ① 向锥形瓶中加入二氧化锰固体 ② 检查装置的气密性 ③ 用排水法收集气体 ④ 从长颈漏斗加入过氧化氢溶液 ⑤ 组装仪器 （五）综合应用 26. 某化学兴趣小组用如下方案探究“过氧化氢分解速率与哪些因素有关”。请回答下列问题： （1）他们取相同体积、相同浓度的过氧化氢溶液两份，一份加入少量二氧化锰，另一份不加，观察到加入二氧化锰的一份产生气泡的速率明显更快。这一对照实验探究的变量是________，可得出的结论是________。 （2）若要探究过氧化氢溶液的浓度对分解速率的影响，应控制________和________相同，只改变________。这种实验方法叫做________法。 27. 实验结束后，锥形瓶内残留有二氧化锰和水的混合物。若要回收二氧化锰并称量其质量，正确的操作顺序是：先将残留液进行________，分离出固体；再用蒸馏水________固体；然后将固体放在石棉网上________至质量不再变化，最后用天平称量。称量结果与反应前加入的二氧化锰质量相比，应该________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。该步骤是为了证明催化剂在反应前后________不变。 28. 若要收集一瓶较纯净的氧气，应选用________法；若要收集一瓶较干燥的氧气，应选用________法。用向上排空气法收集氧气时，导管应伸到集气瓶的________，目的是________。 五、板书设计 第三节 氧气的实验室制取（第二课时） 一、制取原理 过氧化氢溶液 —— 在二氧化锰的催化作用下 ——→ 分解生成水和氧气 二、催化剂（一变两不变） 一变：改变其他物质的化学反应速率（加快或减慢） 两不变：反应前后催化剂本身的质量不变；催化剂的化学性质不变 三、实验装置 发生装置：固液不加热型（锥形瓶或试管，配长颈漏斗或分液漏斗） 收集装置：排水集气法（氧气不易溶于水）；向上排空气法（氧气密度比空气略大） 四、分解反应 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应（一变多） 五、操作步骤 查（气密性）→ 装（药品）→ 收（气体）→ 验（验满）→ 整理 六、工业制氧：分离液态空气法（利用沸点不同，属于物理变化） 参考答案 课前预习案 （一）知识回顾与填空 1. 过氧化氢；二氧化锰；催化 2. 改变；质量；化学性质；催化作用 3. 一种；两种；两种以上 4. 排水集气；向上排空气 5. 集气瓶口；复燃 6. 内；复燃 （二）选择题 7. C 8. B 9. B 10. B （三）预习思考 11. 过氧化氢在常温下加入二氧化锰即可迅速分解产生氧气，不需要加热。与加热高锰酸钾或氯酸钾相比，优点是：反应不需要加热，操作简便、安全，节能，且生成物只有水和氧气，对环境无污染。 12. 这种说法不正确。催化剂的角色是相对于某个具体反应而言的，一种物质在不同的反应中可以作反应物、生成物或催化剂。例如，在加热高锰酸钾制取氧气的反应中，二氧化锰是生成物而不是催化剂；在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰才是催化剂。 课中探究案 （一）实验探究 实验一：不复燃（或仅微弱发光）；慢；少 实验二：气泡；复燃；加快 实验三：气泡；复燃；催化（加快） 实验结论：加快；质量；化学性质；催化剂；催化 （二）讨论与交流 13. 二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，使常温下几乎不分解的过氧化氢迅速产生大量氧气。 14. 实验三的目的是验证二氧化锰是否可以重复使用。当试管中不再产生气泡时再加入过氧化氢溶液，仍能迅速产生氧气并使木条复燃，说明二氧化锰的化学性质在反应前后没有改变，仍可继续起催化作用。 15. 这句话不正确。催化剂是针对某一具体化学反应而言的。二氧化锰在过氧化氢分解反应中是催化剂，但在其他反应中可以是反应物或生成物。例如，加热高锰酸钾制取氧气时，二氧化锰是生成物，而不是催化剂。 16. 还需要在实验前用天平称量所加入二氧化锰的质量；待反应结束后，将锥形瓶内的残留液过滤、洗涤、干燥，再称量所得黑色固体的质量，与反应前比较，若质量相等则证明二氧化锰在反应前后质量不变。 （三）课堂精练 17. B 18. A 19. B 20. C 21. 沸点；液；氮气；物理 （四）装置选择与操作 22. 状态（或类别）；条件；密度；溶解性 23. 固液不加热型；固体加热型 24. 水柱（液柱）；不下降（或不明显下降）；夹紧胶皮管后锥形瓶内部密闭，从长颈漏斗加水时瓶内空气被压缩，瓶内气压大于外界大气压，将水柱托住使其不下降，说明装置不漏气。 25. ⑤②①④③（或②⑤①④③，先组装仪器再查气密性亦可） （五）综合应用 26.（1）是否加入二氧化锰（有无催化剂）；在其他条件相同时，加入二氧化锰可以加快过氧化氢的分解速率。 （2）温度；过氧化氢溶液的体积（或用量）；过氧化氢溶液的浓度；控制变量。 27. 过滤；洗涤；烘干（或干燥）；相等；质量。 28. 排水集气；向上排空气；底部（或瓶底）；尽可能排尽瓶内空气，使收集的氧气更纯净。 学科网（北京）股份有限公司 $