跨学科实践活动 一、简易制氧器的制作 导学案--2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

仁爱科普版初中化学九年级上册 跨学科实践活动导学案

课题：一、简易制氧器的制作

一、四维核心素养

化学观念：认识氧气性质与催化作用，“性质决定用途”观念。

科学思维：从制氧需求出发分析原料装置，进行设计比较。

科学探究：经历提出问题、设计方案、制作测试改进，依据现象收证。

科学态度与责任：体验跨学科协作，树立安全节约意识。

二、学习重难点

重点：理解简易制氧器的工作原理，能合理选择制氧原料与催化剂，学会设计并制作一套简易制氧装置。

难点：把化学原理转化为可行的工程方案，在反复测试中依据现象诊断并改进问题，兼顾产气速率与使用安全。

三、课前预习案

（一）情境感知·选择题

1.生活中许多场景都需要氧气。下列现象中，能够体现氧气“物理性质”的是（　）

A.氧气能使带火星的木条复燃

B.人体吸入氧气以维持生命活动

C.常温常压下，氧气是一种无色、无味的气体

D.木炭在氧气中燃烧发出白光

2.医院给病人输氧时，常在氧气瓶与病人之间连接一个盛有少量水的洗气瓶。这一设计最主要的目的是（　）

A.观察氧气输出的速率

B.吸收氧气中的有害气体

C.给氧气加湿，并便于观察气流

D.防止氧气瓶内压强过大

3.下列关于催化剂的说法中，正确的是（　）

A.催化剂只能加快化学反应的速率

B.催化剂在反应前后，质量和化学性质都不改变

C.任何化学反应都必须使用催化剂

D.催化剂本身就是一种反应物

（二）概念辨析·填空题

4.在制取氧气的实验中，常加入少量物质来加快反应速率。这类物质在化学反应前后，本身的质量和化学性质都______（填“改变”或“不变”），它们在其中起______作用。

5.检验一瓶气体是否为氧气，常用一支______的木条伸入瓶内，若木条______，则说明该气体是氧气。

（三）判断正误

6.判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）催化剂只能加快化学反应的速率，不能起到延缓反应的作用。（　）

（2）氧气能支持燃烧，因此氧气本身可以作为燃料使用。（　）

（3）催化剂在反应前后，其质量和化学性质都不发生改变。（　）

（四）联系生活·简答题

7.氧气的用途十分广泛。请从“医疗急救、潜水、水产养殖、焊接切割”中任选两例，分别说明氧气在其中所起的作用。

8.有人认为“制氧就是把氧气从空气里‘搬’出来”。结合你已学的知识，谈谈你更认同“分离空气制氧”还是“用化学变化制氧”的思路，并简要说明理由。（提示：可从是否需要加热、氧气是否纯净、产量是否便于控制等方面进行比较）

（五）跨学科初探·填空题

9.制作简易制氧器需要多种知识协同：选择原料、理解反应原理属于______学科的知识，人体呼吸需要氧气属于______学科的知识，气压变化影响气流属于______学科的知识，装置的结构与安全设计则需要______方面的智慧。这说明解决真实问题离不开多学科协作。

四、课中探究案

（一）原理选择·选择题

10.某小组计划制作简易制氧器，最终选用“过氧化氢在催化剂作用下常温分解产生氧气”的方案。该方案最主要的优点是（　）

A.原料廉价、容易获得

B.反应在常温下就能进行，无需加热，较为安全

C.产生的氧气较纯净，对环境较友好

D.以上都是

（二）器材搭配·连线题

11.请把下列器材与它在制氧器中的作用对应连线。

塑料瓶　　——　作为反应发生与储气的容器

导管　　——　把产生的气体输送到需要的部位

带孔隔板　　——　把催化剂与原料隔开，防止堵塞

洗气瓶　　——　观察气流快慢，并给氧气加湿

（三）动手制作·实验探究题

12.请你完整设计一个“简易制氧器”的制作方案，并按下列要求作答：

（1）写出你选用的制氧原料，并说明选择的理由；（提示：可比较原料是否需要加热、是否易得、产气是否纯净）

（2）用文字描述装置的组成与安装顺序（不画图）；

（3）说明如何检验装置产生的气体是氧气；

（4）说明可以采取哪些措施，使产气速率保持平缓、可控；（提示：可从加入原料的量、导管口径、阀门控制等角度考虑）

（5）如果要让制氧器能够“随时开始、随时暂停”，你打算如何改进装置？

（四）诊断改进·分析题

13.测试过程中，某同学发现：一打开开关，导管口的气泡就“突突”冒得又快又猛。请你从“安全”和“效率”两个角度分析这一现象可能带来的问题，并提出两条可行的改进措施。（可从原料用量、导管粗细、阀门调节、缓冲装置等角度思考）

（五）跨学科拓展·综合题