2.4依据特定需求制取氧气 教学设计--2026-2027学年九年级化学北京版上册

《依据特定需求制取氧气》教学设计 教材版本：北京版九年级化学上册 章节：第二章 揭示燃烧奥秘 第四节 课时：2 课时 课型：新授课、实验探究课 承接上一节氧气性质，本课突出北京版教材特色：依据不同需求选择制氧方案。分为三大场景：工业大规模制氧、实验室少量制氧（过氧化氢、高锰酸钾）、便携家用供氧。建立思路：需求→选择原理→选择发生、收集装置；认识催化剂、分解反应；巩固气体制备一般模型，是气体制备专题的奠基课。 一、教材分析 本节跳出单纯学习制氧实验，核心主线：不同需求，选择不同制取氧气的方法。 工业需求：大量氧气，低成本→分离液态空气（物理变化）。 实验室需求：少量、纯净氧气，便于观察探究→过氧化氢（常温，固液不加热型）、高锰酸钾（加热，固固加热型）。 应急便携需求：野外、医疗急救，小型供氧器（过氧化物）。 实验重点：过氧化氢制氧气，探究二氧化锰的催化作用，认识催化剂 “一变两不变”；高锰酸钾制氧气装置、操作步骤。归纳分解反应（一变多）；学会依据反应物状态、反应条件选发生装置；依据气体密度、溶解性选收集装置。落实科学探究，形成气体制备的工程思维，为本册后续二氧化碳制取铺垫。 二、学情分析 学生已经掌握氧气性质、检验方法；会基础仪器操作、气密性检查；知道化合反应。 认知难点： 催化剂理解误区：二氧化锰是反应物、催化剂加快生成物总量； 区分发生装置选择依据（反应物状态、反应条件）、收集装置依据（气体物理性质）； 高锰酸钾实验操作顺序，理解 “先撤导管后熄灯” 防止倒吸； 理解本课核心思想：制取物质要结合实际需求来选方案，不是只有一种方法。 三、教学目标（核心素养） 1. 化学观念 知道工业、实验室、便携供氧三种制氧原理；记住过氧化氢、高锰酸钾制氧文字表达式；认识分解反应。 理解催化剂 “一变两不变”；知道分离液态空气是物理变化。 建立思路：根据需求、反应物状态、反应条件选择发生装置；依据气体密度、溶解性选择收集装置。 2. 科学思维 对比不同制氧方案优缺点，学会根据实际需求评估方案；能对比化合反应、分解反应，归纳反应特征。 3. 科学探究与实践 探究二氧化锰对过氧化氢分解的影响； 掌握高锰酸钾制氧气装置、步骤，学会氧气的检验、验满； 练习组装气体发生、收集装置。 4. 科学态度与责任 体会化学可以按需制备物质；实验规范操作，重视实验安全；理解化学技术服务生产、医疗生活。 四、教学重难点 重点：过氧化氢、高锰酸钾制氧原理；发生与收集装置选择；分解反应；氧气验满；催化剂概念。 难点：催化剂 “一变两不变”；高锰酸钾实验操作顺序与倒吸风险；依据需求选择制氧方案的工程思路。 五、教学准备 仪器：试管、试管架、长颈漏斗、锥形瓶、铁架台、单孔塞、导管、水槽、集气瓶、酒精灯、药匙 药品：过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾 多媒体：工业制氧流程图、制氧装置图片、简易供氧器图片 第 1 课时：制氧方案选择、过氧化氢制氧气、催化剂 （一）情境导入（5 min） 复习提问：氧气可以支持燃烧、供给呼吸。不同场景对氧气需求量不一样：钢厂需要大量氧气；实验室做实验只要几瓶；登山急救需要便携供氧。 设问：能不能用同一种方法制取？引出课题：依据特定需求制取氧气。板书课题。 （二）活动一：不同场景，选择制氧方案（10 min） 小组讨论，对比三类需求： 工业制取（大量、低成本）：分离液态空气法 原理：利用氮气、氧气沸点不同，低温加压液化空气，升温，氮气先汽化，剩下液态氧。 ✅关键点：没有新物质生成，属于物理变化。 便携应急供氧（少量、随时可用，不用加热）：供氧药包（过氧化物与水反应，简单了解）。 实验室制取（少量、较纯净，便于实验）：两种常用方法 ① 过氧化氢（双氧水）+ 二氧化锰，常温 ② 高锰酸钾固体，加热 小结：需求不同，制取原理、装置完全不同。 （三）活动二：探究 过氧化氢制取氧气（22 min） 演示对比实验： 实验 1：过氧化氢溶液，常温，带火星木条，不复燃。说明常温下分解很慢。 实验 2：向过氧化氢加入二氧化锰，迅速产生大量气泡，带火星木条复燃。 实验 3：反应结束，再加过氧化氢溶液，又快速产生氧气；二氧化锰固体质量不变。 催化剂定义： 在化学反应里，能改变其他物质反应速率，而本身质量和化学性质，在反应前后都没有发生变化。 口诀：一变：改变反应速率；两不变：质量、化学性质不变。 ⚠误区辨析： ① 催化剂不增加生成氧气的质量； ② 改变速率，可以加快，也可以减慢； ③ 二氧化锰不是所有反应的催化剂。 装置类型：固液不加热型（固体 + 液体，不需要加热） 氧气收集两种方法： 排水法：氧气不易溶于水，收集气体纯净； 向上排空气法：氧气密度略大于空气，操作简便，气体干燥。 氧气验满： 排水法：瓶口有大气泡向外冒出，已满； 向上排空气：带火星木条放在集气瓶口，木条复燃，满。（检验是伸入瓶内） （四）课堂小结（5 min） 工业制氧：分离液态空气，物理变化； 过氧化氢制氧原理，催化剂一变两不变； 固液不加热装置；氧气收集、验满。 （五）当堂检测（3 min） 工业上制取氧气属于（） A. 化学变化 B. 物理变化 C. 化合反应 D. 分解反应 关于催化剂说法正确的是（） A. 一定加快反应速率 B. 反应前后质量不变 C. 增加生成物质量 D. 只能用二氧化锰 答案：1.B；2.B （六）作业布置 熟记过氧化氢制氧文字表达式，催化剂概念； 预习高锰酸钾制氧气，思考：固体加热装置试管口为什么略向下倾斜？ 第 2 课时：高锰酸钾制氧气、分解反应、方案评价 （一）复习导入（4 min） 提问：催化剂特点；过氧化氢制氧气装置类型；氧气怎么验满？ 导入：实验室还有一种加热固体制取氧气的方法：加热高锰酸钾。 （二）活动一：高锰酸钾加热制取氧气（18 min） 药品：高锰酸钾（暗紫色固体） 装置：固固加热型（固体反应物，反应需要加热） 仪器：试管、铁架台、酒精灯、单孔橡胶塞、导管、水槽、集气瓶。 实验步骤（口诀：查、装、定、点、收、离、熄） 查：检查装置气密性 装：装入高锰酸钾，试管口放一团棉花（防止高锰酸钾粉末进入导管） 定：固定试管，试管口略向下倾斜（防止冷凝水回流，炸裂试管） 点：点燃酒精灯，先预热，再集中加热药品部位 收：等导管口气泡连续均匀冒出再收集（刚开始气泡是装置内空气） 离：收集完毕，先将导管移出水面 熄：再熄灭酒精灯 重点强调顺序：先离后熄，防止水槽中水倒吸入热试管，炸裂试管。 演示装置，辨析： 发生装置选择依据：反应物状态、反应条件； 收集装置依据：气体溶解性、密度。 （三）活动二：分解反应；方案对比评价（15 min） 观察两个实验室制氧反应： 共同点：一种物质，反应生成多种物质。 分解反应：一变多。 对比化合反应：多变一。 小组任务：评价两种实验室制氧方案 过氧化氢制氧：优点不用加热，操作简便、安全；缺点需要控制液体滴加速度。 高锰酸钾制氧：药品易得；缺点需要加热，操作繁琐，有粉末容易堵塞导管。 回归本课主题：根据需求，选择合适制取方案。 （四）课堂总结（4 min） 高锰酸钾制氧装置、步骤、注意事项；分解反应 “一变多”；发生、收集装置选择思路；按需选择制氧方法。 （五）当堂检测（3 min） 加热高锰酸钾制氧气，试管口放棉花作用（） A. 防止水倒流 B. 防止粉末进入导管 C. 便于观察 D. 保温 答案：B （六）作业 整理高锰酸钾制氧气步骤、注意事项； 课后习题； 思考：如果要制取少量氧气，课堂快速实验，你会选过氧化氢还是高锰酸钾，理由？ 六、板书设计 2.4 依据特定需求制取氧气 第 1 课时 一、不同需求，不同方案 1. 工业大量制氧：分离液态空气，物理变化（沸点不同） 2. 实验室少量制氧：过氧化氢、高锰酸钾 二、过氧化氢制氧气 催化剂：一变（速率），两不变（质量、化学性质） 装置：固液不加热型 收集：排水法；向上排空气法；验满方法 第 2 课时 一、）高锰酸钾制氧气 装置：固固加热型 步骤：查、装、定、点、收、离、熄 要点：管口略向下倾斜；管口棉花；气泡连续均匀再收集；先离后熄 二、）反应类型 分解反应：一变多；化合反应：多变一 三、）方案评价：按需选择原理与装置 七、教学反思（课后填写） 催化剂是学生最大误区，一定要通过对比实验，证明二氧化锰质量化学性质不变，纠正 “催化剂是反应物” 错误认知； 高锰酸钾实验安全要求高，教师演示为主；重点强调操作顺序，倒吸的原理； 本课最大特色是 “依据需求选择方案”，不能只当成单纯实验课，突出工程选择思维； 区分检验、验满：检验伸入瓶内；验满放在瓶口，学生极易混淆。 八、预设课堂提问 Q：过氧化氢制氧气中，不加二氧化锰，就没有氧气生成吗？ A：有氧气，只是分解速率很慢。二氧化锰只加快速率。 Q：收集氧气，什么时候开始收集？为什么？ A：导管口气泡连续均匀冒出再收集；刚开始排出是装置里空气，气体不纯。 学科网（北京）股份有限公司 $