内蒙古乌兰浩特市九年级上学期课时作业第二单元（人教版第二单元空气和氧气）（教师版）

探究空气奥秘 守护绿色家园 单元名称：第二单元 空气和氧气 学 科：初中化学 学 段：人教版九年级上册 命 题 人：马 嵩 乌兰浩特市教师发展中心 审 题 人：马 嵩 乌兰浩特市教师发展中心 联系电话：13654802666 探究空气奥秘 守护绿色家园 1 学科网（北京）股份有限公司 目 录 一、主题选择与设计初衷 2 二、题型设计与考察逻辑 2 三、单元整体设计 2 3.1 单元信息 2 3.2 单元分析 3 3.3 单元学习与作业目标 6 3.4 单元作业设计思路 7 四、课时作业设计 8 2.1.1 我们周围的空气(第一课时) 8 2.1.2 我们周围的空气(第二课时) 17 2.2 氧气 26 2.3.1制取氧气(第一课时) 35 2.3.2制取氧气(第二课时) 48 六、作业设计反思 75 初中化学（人教版）九年级上册第二单元 一、主题选择与设计初衷 作业以“探究空气奥秘 守护绿色家园”为主题，将空气、氧气相关化学知识与生态保护相融。立足教材核心内容，以“双减”为导向，贴近生活实景，让学生在探究空气的过程中夯实知识，树立爱护环境、守护蓝天的责任意识。 以探究空气与生态保护为真实育人情境，聚焦化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四大核心素养统筹设计，把化学课堂知识延伸到身边的自然环境当中，引导学生用化学视角认识空气，用科学思维践行环保理念，实现知识学习与价值教育的有机融合。 二、题型设计与考察逻辑 作业设置选择、填空两类常规题型，分层划分为基础、拓展、实践三类习题，围绕“探究空气奥秘 守护绿色家园”的主题整体排布。 基础题立足教材第二单元空气与氧气的核心内容，帮助学生巩固课本基础知识点，夯实化学观念；拓展题结合生活中的空气环境问题，引导学生深化知识理解与综合运用，锻炼科学思维；实践题结合身边的自然与生活实景开展探究活动，引导学生动手思考，把化学知识和环境保护的现实问题结合起来。 整体习题由浅入深、层层递进，从基础识记到综合应用，再到实践探究，全面考查学生的知识掌握程度、逻辑思维能力与科学探究素养，在解题过程中潜移默化渗透绿色环保的价值理念，落实四大化学核心素养的培养目标。 三、单元整体设计 3.1 单元信息 基本信息 学科 年级 学期 教材版本 单元名称 化学 九年级 第一学期 人教版 第二单元 单元组织方式 □重组单元 ☑自然单元 课时信息 序号 课题名称 课时安排 对应教材 1 我们周围的空气 2 第二单元课题1 2 氧气 1 第二单元课题2 3 制取氧气 2 第二单元课题3 课标要求 1.认识依据物质的组成和性质可以对物质进行分类，知道物质可以分为纯净物和混合物等。 2.知道物质具有独特的物理性质和化学性质。 3.知道物质具有广泛的应用价值，物质的性质决定用途。 4.了解空气的主要成分。 5.通过实验探究认识氧气的主要性质。 6.初步学习氧气的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。 7.以自然界中的氧循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。 8.认识常见的化合反应、分解反应及简单应用。 9.了解化学反应需要一定的条件，知道催化剂对化学反应的重要作用。 10.通过具体的化学实验探究活动，学习控制变量和对比实验的实验设计方法。 11.知道资源开发、能源利用和材料使用可能会对环境产生影响，树立环保意识。 学业要求 1.能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别纯净物和混合物。 2.能通过实验说明氧气的主要性质。 3.能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系。 4.能利用常见物质的性质，分析、解释一些简单的化学现象和事实，能利用化学反应相关知识分析和解释自然界、生产生活、实验中的常见现象。 5.能设计简单实验，制备并检验氧气，能说明必做实验的基本思路与方法，分析实验实施的合理性，能体现严谨求实、敢于质疑的科学态度。 6.能基于真实问题情境，依据常见物质的性质，初步分析和解决相关的综合问题，能基于必做实验形成的探究思路与方法，分析解决真实情景中的简单实验问题。 7.能基于物质的性质和用途，从辩证的角度，初步分析和评价物质的实际应用，对空气、化学品合理使用等社会性科学议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动。 8.能辨别常见的化合反应、分解反应。 9.能举例说明化学变化在自然界和生产生活中的重要应用价值，以及化学家利用化学反应造福人类的创造性贡献。 10.能利用化学反应相关知识分析和解释自然界、生产生活、实验中的常见现象。 11.在跨学科实践活动中，具有恪守科学伦理、遵守法律法规以及维护国家安全的意识。 12.能积极参与小组合作，勇于批判、质疑，自觉反思，能克服困难，敢于面对陌生的、不确定性的挑战。 13.能积极参加与化学有关的社会热点问题的讨论并作出合理价值判断，初步形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度和健康的生活方式。 教材分析 本单元是人教版九年级化学系统研究具体物质的核心单元，紧扣新课标“从生活走向化学”的课程理念，是学生化学思维启蒙与科学探究能力培养的关键载体。单元以氧气为主线，整合物质性质、基础实验操作与核心化学概念，梯度分散初学难点，编排科学合理。在知识体系中具有显著的承前启后价值，既依托学生小学科学中空气、氧气的生活化感性认知，完成经验知识的学科化、系统化升级，又衔接第一单元化学实验基本操作、物质变化等入门内容，助力学生平稳完成化学入门过渡，初步建立规范的化学学习思维。 本单元教材编排遵循学生认知规律，体现由浅入深的学习逻辑。教材以学生熟悉的空气为生活化切入点，通过探究空气的组成，引出纯净物、混合物的分类概念，帮助学生初步建立物质分类的核心化学观念。在此基础上，进一步学习氧气的性质、用途与实验室制备方法，归纳化合反应、分解反应两大基本反应类型，引导学生从现象认知上升到规律认知，帮助学生初步掌握研究气体物质的基本思路，有效激发化学探究兴趣，构建稳定的初学知识框架。 本单元实验资源丰富、探究性突出，是落实化学学科核心素养的重要依托。通过氧气性质验证、氧气实验室制取等系列实验，学生能够夯实基础实验技能，掌握观察、分析、归纳、合作探究的科学方法，养成严谨求实、尊重事实的科学态度。同时，本单元形成的气体制备实验模型、物质分类思想与基本反应规律，为后续水、碳、金属、酸碱盐等物质研究，以及二氧化碳制取、化学方程式书写、化学反应原理、环境化学等重难点内容的学习提供铺垫，是贯穿初中化学体系、支撑后续深度学习的关键单元。 学情分析 学生在生活和小学科学学习中对空气、氧气已有感性认知，知晓氧气的基本用途；结合第一单元学习，学生初步掌握了化学基本实验操作与实验观察方法，具备开展简单实验探究的能力，能够顺利进入本单元气体物质的系统学习。 但从学科思维层面来看，学生化学核心素养仍处于起步阶段，存在明显学习短板。学生原有认知多为生活化、经验化的浅层认知，缺乏化学视角的理性分析与系统建构，对空气组成、物质分类、氧气化学性质等核心知识认知模糊。本单元是学生首次系统研究气体物质、初次接触完整的气体制备体系，需要建立选材、装置、收集、检验的探究模型，思维跨度大、建模难度高。同时，纯净物与混合物、反应类型、催化剂等新概念集中出现、理论性强、易混淆，加之学生抽象思维与归纳迁移能力薄弱，使得本单元成为化学入门阶段的重难点单元。 针对以上学情，依据新课标素养导向要求，本单元教学坚持以实验探究为主、直观化突破难点。依托演示实验与分组实操激发学生探究兴趣，用具象实验现象化解抽象概念难点，循序渐进引导学生建立气体制备的通用思维模型。同时通过对比辨析、分层训练帮助学生厘清易混概念，逐步培养学生观察分析、归纳总结与科学探究能力，帮助学生顺利突破化学入门瓶颈，构建稳定、规范的化学学科思维，为后续气体制备及物质探究学习奠定基础。 3.2 单元分析 3.3 单元学习与作业目标 单元学习与作业目标 1.说出空气的主要成分及体积含量，描述氮气、氧气、稀有气体等组分的性质与对应用途，落实性质决定物质用途的化学观念。 2.解释纯净物、混合物的分类依据，能够结合生活实例区分纯净物与混合物。 3.说明空气中氧气含量测定实验的反应原理、装置与操作要点，结合习题简要分析实验误差产生原因。 4.列举空气污染物与污染来源，掌握空气污染的防治措施，结合空气质量议题作业树立保护环境、绿色低碳的理念，增强社会责任意识。 5.归纳氧气的物理性质与化学性质，掌握木炭、硫、铁丝分别在空气、氧气中燃烧的实验现象。 6.概述物质与氧气反应的变化原理，规范书写相关反应文字表达式与常见物质化学式。 7.复述化合反应、分解反应、氧化反应的定义，能根据化学反应表达式辨别已知、陌生反应的基本反应类型。 8.描述氧气工业制法的分离原理，掌握实验室制取氧气的反应原理、实验装置、气体收集、验满检验方法与实验注意事项，初步梳理气体制备的一般思路。 9.说明催化剂的特征与催化作用，结合过氧化氢制氧习题分析催化剂对化学反应速率带来的影响。 10.列举自然界氧循环的变化过程，解释物质在自然界相互转化的规律及其维系生态平衡的重要意义。 11.初步学会依托化学反应文字表达式，完成反应物、生成物相关简单定量计算，逐步建立化学定量思维，感悟化学学科特征。 12.结合真实生活情境运用空气、氧气相关知识分析、解释化学现象；依托氧气制取探究习题、微型空气质量检测跨学科作业，开展小组合作研讨，辩证评析空气相关社会性议题，培育严谨求实的科学探究素养。 3.4 单元作业设计思路 本教研团队对标《义务教育化学课程标准》素养导向要求，围绕人教版九年级化学第二单元《空气和氧气》开展单元系统化作业设计。以“探究空气奥秘 守护绿色家园”为贯穿式情境，构建“知识—情境—素养”一体化体系，摒弃机械刷题模式，以真实大气探究与环境认知为载体，融合基础知识、核心概念与实验技能，发挥作业巩固知识、诊断学情、涵养品格的综合育人功能。 本团队紧扣教材逻辑与学生认知规律，搭建梯度分层的课时作业体系。围绕空气组成辨析、氧气性质应用、反应类型判断、氧气制取等重难点，设计基础、拓展、实践三类作业，各课时纵向衔接、有序进阶，帮助学生夯实化学基础、规范实验操作、掌握气体探究方法，化解初学难点，实现知识与能力同步提升。 本设计立足单元整体视角，通过构建知识脉络引导学生建立系统化气体探究思维模型，同时配套三维评价反馈表格，形成“学生自评—教师诊断—错题订正”的闭环体系，潜移默化渗透绿色化学与生态保护理念，实现知识习得、思维进阶、能力提升与价值塑造的统一。 为直观呈现单元知识体系，我们配套设计了如下知识结构图，为课时作业与综合作业的设计搭建清晰的内容框架，也便于学生整体把握单元知识脉络。 四、课时作业设计 2.1.1 我们周围的空气(第一课时) 内容要求 1.认识依据物质的组成和性质可以对物质进行分类，知道物质可以分为纯净物和混合物。 2.了解空气的主要成分。 学业要求 1.能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别纯净物和混合物。 2.能基于真实问题情境，依据常见物质的性质，初步分析和解决相关的综合问题。 3.对空气等社会性科学议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动。 作业目标 1.能列举空气的主要成分，并说明各成分的体积分数。 2.能根据组成判断给定物质属于纯净物还是混合物，并说明判断依据。 3.能分析氧气含量测定实验的现象、原理及误差来源，并能基于实验数据进行简单计算与推理。 4.能参与或设计简单的空气调查实践活动（如采集不同地点空气样本、查阅当地空气质量数据），并形成简要报告（对空气等社会性科学议题展开讨论参加综合实践活动）。 作业时长 建议20-30分钟 第一部分 基础类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 1 空气是人类赖以生存的宝贵资源，为揭开空气组成的面纱，一代代化学家不断探索，得出空气是由氮气和氧气组成结论的科学家是( ) A.道尔顿 B.门捷列夫 C.阿伏加德罗 D.拉瓦锡 【参考答案】D 解析： A.道尔顿在化学上的主要贡献是提出了原子学说，故选项错误。 B.阿伏加德罗在化学上的主要贡献是提出了分子的概念，并创立了分子学说，故选项错误。 C.门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律，并编制出元素周期表，故选项错误。 D.拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论，故选项正确。 设计意图： 考查化学发展史基础识记，建立化学学科史料素养，理解空气组成研究的科学历程。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解□应用 题目来源：改编 2 化学小组以“探究空气奥秘 守护绿色家园”为探究主题，用如图装置开展实验探究，测量空气中氧气的体积含量，燃烧匙内盛放的物质是(） A.细铁丝 B.木炭 C.硫粉 D.红磷 【参考答案】D 解析： A.细铁丝在空气中不能燃烧，不能用来测定空气中氧气的体积含量； B.木炭燃烧生成二氧化碳，消耗的氧气体积被二氧化碳补充，因此不能用木炭来测定空气中氧气的体积含量； C.硫粉燃烧生成二氧化硫，消耗的氧气体积被二氧化硫补充，因此不能用硫粉来测定空气中氧气的体积含量； D.红磷燃烧生成五氧化二磷固体，消耗的氧气体积被进入集气瓶中的水补充，因此可以用红磷来测定空气中氧气的体积含量。 设计意图： 考查测定密闭空气中某气体的体积分数测量的原理。通过可燃物选择原则，辨析铁丝、木炭、硫粉不能选用的原因，夯实实验原理。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：改编 3 如图为草原空气成分示意图（按体积计算），其中“c”代表的是（　　） A.氧气 B.稀有气体 C.氮气 D.二氧化碳 【参考答案】A 解析：空气成分体积占比由大到小依次为：氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳及其他气体。饼图中占比第二的 “c” 代表氧气。故选 A。 设计意图： 借助扇形图的可视化形式，训练学生 “图形占比→体积分数→气体组分” 的逻辑转化能力，建立宏观图形与微观化学的关联。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：改编 4 请将下列与内蒙古草原相关的物质进行分类，填序号：①草原洁净空气 ②氮气 ③雨后空气中的水蒸气 ④人工喷洒的除尘水雾 ⑤二氧化碳 ⑥液氧 其中属于纯净物的是________；属于混合物的是________。请简要写出纯净物的判断依据：________。 【参考答案】②③⑤⑥；①④；由一种物质组成的物质为纯净物 解析： ②氮气、③水蒸气、⑤二氧化碳、⑥液氧，均只含一种物质，属于纯净物； ①洁净空气含有氮气、氧气等多种物质，④除尘水雾是水和空气的混合体系，二者属于混合物。 设计意图： 结合草原实景素材，强化纯净物与混合物的辨析，提升学生的归纳总结与知识运用能力。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解□理解☑应用 题目来源：改编 5 实验是科学探究的重要方法。用如图装置测定空气中氧气含量，实验时点燃酒精灯，并反复推拉注射器和挤压气球。下列对该实验的认识中，正确的是（　　） A.铜粉用量不足，不会影响实验结果 B.实验时玻璃管中黑色固体逐渐变为红色 C.该实验能证明空气中氧气约占空气总体积的 D.将铜粉改为炭粉，也能准确测出空气中氧气含量 【参考答案】C 解析： A.铜粉用量不足，不能完全消耗装置中的氧气，会造成实验结果偏小，故选项说法错误。 B.铜粉和氧气在加热条件下生成氧化铜，实验时玻璃管中红色固体逐渐变为黑色，故选项说法错误。 C.气体减少的体积约占空气总体积的，该实验能证明空气中氧气约占空气总体积的，故选项说法正确。 D.炭粉在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能准确测出空气中氧气含量，故选项说法错误。 设计意图： 跳出红磷原型实验，创新改进实验装置，优化测定方案，考查实验操作等内容，引导学生理解多种方法测定氧气含量的共同原理，培养学生实验迁移与创新思维。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解□理解☑应用 题目来源：改编 6 实验室用红磷测定空气中氧气含量实验，在这个实验过程中，下图能正确表示集气瓶内气体体积变化情况的是（　　） A． B． C． D． 【参考答案】B 解析： 实验分为三个阶段： 1.反应前：集气瓶内气体体积保持不变； 2.红磷燃烧：消耗氧气，瓶内气体体积逐渐减小； 3.冷却至室温：氧气已耗尽，气体体积不再变化。 氧气仅占空气体积的，气体不会被完全消耗，结合变化趋势选 B。 设计意图： 考查定量实验图像的转化。检验学生能否完整梳理实验全过程的气体变化规律。纠正 “气体全部被消耗” 的典型认知误区。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解□理解☑应用 题目来源：改编 7 某科学小组为探究当地草原空气中氧气的含量，结合物理所学知识，设计了一套如图所示的实验装置。请你根据实验装置与原理，判断下列说法中不正确的一项是 （　） A.该实验利用了铜的导热性 B.实验中可观察到左侧玻璃管内产生大量白烟 C.实验结束后左侧玻璃管中水面约上升至“4”刻度处 D.该实验在密闭装置内进行，不会造成空气污染 【参考答案】C 解析： A.利用粗铜丝导热引燃白磷，利用了铜的导热性，正确； B.白磷燃烧会产生大量白烟，正确； C.氧气约占空气体积​，水面应上升至1 刻度处，不是 4 刻度处，错误； D.装置全程密闭，白磷燃烧产物不会逸散，无污染，正确。 设计意图： 装置创新+跨学科融合。（融合物理气体压强、连通器密闭体系中液面变化规律、定量测定）实现一题多考。考查学生迁移分析能力。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 8 兴趣小组同学利用暖宝宝贴（主要成分为铁粉、氯化钠、水等）测定空气中氧气含量。按如图组装装置并检查装置气密性，一段时间后打开止水夹，水倒吸入锥形瓶，测得实验数据如表。下列关于实验的分析不合理的是（　　） 实验前的体积 实验后的体积 锥形瓶内空气含导管内空气 量筒内水 量筒内剩余水 250mL 100mL 52mL A.该实验原理是利用铁锈蚀消耗氧气 B.暖宝宝贴中的氯化钠可以加快铁粉的锈蚀 C.计算得出空气中氧气的体积分数为20.8% D.若实验测得空气中氧气含量偏低，可能是因为装置未恢复至室温就打开止水夹 【参考答案】C 解析： A.该实验原理是利用铁锈蚀消耗氧气，使装置内压强减小，故选项说法正确。 B.暖宝宝贴中的氯化钠可以加快铁粉的锈蚀，故选项说法正确。 C.计算得出空气中氧气的体积分数为×100%＝19.2%，故选项说法错误。 D.若实验测得空气中氧气含量偏低，可能是因为装置未恢复至室温就打开止水夹，此时剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，故选项说法正确。 设计意图： 生活化素材拓展探究。以缓慢氧化新情景考查氧气含量测定。融合数据计算、反应原理、催化剂作用、误差分析，区分燃烧法与缓慢氧化法测氧气含量异同。训练学生读取实验数据、定量计算能力，体会 “化学源于生活”。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 第二部分 拓展类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 9 化学研学小组赴草原开展 “测定草原空气中氧气含量” 探究实践。结合拉瓦锡经典实验、实验室红磷装置、暖宝宝数字化传感实验，解锁草原空气的组成奥秘。 史料溯源：拉瓦锡经典实验 初探草原空气组分 二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能与氧气发生反应的原理，采用图 1 装置测出氧气约占空气体积的​，为后人测定草原洁净空气奠定理论基础。 (1) 实验过程中发现玻璃钟罩内汞液面上升，产生该现象的原因是 。 实验室实操：红磷装置 测定草原空气中氧气含量 研学小组带回草原空气样本，设计图 2 装置完成定量测定实验。 （2）红磷燃烧的实验现象是__________。实验中若使用的红磷量不足，则会导致测得的草原空气中的氧气含量______（填 “偏大”“偏小” 或 “不变”）。 （3）有同学认为可将图 2 装置中的红磷换成本地枯枝木炭，测定草原空气中氧气含量，你是否认同该观点，并说明原因：____________________。 优化创新：暖宝宝数字化传感 精准测量草原空气 随处可见的暖宝宝贴主要成分为铁粉、活性炭、氯化钠，依靠铁粉缓慢氧化消耗氧气，更适配草原空气的微量氧气精准检测。图 3 为氧气传感器分别测得暖宝宝贴、红磷在密闭容器（装入草原空气）内实验时的氧气含量变化曲线。 (4) 结合图 3 分析，与红磷燃烧法测定草原空气中氧气含量相比，暖宝宝贴实验的优点是_____________________。 反思交流：数字化曲线异常现象分析 (5) 如图 3 红磷实验曲线所示，测定草原空气时，装置内氧气含量从 8.05% 短暂上升到 9.26%，该波动的原因可能是________________________（写出 1 点即可）。 模型建构：建立混合气体组分测定通用思维模型 为后续长期监测草原空气组分，研学小组归纳出测量混合气体中某一组分含量的通用思维模型： （6）空白方框中应补充的内容是_________________。 从建模角度分析，图 2 装置烧杯内水的作用，归属于上述思维模型中的________________________。 【参考答案】 （1）汞与钟罩内空气中的氧气发生反应，消耗氧气，装置内压强减小，外界大气压将汞压入玻璃钟罩，液面上升 ； （2）产生大量白烟；偏小 （3）不认同；木炭燃烧生成二氧化碳气体，密闭装置内气体总压强几乎不变，无法通过液面变化测定消耗氧气体积。 （4）能将装置内氧气消耗至更低浓度，测量结果更精准；反应在常温下进行，操作简便、无污染 （合理即可） （5）红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，短时间内挤出部分装置内残留氮气，氧气占比短暂升高（合理即可） (6) 获取待测混合气体（收集草原空气样本）；间接测量消耗气体体积（通过倒吸水的体积，间接反映消耗氧气的体积） 解析： （1） 汞与装置内氧气发生反应，氧气被消耗，玻璃钟罩内气体减少、压强减小，外界大气压将汞压入钟罩，因此汞液面上升。 （2） 红磷燃烧现象：产生大量白烟，放出热量； 红磷量不足时，无法将瓶内氧气完全消耗，测得的氧气体积偏小。 （3） 不认同。木炭燃烧生成二氧化碳气体，密闭装置内气体总压强几乎不变，无法通过液面变化判断消耗氧气的体积，不能用于测定空气中氧气含量。 （4） ①铁粉缓慢氧化能将氧气消耗得更彻底，测量结果更精准；②常温下反应，无需点燃，操作简单；③反应过程无污染，更环保。 （5） 红磷燃烧放出大量热，装置内气体受热膨胀，部分气体被挤出容器，容器内氮气等气体占比暂时降低，导致氧气体积分数短暂升高（合理即可）。 （6） 空白方框：选择合适反应物，只消耗待测气体；烧杯内水的作用是通过倒吸水的体积间接测算消耗氧气的体积，归属于间接测量消耗气体体积。 设计意图： 通过完整研学链条，（采集草原空气→经典理论验证→实验室测定→数字化优化监测→建立草原空气长期监测模型）串联拉瓦锡史料、传统实验、数字化传感、建模思维四大板块，构建混合气体定量测定思维模型，实现知识结构化。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 评价反馈 学生评价 时间 □15分钟以内 □15-20分钟 □20分钟以上 过程 □独立完成 □同伴互助 □请教师长 反思 你有什么收获或疑问？还想探究什么问题？ 教师评价 分析 正确题数 错误题数 空白题数 基础类 拓展类 实践类 辅导与建议 错题订正 2.1.2 我们周围的空气(第二课时) 内容要求 1.知道物质具有广泛的应用价值，物质的性质决定用途。 2.了解物质性质包括物理性质和化学性质，知道可以从物质的变化和用途等视角认识物质。 3.认识物质性质在生活、生产、科技发展等方面的广泛应用，体会科学的利用物质性质对提高人们的生活质量具有重要作用。 4.认识空气是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。 学业要求 1.能举例说明物质性质的广泛应用与用途的关系；能利用常见物质的性质，分析、解释一些简单的化学现象和事实。 2.能基于真实问题情境，依据常见物质的性质，初步分析和解决相关的综合问题。 3.认识到空气是一种宝贵的自然资源。 作业目标 1.能精准辨析氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等空气各组分的性质与用途对应关系，建立 “性质决定用途、用途反映性质” 的核心化学观念。 2.能准确区分空气常规组分与大气污染物，能结合内蒙古草原的地域场景，分析影响本地空气质量的核心因素，熟练掌握空气质量指数（AQI）的核心解读规则。 3.通过对氩氦刀等前沿化学技术的了解，感受化学对人类健康、社会发展的重要价值，树立科学创新的意识，拓宽化学学科的认知边界。 作业时长 建议15-20分钟 第一部分 基础类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 1 洁净的空气对人类非常重要。下列气体不会污染空气的是（　　） A.氮气 B.一氧化碳 C.二氧化硫 D.二氧化氮 【参考答案】A 解析： A.氮气属于空气的主要成分，不属于空气污染物，故选项正确。 B.一氧化碳是空气的污染气体，故选项错误。 C.二氧化硫是空气的污染气体，故选项错误。 D.二氧化氮是空气的污染气体，故选项错误。 设计意图： 明确氮气属于空气固有成分，不属于大气污染物；区分有毒有害污染气体与空气组分，夯实基础概念，树立保护空气的初步意识。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：创编 2 下列关于氮气的性质与用途对应关系正确的是（） A.氮气无色无味——可作保护气 B.氮气化学性质稳定——可用于草原牧草、粮食防腐保鲜 C.氮气难溶于水——可制作氮肥 D.氮气密度较小——可用于医疗急救 【参考答案】B 解析： A.无色无味属于物理性质，氮气作保护气是因为化学性质稳定，对应关系错误； B.氮气化学性质不活泼，能隔绝氧气，可用于牧草、粮食防腐保鲜，对应关系正确； C.制作氮肥利用的是氮气含氮元素，和难溶于水无关，错误； D.医疗急救依靠氧气供给呼吸，氮气不能供给呼吸，错误。 设计意图： 聚焦氮气核心性质与用途的对应关系，纠正学生“现象、性质、用途混淆”的基础误区，让学生直观理解化学知识的生活化应用。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：创编 3 嫦娥五号返回器携带的月球土壤样品需在氮气环境中存储，主要是因为氮气（　　） A.无色无味 B.沸点较低 C.化学性质不活泼 D.在空气中含量多 【参考答案】C 解析：嫦娥五号返回器携带的月球土壤样品需在氮气环境中存储，主要是因为氮气的化学性质不活泼，不易与月球土壤样品发生化学反应。 设计意图： 理解物质的用途由对应的性质决定这一化学核心思想。弘扬我国航天科技成就，激发学生科学自豪感，落实科学态度与社会责任核心素养。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：改编 4 空气质量指数（AQI）能够直观反映大气环境状况。空气质量指数（AQI）是衡量草原空气优劣的核心指标，下列关于空气质量日报的说法不正确的是（） A.空气质量指数越小，空气质量越好 B.造成空气污染的主要物质是有害气体 C.当日的首要污染物为可吸入颗粒物（PM10） D.报告中没有CO2是因为CO2不是空气污染物 【参考答案】B 解析： A.空气质量指数越小，空气质量级别越低，空气质量状况越好，故A正确； B.造成空气污染的主要物质除了有害气体还有烟尘等，故B错误； C.根据质量报告图可知，当日的首要污染物为可吸入颗粒物，故C正确； D.二氧化碳不属于空气污染物，故报告中没有二氧化碳，故D正确。 设计意图： 结合真实素材，读懂 AQI 数据信息，强化核心易错点，区分空气污染物包含有害气体 + 可吸入颗粒物，培养读取图表信息、证据推理能力。 课程核心素养： □化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：原创 5 空气质量指数（AQI）是评价大气环境的重要指标，空气质量级别分为优、良、轻度污染、中度污染等，其中AQI数值越小，空气污染物含量越________，空气质量越________。内蒙古草原植被覆盖率高，因此常年空气质量以________为主。 【参考答案】低；好；优（良） 解析：AQI 数值代表空气中污染物浓度，数值越小，污染物含量越低，空气质量越好。内蒙古草原植被覆盖率高、污染少，常年空气质量等级为优或良。 设计意图： 夯实空气质量指数的核心解读规则，结合内蒙古地域生态优势，让学生将理论知识与家乡环境实景结合，深化知识记忆。 课程核心素养： □化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：原创 6 氩氦刀是临床先进的低温医疗技术，主要利用氩气、氦气的物理特性实现病灶冷冻治疗，下列关于氩氦刀及稀有气体的认知错误的是（） A.氩气、氦气均属于稀有气体，化学性质极稳定 B.氩氦刀利用稀有气体汽化吸热的原理实现低温冷冻 C.稀有气体性质稳定，因此无任何利用价值 D.该技术体现了化学气体在医疗领域的重要应用 【参考答案】C 解析： A.氩气、氦气都属于稀有气体，化学性质极不活泼，说法正确； B.液态稀有气体汽化会吸收大量热，可实现低温冷冻，是氩氦刀的工作原理，正确； C.稀有气体有广泛用途，如电光源、保护气、医疗冷冻等，并非无利用价值，错误； D.氩氦刀是稀有气体在医疗领域的典型应用，体现化学技术的价值，正确。 设计意图： 聚焦新增重难点“氩氦刀技术”，结合稀有气体性质，打破学生“稀有气体含量低、价值低”的误区，体现化学与医疗科技的融合，提升知识应用维度。 课程核心素养： □化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 7 守护绿色家园是内蒙古生态保护的重点，下列关于大气环境保护的措施与意义，说法合理的是（） ①退耕还草、植树种草，可吸收二氧化碳、净化空气 ②减少牧区燃煤取暖，降低有害气体排放 ③随意燃放草原烟花，丰富文旅生活 ④推广新能源放牧设备，减少尾气污染 A.①②④ B.①③④ C.②③④ D.①②③ 【参考答案】A 解析： ①退耕还草、植树种草能净化空气、吸收二氧化碳，措施合理； ②减少燃煤取暖，可降低有害气体排放，利于保护空气，措施合理； ③随意燃放烟花会产生烟尘和有害气体，污染空气，措施不合理； ④使用新能源设备，减少机动车尾气污染，措施合理。 综上①②④正确，选 A。 设计意图： 紧扣大气保护核心考点，结合内蒙古牧区、草原文旅特色命题，让学生掌握贴合地域实际的环保措施，树立生态保护责任意识。 课程核心素养： □化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解□理解☑应用 题目来源：改编 8 为落实“守护绿色家园”理念，各地出台多项政策减少大气污染。2000年7月1日起我区全面禁止汽车使用含铅的汽油（含铅汽油中溶有能提高汽油抗震性的四乙基铅），其主要原因是（　　） A.提高汽油燃烧效率 B.降低汽油成本 C.避免铅污染大气 D.铅资源短缺 【参考答案】C 解析： 铅属于有毒的重金属，含铅汽油燃烧生成的细微的含铅的化合物，会导致污染环境。 设计意图： 联系真实环保政策案例，认识重金属铅带来的大气污染危害；引导学生从环境保护角度分析政策实施目的，体会化学在大气污染防治中的应用，增强社会责任意识。 课程核心素养： □化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 第二部分 拓展类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 9 由于人体吸入的空气质量对健康至关重要。化学兴趣小组围绕“探究空气奥秘，守护绿色家园”开展社会实践学习，参观了空气监测站，记录数据如下。 表：空气质量分级标准 （1）当日空气污染物中含量最高的是 　　，空气质量级别为 　　。 （2）请选择其中一种污染物：　　，并列举其来源 　　。 （3）PM10是指大气中直径 　　（选填“≥”、“≤”或“＝”）10μm的颗粒物。下列行为会增加PM10的是 　　（填字母）。 A.焚烧落叶 B.治理工地扬尘 C.汽车尾气的排放 D.燃放烟花爆竹 （4）改善空气质量需要全民行动，作为中学生你能做的一件事是 　　。 【参考答案】 （1）PM10；二级； （2）二氧化硫；化石燃料的燃烧（合理即可）； （3）≤；ABCD； （4）植树造林（合理即可）。 解析：（1）通过分析表中的数据可知，当日空气污染物中含量最高的是：PM10，空气质量级别为二级； （2）表中其中一种污染物如：二氧化硫，来源为：化石燃料的燃烧（合理即可）； （3）PM10是指大气中直径≤10μm的颗粒物；可以增加PM10的是行为：焚烧落叶、治理工地扬尘、汽车尾气的排放、燃放烟花爆竹，故选：ABCD； （4）作为初中生，为保护空气提出合理可行的建议是：植树造林（合理即可）。 设计意图： 多层次考查空气污染相关知识，理论联系生活，引导学生辨别加剧空气污染的行为，设置开放性设问，落实情感目标，鼓励学生主动参与大气保护行动，落实科学态度与社会责任的核心素养。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 10 内蒙古各大草原旅游景区的网红亚克力充气景观灯、充气蒙古包造型装饰，内部会充入保护气体，既能防止灯具内部金属元件氧化锈蚀，又能支撑造型、缓冲碰撞。景区供气站直接从草原洁净空气中分离提纯气体，备选气体为氮气、二氧化碳。 研学小组开展探究：甲同学猜想灯具内填充的是二氧化碳，乙同学猜想填充的是氮气。 (1)请设计简单实验，证明甲同学二氧化碳的猜想不成立，写出完整操作与现象： 。 (2)结合草原文创灯饰使用场景，写出填充气体必须满足的两条要求： 1 ； 2 。 (3)拓展设问： 草原空气中氮气储量丰富，景区全部选用氮气作为景观灯保护气，请结合氮气化学性质说明选择理由： 【参考答案】 (1) 用注射器抽取充气景观灯内的气体，通入澄清石灰水中，澄清石灰水不变浑浊，证明不含二氧化碳，甲猜想错误。 (2) ①化学性质稳定，不会腐蚀灯具金属构件；②无毒无污染，取材于草原空气、生产成本低（合理即可） (3) 氮气化学性质不活泼，隔绝氧气可防止灯具内部金属氧化生锈；草原空气洁净、氮气含量高，可就地分离制取，经济环保，契合草原生态文旅发展理念。 解析： （1） 利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性检验。 操作：抽取景观灯内气体，将气体通入澄清石灰水中； 现象：澄清石灰水不变浑浊，说明气体不是二氧化碳，甲同学猜想不成立。 （2） 结合使用场景作答，合理即可： ① 化学性质稳定，不易与灯具金属发生反应； ② 无毒、无污染，安全环保； ③ 取材方便、成本较低（任选两条）。 （3） 氮气化学性质不活泼，可以隔绝氧气，防止灯具内部金属被氧化锈蚀；同时草原空气中氮气含量高，便于就地分离提纯，成本低且绿色环保。 设计意图： 以本地草原旅游产业为载体，让学生认识洁净草原空气的多元应用价值，树立合理利用大气资源、守护草原蓝天的环保意识，落实科学思维与社会责任化学核心素养。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：原创 第三部分 实践类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 11 “探究空气奥秘 守护绿色家园 ”，结合本节课所学气体性质与用途、空气质量指数、大气保护、氩氦刀应用等知识，完成综合性生活化实践任务： 1.数据观察：查阅本地当日空气质量指数（AQI）日报，记录数值、空气质量级别，结合季节、植被情况，简单分析家乡草原空气质量优劣的原因。 2.实践建言：结合内蒙古草原生态现状，针对牧区大气保护，撰写一份简短的《守护绿色家园环保倡议书》，包含2-3条可落地的具体保护措施。 【参考答案】 （1） 示例：夏季草原AQI数值低，空气质量为优，原因是植被茂盛，净化空气能力强，风沙、污染物少；冬季空气质量略差，受风沙、燃煤取暖影响。 （2） 环保建议：保护草原植被，防止土地沙化；推广清洁能源，减少牧区燃煤污染；严控露天焚烧，降低粉尘排放；合理放牧，维护生态平衡等。 解析： （1） 示例：夏季草原植被繁茂，植物净化空气能力强，风沙、人为污染物少，AQI 数值低，空气质量为优；冬季植被枯萎，加上牧区燃煤取暖、风沙增多，AQI 数值略有上升，空气质量多为良。 （2） 围绕草原大气保护，列举可落地措施即可： 大力保护草原植被，禁止乱垦滥挖，减少扬尘污染； 推广太阳能、风能等清洁能源，替代燃煤取暖； 严禁露天焚烧秸秆、杂草，减少有害气体和烟尘排放； 规范文旅活动，减少烟花燃放，守护草原空气。 设计意图： 让学生在实践中巩固知识、打通理论与生活、科技、生态的关联，锻炼信息整理与实践，创新能力，同时深化热爱家乡、守护生态的家国情怀，落实学科育人价值。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解□理解☑应用 题目来源：原创 评价反馈 学生评价 时间 □15分钟以内 □15-20分钟 □20分钟以上 过程 □独立完成 □同伴互助 □请教师长 反思 你有什么收获或疑问？还想探究什么问题？ 教师评价 分析 正确题数 错误题数 空白题数 基础类 拓展类 实践类 辅导与建议 错题订正 2.2 氧气 内容要求 1.了解空气的主要成分。 2.通过实验探究认识氧气的主要性质，认识物质的性质与用途的关系。 3.以自然界中的氧循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。 4.认识常见的化合反应、分解反应及简单应用。 学业要求 1.能通过实验说明氧气的主要性质。 2.能运用研究物质性质的通用思路，自主设计简单实验探究氧气的性质，基于实验现象进行证据推理，得出合理结论。 3.能辨别化合反应、分解反应等基本反应类型，从宏观视角区分常见化学变化。了解自然界氧循环，初步形成保护空气、珍惜自然资源的意识与社会责任感。 作业目标 1.巩固氧气的物理性质、化学性质，熟记木炭、硫、铁丝等物质在氧气中燃烧的实验现象、反应表达式；能准确区分化合反应、氧化反应，理解二者的区别与联系。 2.能运用氧气的性质解释生活、生产中的常见现象；提升审题、规范书写化学用语、归纳总结知识的能力。 3.进一步体会实验在化学学习中的作用，强化严谨求实的科学态度，认识氧气对人类生活与生态环境的重要价值。 作业时长 总时长20-25分钟 第一部分 基础类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 1 下列关于氧气物理性质的叙述正确的是（ ） A. 氧气极易溶于水，适合草原牲畜水下呼吸 B. 标准状况下氧气密度比空气略大 C. 液态氧气为无色透明液体 D. 高原地区空气中不含氧气 【参考答案】B 解析：本题考查氧气的物理性质，结合草原、高原情境命题。 A：氧气不易溶于水，并非极易溶于水，错误； B：标准状况下，氧气密度比空气略大，正确； C：液态氧、固态氧均为淡蓝色，不是无色，错误； D：高原地区空气稀薄，氧气含量偏低，但并非不含氧气，错误。 设计意图： 结合内蒙古草原地域情境，考查氧气基础物理性质，贴合本地生活场景，帮助学生结合真实环境记忆基础知识点。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解□应用 题目来源：改编 2 下列关于氧气说法正确的是（ ） A. 氧气在空气中质量分数为21% B. 氧气具有可燃性 C. 氧气密度比空气略大 液态氧为无色液体 【参考答案】C 解析：A错误：空气中氧气的体积分数约为21%，并非质量分数，属于中考高频概念混淆易错点。 B错误：氧气无可燃性，只具有助燃性、氧化性，不能自身燃烧。 C正确：氧气相对分子质量为32，空气平均相对分子质量为29，氧气密度比空气略大。 D错误：液态氧、固态氧均为淡蓝色，常温下气态氧气为无色气体。 设计意图： 区分氧气助燃性与可燃性两个易混淆概念，聚焦氧气核心化学性质，构建 “性质决定用途、用途体现性质” 的化学观念。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：改编 3 下列物质在氧气中燃烧，能生成白色固体的是（ ） A.木炭 B.红磷 C.铁丝 D.硫粉 【参考答案】B 解析：考查常见物质在氧气中燃烧的产物状态。 A.木炭燃烧：生成无色气体； B.红磷燃烧：生成白色固体五氧化二磷； C.铁丝燃烧：生成黑色固体四氧化三铁； D.硫粉燃烧：生成无色有刺激性气味气体。 设计意图： 针对化合反应的概念易错点设计题型，帮助学生理清化合反应与氧化反应的交叉关系，构建清晰的化学反应分类知识体系。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：改编 4 下列关于化合反应的说法正确的是（ ） A.生成物一定只有一种 B.一定需要氧气参与 C.一定是氧化反应 D.一定是发光放热的反应 【参考答案】A 解析：考查化合反应的概念，理清化合反应与氧化反应的关系。化合反应定义：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应，特征是 “多变一”。 A：生成物一定只有一种，符合定义，正确； B：化合反应不一定有氧气参与，如氧化钙 + 水→氢氧化钙，错误； C：化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应，二者为交叉关系，错误； D：化合反应不一定发光放热，如二氧化碳溶于水生成碳酸，无明显现象，错误。 设计意图： 综合考查常见物质在空气/氧气中的燃烧现象，规避 “现象与结论混淆、烟和雾区分不清、铁丝能否在空气中燃烧” 等易错点，培养严谨规范描述实验现象的能力。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 5 结合草原燃烧实验现象判断，下列实验现象描述正确的是（ ） A. 硫在氧气中燃烧，生成二氧化硫气体 B. 铁丝在空气中燃烧，火星四射，生成黑色固体 C. 木炭在氧气中燃烧，发出白光，放热 D. 红磷在氧气中燃烧，产生大量白色烟雾 【参考答案】C 解析：考查实验现象规范描述，规避三大易错点：现象≠结论、烟≠雾、铁丝燃烧条件。 A：“生成二氧化硫” 是实验结论，不是实验现象，描述错误； B：铁丝在空气中不能燃烧，仅能在氧气中剧烈燃烧，错误； C：木炭在氧气中燃烧，发出白光、放出热量，现象描述正确； D：红磷燃烧产生白烟（固体小颗粒），“雾” 指液体小液滴，二者不能混用，错误。 设计意图： 聚焦氧气助燃性、缓慢氧化两大易错知识点，结合生活实例强化概念辨析，加深知识理解。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：改编 6 判断题（正确打 “√”，错误打 “×”） (1) 氧气能支持燃烧，可作燃料。（ ） (2) 石蜡燃烧既是化合反应又是氧化反应。（ ） 【参考答案】(1) × (2) × 解析：（1）氧气能支持燃烧（助燃），但不能燃烧，不可作燃料，说法错误； （2）石蜡燃烧生成二氧化碳和水，生成物有两种，不满足 “多变一”，不属于化合反应。综上，石蜡燃烧是氧化反应，但不是化合反应，说法错误。。 设计意图： 聚焦氧气助燃性、化合反应、氧化反应三大易错知识点，结合生活实例强化概念辨析，加深知识理解。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解□应用 题目来源：改编 7 氧气是生产生活中重要的物质。 (1)下列有关氧气的描述中，不正确的是______。 A．氧气极易溶于水 B．氧气的化学性质活泼，可以和所有物质反应 C．氧气在低温、高压时能变为液体或固体 D．通常情况下氧气是一种无色、无臭的气体 (2)如图所示“氧气”要穿过迷宫，从进口顺利地走到出口，途中遇到不反应的物质才能通过(反应条件省略)。 ①“箭头”画出了“氧气”应行走的路线，“氧气”不能从甲处通过，你认为甲处放的物质是 (填字母) A．硫 B．水 C．氮气 ②氧气在进迷宫过程中，碰到了三种能阻止它前进的物质，这三个反应的基本反应类型 (填“相同”或“不相同”)。 【参考答案】AB 解析：氧气不易溶于水；氧气化学性质较活泼，但不能与所有物质发生反应。 ① 答案：A 解析：硫能与氧气发生反应，水、氮气不与氧气反应。 ② 答案：相同 解析：氧气与硫、木炭、铁丝的反应均为化合反应。 设计意图： 以氧气的性质为核心，通过基础辨析和趣味迷宫情境，考查学生对氧气的物理和化学性质、典型反应及化合反应的掌握情况。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：创编 第二部分 拓展类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 8 北疆林区严禁明火，杜绝森林火灾。结合硫在氧气中燃烧实验回答： （1） 硫在空气中和氧气中燃烧火焰颜色不同，请说明原因？ （2）该实验集气瓶中水的作用是什么？结合北疆空气保护理念，说明能否用细沙代替，并解释理由。 【参考答案】氧气浓度不同；空气中氧气含量低，火焰较弱；氧气中氧气浓度高，燃烧更剧烈，火焰颜色更深。 集气瓶中水的作用：吸收生成的有毒气体二氧化硫，防止污染空气；不能用细沙代替；理由：细沙不能吸收二氧化硫，无法起到环保作用，会造成空气污染。 解析：本题结合北疆林区防火、空气保护情境，考查氧气浓度对燃烧的影响、硫燃烧实验的操作与环保要求。二氧化硫是有毒气体，必须用水吸收，细沙仅能防止高温熔融物炸裂瓶底，无吸收气体的作用。 设计意图： 结合林区防火、北疆生态保护真实情境，考查氧气浓度对燃烧的影响、硫燃烧实验核心知识点，又渗透生态环保理念，实现知识考查与德育、素养培养结合。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：创编 9 取木炭在酒精灯点燃后缓慢伸入氧气瓶，木炭剧烈燃烧、发白光；若快速伸入瓶底，很快熄灭。 (1) 两种现象差异说明：可燃物燃烧剧烈程度与_________有关； (2) 快速伸入迅速熄灭原因：_________； (3) 检验燃烧产物需向集气瓶加入_________，现象为_________。 【参考答案】 (1) 氧气浓度； (2) 燃烧放热，瓶内氧气受热膨胀逸出，氧气不足； (3) 澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊。 解析： (1):空气中氧气浓度低，木炭燃烧仅发红；氧气瓶中浓度高，剧烈发白光，操作快慢改变瓶内氧气留存多少，核心变量为氧气浓度。 (2)：气体受热膨胀，快速伸入瓶底时，高温直接将上层氧气赶出去，底部缺少支持燃烧的氧气，火焰快速熄灭，考查气体热胀冷缩与氧气性质结合分析。 (3)：木炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳的特征检验试剂为澄清石灰水，二者反应生成碳酸钙白色沉淀，溶液变浑浊，是气体检验基础知识点。。 设计意图： 本题以木炭燃烧对比实验为情境，结合氧气浓度对燃烧的影响、二氧化碳检验等知识点，落实物质转化的化学观念。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解□理解☑应用 题目来源：创编 10 某化学小组对氧气的助燃性开展探究，完成三组燃烧实验（木炭、硫、铁丝）。 (1) 三个实验的共同点：反应都___________（填 “吸热” 或 “放热”），反应基本类型都属于______________反应。 (2) 从实验安全与环保角度分析，硫的实验和铁丝的实验瓶底处理方式能否互换？并说明理由：____________________________________________。 (3) 请设计简单实验，证明一瓶无色气体是氧气： 操作：______________________________________； 现象与结论：________________________________。 【参考答案】放热；化合 不能互换；理由：硫燃烧实验瓶底放水是吸收有毒的二氧化硫，铁丝燃烧实验瓶底放水 / 细沙是防止高温熔融物炸裂集气瓶；若互换，细沙无法吸收二氧化硫造成污染，水不能阻挡高温熔融物，会导致集气瓶炸裂。(3) 操作：将带火星的木条伸入集气瓶内； 现象与结论：木条复燃，证明该气体是氧气。 解析：综合考查燃烧反应共性、实验安全与环保、氧气的检验方法。所有物质的燃烧均为放热反应；氧气的检验是本节课核心基础实验操作，利用氧气助燃性判断。 设计意图： 本题以氧气助燃性的探究实验为情境，通过对比不同物质燃烧的异同点，引导学生从反应本质、实验操作、安全环保多角度分析问题，深化对氧气化学性质的理解。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：创编 第三部分 实践类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 11 某同学发现，在实验室做“铁丝在氧气中燃烧”的实验时，有些同学的实验现象不明显，围绕这一现象，在老师的指导下，同学们进行了一系列的探究活动： 活动一：铁丝缠绕成螺旋状的作用？ 【实验内容】取3根材质、大小相同的铁丝，将一根拉直，另两根绕成宽窄不同的螺旋状，进行如图所示实验。 【实验现象】铁丝均能燃烧，剧烈程度不同。II最剧烈，其次是III，较弱是I。 【实验分析】 (1) 铁丝在氧气中能不能燃烧，与将铁丝缠绕成螺旋状 (填“有”或“无”)关。 【实验结论】 (2)将铁丝缠绕成螺旋状的作用是 。 活动二：铁丝燃烧产生火星四射的原因？ 【查阅资料】日常生活中的铁制品都含有少量碳杂质。 【实验内容】取长短相同、直径均为0.38mm、含碳量不同的4根铁丝分别在足量的氧气中燃烧。 【实验现象】 含碳量不同的铁丝 纯铁丝 含碳0.05%的铁丝 含碳0.2%的铁丝 含碳0.6% 的铁丝 燃烧时的现象 无火星四射，熔断 剧烈燃烧，极少火星 剧烈燃烧， 少量火星 未记录 【实验分析】 (3)推测表中“未记录”部分的内容可能是 。 (4)铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为 。 (5)通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射的现象，可能与 有关。 【参考答案】 (1) 无 （2）增大铁丝受热面积，集中热量，使铁丝持续剧烈燃烧。(3) 火星四射现象（合理即可，含碳量越高，火星越明显） (4) (5)铁丝中的含碳量 解析：三组铁丝均能燃烧，说明缠绕成螺旋状不影响铁丝能否燃烧。 设计意图： 围绕铁丝在氧气中燃烧实验，巩固氧气化学性质、反应文字表达式等基础知识点。 通过现象分析、规律归纳与未知现象推测，锻炼学生基于实验证据进行推理、解决真实实验问题的能力。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：创编 评价反馈 学生评价 时间 □15分钟以内 □15-20分钟 □20分钟以上 过程 □独立完成 □同伴互助 □请教师长 反思 你有什么收获或疑问？还想探究什么问题？ 教师评价 分析 正确题数 错误题数 空白题数 基础类 拓展类 实践类 辅导与建议 错题订正 2.3.1制取氧气(第一课时) 内容要求 1.初步学习氧气的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。 2.以自然界中的氧循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。 3.通过具体的实验活动初步形成化学实验探究的一般思路与方法，知道围绕实验目的确定实验原理，选择实验仪器，组装实验装置，设计实验步骤，实施实验并完成实验记录，基于实验事实得出结论。 学业要求 1.能设计简单实验，制备并检验氧气。 2.能说明必做实验的基本思路与方法，分析实验实施的合理性，能体现严谨求实、敢于质疑的科学态度。 3.能基于必做实验形成的探究思路与方法，分析解决真实情景中的简单实验问题。 4.能利用化学反应及绿色环保理念设计实验方案，完成常见物质的制备、检验等任务。 作业目标 1.能准确说出高锰酸钾制氧气的反应原理、装置要点、完整操作步骤与实验现象，规范书写反应文字表达式，能正确区分工业制氧与实验室制氧的变化类型。 2.能依托高锰酸钾制氧实验梳理出实验室制取气体的完整探究思路，分析实验操作的合理性与错误操作的危害。 3.能结合真实情境设计制备并检验氧气的简易实验方案，运用制取气体的一般思路解决简单实验问题。 作业时长 20-25分钟 第一部分 基础类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、创编) 1 实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，下列图标与该实验无关的是（） A. B. B. D. 【参考答案】A 解析： A. (排风)该反应只生成氧气、锰酸钾、二氧化锰，无有毒有害气体产生，不需要排风操作，和本实验无关。 B.(明火)实验需要酒精灯加热，涉及明火使用，与实验相关。 C.(护目镜)实验需防止固体飞溅、药品溅入眼睛，需要佩戴护目镜，与实验相关。 D.(洗手)实验结束后需要清洗手上沾染的化学药品，是实验必备操作，与实验相关。 设计意图： 结合高锰酸钾制氧实验，考查实验室安全标识识别。立足基础实验操作，强化实验安全规范与实验原理结合的学科素养。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：改编 2 实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，一定不需要用到的仪器是（） A.酒精灯 B.试管 C.漏斗 D.集气瓶 【参考答案】C 解析： A.实验室用高锰酸钾制取氧气需要加热，因此需用酒精灯，A正确 B.反应在试管中进行，B正确 C.漏斗常用于过滤或添加液体，该实验中不需要用到漏斗，C错误 D.氧气收集需要集气瓶，D正确 故选C。 设计意图： 考查高锰酸钾制取氧气的实验仪器，帮助学生区分实验所需器材。 □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：改编 3 实验室用高锰酸钾制氧气的操作或装置正确的是( ) 甲 乙 丙 丁 A.装置甲加入试剂 B.装置乙制取氧气 C.装置丙收集氧气 D.装置丁进行铁丝在氧气中燃烧 【参考答案】：B 解析： A.装置甲加入试剂时，若试管直立、直接倒入高锰酸钾，会导致试剂沾在试管内壁，正确操作应是试管横放，用药匙或纸槽将试剂送入试管底部，A错误 B.高锰酸钾制取氧气属于固体加热型反应，装置乙在试管口放一团棉花，防止加热时固体粉末进入导管堵塞导管，且试管口略向下倾斜(防止冷凝水倒流炸裂试管),B正确 C.氧气密度比空气大，导管应伸到集气瓶底部，C错误 D.铁丝在氧气中燃烧时，装置丁若未在集气瓶底部铺细沙或加水，高温熔融物会炸裂瓶底，D错误 故选：B。 设计意图： 综合考查试剂取用、气体制取、收集及铁丝燃烧实验的操作要点。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：改编 4 实验室利用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的主要操作步骤：①将试管固定在铁架台上；②检查装置的气密性；③点燃酒精灯，先使试管受热均匀，然后对准试管中盛放试剂的部位加热；④将试剂装入试管，用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管；⑤收集完毕，将导管从水槽中取出； ⑥用排水法收集氧气；⑦熄灭酒精灯。该实验正确的操作顺序是（） A. ④②①③⑥⑤⑦ B. ②④①③⑥⑤⑦ C. ②①④③⑥⑤⑦ D. ②④①③⑥⑦⑤ 答案：B 解析：正确操作顺序：先检查气密性（②），然后装药塞塞（④），再将试管固定（①），点燃酒精灯加热（③），用排水法收集（⑥），收集完毕先撤导管（⑤），最后熄灭酒精灯（⑦）。即②④①③⑥⑤⑦，故选B。 设计意图： 考查高锰酸钾制氧气的完整操作流程，强化实验步骤的先后逻辑。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源： 改编 5 化学是以实验为基础的一门科学，实验操作安全尤为重要。下列实验操作中的“先”与“后”顺序不正确的是( ) A、给试管加热时，先使试管底部均匀受热，再用酒精灯外焰固定加热 B、加热高锰酸钾制氧气实验结束应先熄灭酒精灯再从水槽中移出导管 C、实验室制取气体时先检查装置的气密性再加入试剂 D、排水法收集氧气时，先盖玻璃片，再从水中拿出集气瓶正放桌上 【参考答案】B 解析： A.加热试管时，先预热（均匀受热）、后固定加热可防止试管因局部受热不均而炸裂，A正确； B.加热高锰酸钾制氧气实验结束如果先熄灭酒精灯，试管内温度下降，压强减小，水槽中的水会倒吸入试管，可能导致试管炸裂。正确操作应为先从水槽中移出导管，再熄灭酒精灯，B错误； C.制取气体前，必须先检查装置气密性，确保无漏气，再加入试剂。否则，装置漏气会导致气体无法收集或发生泄漏，浪费试剂或引发危险，C正确； D.收集满氧气后，先在水下用玻璃片盖住瓶口，可防止气体逸出；取出后正放桌上，因为氧气密度大于空气，D正确。 故选：B。 设计意图： 梳理化学实验中操作的先后顺序，强化实验安全与操作准则 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：改编 6 兴趣小组同学用图1所示装置完成加热高锰酸钾并收集一瓶氧气的任务，集气瓶内液面的高度随加热时间的变化如图2所示，其中P点时将集气瓶从水槽中取出。下列说法正确的是( ) 图1 图2 A、M点：导管口有气泡冒出，表示可以开始收集 B、N点：将试管内固体经溶解、过滤、蒸发，可得到二氧化锰 C、P点：试管中可能含有两种固体 D、M→N点，收集到的氧气体积逐渐增加 【参考答案】C 解析： A.加热高锰酸钾，用排水法收集氧气，导管口刚开始排出的是装置内的空气，当导管口气泡连续均匀冒出时可以开始收集。从图线看，M点水面没有开始明显下降、导管口没有连续均匀气泡冒出，A错误； B.加热高锰酸钾后，试管中主要会生成二氧化锰和锰酸钾，N点有部分高锰酸钾未分解，则试管中可能含有高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰三种固体，N点试管中的固体溶于水并过滤，滤渣才是二氧化锰，若再蒸发滤液，则得到可溶性锰酸盐晶体和高锰酸钾晶体，而非二氧化锰，因此“经溶解、过滤、蒸发可得到二氧化锰”的说法不恰当，B错误； C.P点时液面高度不变，反应已经结束，此时高锰酸钾可能有剩余，也可能高锰酸钾完全分解，若高锰酸钾完全分解，试管内固体是锰酸钾和二氧化锰两种，若高锰酸钾未完全分解，试管内固体是高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰三种，所以试管中可能含有两种固体，C正确； D.M→N点，刚开始集气瓶内液面高度不变，氧气的体积几乎不变，之后随着反应的发生，氧气体积逐渐增加，D错误。 故选：C。 设计意图： 结合图像解读实验进程，提升学生结合反应原理分析实验变化的能力。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：改编 7 国家应急基地建设低温车间，批量分离液态空气制备液氧，储备用于灾害急救。分离空气的简易流程如图： 结合装置图回答问题： (1)经过步骤A处理后的空气属于________（填“纯净物”或“混合物”），所发生的变化属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 (2)由步骤B可以看出氮气的沸点比氧气的沸点________（填“高”或“低”）。 (3)空气净化装置除了除去空气中的一些污染物外，还除去了空气组成中的 （填序号） ①氮气②氧气③稀有气体④二氧化碳 （4）还有一种膜分离技术制氧气，原理是在一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能，从而分离出氧气。推测氮分子比氧分子体积 （填“大”或“小”）。 【参考答案】（1）混合物；物理变化（2）低；（3)④；（4）大 解析： (1)液态空气中含有氮气、氧气、稀有气体等多种物质，由多种物质组成，属于混合物；步骤A仅通过降温、加压使空气液化，无新物质生成，仅改变物质状态，属于物理变化。 (2)步骤B蒸发液态空气时，氮气先汽化分离出来，说明氮气更容易沸腾，因此氮气沸点低于氧气。 (3)空气净化环节会除去空气中的水蒸气、二氧化碳等杂质，氮气、氧气、稀有气体是后续分离目标组分，不会去除；因此选④。 (4)加压后氧分子可以透过薄膜，氮分子无法通过，说明氮分子的分子体积更大，无法穿过薄膜孔隙。 设计意图： 以国家应急基地制氧真实情境命题，依托分离液态空气工艺流程，考查空气组成、物质类别、物理变化、沸点差异、分子特性基础考点，融合工业生产与课本知识，落实学以致用。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 8 实验室制取氧气并检验如下图。 （1）实验装置：若用高锰酸钾制取较纯净的氧气，应选择的装置组合为 (填字母)。 （2）实验方法：连接仪器， (填字母)，固定试管，点燃酒精灯，收集气体，撤离导管，熄灭酒精灯，进行验满。 A.先向试管中加试剂，后检查装置气密性 B.先检查装置气密性，后向试管中加试剂 （3）实验原理：试管内发生反应的文字表达式为： （4）实验小结：检验氧气时，带火星的小木条复燃，体现出O2的性质为 。 【参考答案】 （1） AE或AF； （2）B； （3） （4）助燃性 解析： (1)用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选A,不能选择B装置，是因为用高锰酸钾制取氧气，需要在试管口塞一团棉花，防止加热时试管内粉末状物质进入导管，氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净，故收集装置可选E或F; (2)制取气体前应先检查装置的气密性，然后加入试剂，防止装置漏气，浪费药品； (3)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为 (4)氧气具有助燃性，可以使带火星的小木条复燃。 设计意图： 围绕高锰酸钾制氧核心实验，综合考查装置选择、操作步骤、反应原理与氧气检验，串联整套实验流程，兼顾基础识记与实操逻辑，依托装置图降低理解门槛，落实气体制备类实验必考知识点。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：改编 第二部分 拓展类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 9 同学们在利用高锰酸钾制取氧气的实验中有下列4种操作，其中可能产生的影响与操作不一致的是（） 选项 操作 可能产生的影响 A 未预热直接加热 试管炸裂 B 试管口未塞棉花 水槽中水变成紫色 C 导管口刚出现气泡立即开始收集 得到的氧气更纯 D 结束时先熄灭酒精灯再移除导管 水倒吸试管破裂 A.A B.B C.C D.D 【参考答案】C 解析: A.给试管中的固体加热时，未预热直接加热会使试管受热不均匀，进而造成试管炸裂，操作与产生的影响一致，A正确； B.高锰酸钾制取氧气时，试管口未塞棉花，加热过程中固体粉末会随氧气流进入水槽，使水槽中的水变成紫色，操作与产生的影响一致，B正确； C.导管口刚出现气泡时，排出的气体是装置内的空气，此时立即开始收集，会导致收集的氧气中混有空气，纯度降低，而非更纯，操作与产生的影响不一致，C错误； D.实验结束时先熄灭酒精灯再移除导管，试管内温度降低，压强减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，造成试管破裂，操作与产生的影响一致，D正确。 故选：C 设计意图： 考查操作与实验现象、实验结果的对应关系，锻炼逻辑推理能力。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：改编 10 兴趣小组以“氧气的制备”为主题开展了项目式学习活动 Ⅰ自然界制氧气 （1）绿色植物通过______作用吸收二氧化碳并释放氧气，该过程不仅能提供氧气，还能有效缓解温室效应。 Ⅱ工业制氧气 （2）工业上利用分离液态空气法制取氧气。将除尘净化后的空气加压降温变为液态空气，再缓慢升温。在-196℃时，氮气先沸腾逸出，剩余主要气体在-183℃时沸腾逸出。则X气体是______，该分离过程属于 ______（填“物理”或“化学”）变化。 Ⅲ实验室制氧气 （3）实验室用高锰酸钾制取较纯净的氧气，应选择的发生和收集装置组合为______（填字母）。该装置还需在试管口塞一团棉花，其目的是______。 （4）实验结束后，小组同学发现收集的氧气不纯，请分析可能的原因：______（写出一条即可）。 【参考答案】（1）光合；（2）氧气，物理；（3）BE，防止加热时固体粉末进入导管；（4）导管口刚开始产生气泡就收集（合理即可） 解析： （1）绿色植物通过光合作用吸收CO₂释放O₂。 （2）液态空气升温，氮气（沸点-196℃）先逸出，剩余主要为氧气（沸点-183℃）。该过程无新物质生成，是物理变化。 （3）高锰酸钾制氧气需加热，选发生装置B；收集较纯净氧气用排水法E。棉花防止固体粉末进入导管。 （4）氧气不纯常见原因：开始产生气泡时立即收集（混有空气），或排水法收集时集气瓶未装满水等（合理即可）。 设计意图： 结合项目式学习情境，提升综合运用知识解决问题的能力 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：改编 11 实验是科学探究的重要形式，化学兴趣小组对氧气的制取与性质进行如下实验。结合下图回答问题： (1)仪器①的名称是 。在检查装置A的气密性时，若气密性良好，导管末端最后出现的现象是 （填“a”、“b”或“c”） (2)实验室为了用高锰酸钾制取并收集一瓶干燥的氧气，应选择的装置组合为 (填字母),发生装置内的符号表达式是 。 (3)下图是测定空气中氧气含量的改进装置。向生石灰中滴加水，一段时间后，试管内的白磷开始燃烧，待反应完全并冷却至室温后打开弹簧夹，观察到注射器活塞最终停在 mL处，若没有冷却到室温时，读取注射器上的刻度，测得的氧气的体积分数会 (填“偏大”或“偏小”或“不变”)。 【参考答案】(1)酒精灯，b； (2)AC;KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2； (3)10，偏小。 解析： (1)仪器①为酒精灯；检查装置A气密性时，先把导管一端放入水中，再用手紧握试管，若气密性良好，试管内气体受热膨胀，导管口会先有气泡冒出，松开手后，试管内气体温度降低，压强减小，导管内会形成一段水柱，所以最后导管末端出现的现象是b。 (2)选用高锰酸钾分解制取氧气，高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的符号表达式为KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2,该反应属于固体加热型，发生装置为A,并采用向上排空气法收集干燥的氧气，收集装置为C。 (3)实验过程中消耗试管内的氧气，根据氧气约占空气体积的五分之一可知，氧气的体积为50mL，打开弹簧夹，注射器内的水需要补充被消耗的氧气的体积，通过注射器活塞移动来体现因氧气消耗引起的气体体积变化，故注射器中的水有10mL进入试管，所以注射器的活塞停在10mL刻度处；若未冷却至室温，气体膨胀会导致压强变化偏小，打开弹簧夹后水进入的体积变少进而导致计算结果偏小。 设计意图： 考查气体制取基本思路及实验数据误差分析。训练学生结合实验原理预判误差，提升实验分析与思辨能力。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： □了解☑理解☑应用 题目来源：改编 12 嫦娥五号带回的玄武岩风化月壤是月壤制氧的关键原料，制氧原理为固体高温分解。某兴趣小组计划在实验室用高锰酸钾分解实验，模拟矿物高温释氧过程，结合实验装置回答问题。 A B C D E F （1） 实验室用A装置制取氧气的文字表达式为 。若要收集一瓶氧气用来做硫燃烧实验，最好选择的收集装置为 （填字母） （2） 若用F装置收集氧气，检验氧气是否集满的方法 是 （3） 利用产氧率可以衡量高锰酸钾分解产生氧气的效率。同学们充分加热高锰酸钾固体，发现实际产氧率明显高于理论值，下面分析的原因可能是 (填字母)。 A.加热时间过长 B.生成的锰酸钾受热也产生氧气 【参考答案】 （1） ； （2） C;(2)带火星的小木条放在b口，若木条复燃，说明氧气已收集满；（3）B 解析： （1）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式；若要收集一瓶氧气用来给硫燃烧，最好选择的收集装置为C，原因是：硫燃烧生成的二氧化硫会污染空气，可以用水吸收； (2)氧气密度比空气大且有助燃性，用F装置收集时，从a口进b口出，验满时，将带火星木条放在b口，根据木条是否复燃判断是否集满； (3)A.若加热时间过长，只要高锰酸钾已经完全分解，继续加热也不会增加氧气的质量，故选项不符合题意；B.若锰酸钾受热也产生氧气，则产生氧气的总质量会大于高锰酸钾分解所产生的氧气质量从而导致实际产氧率高于理论值，故选项符合题意。 设计意图： 综合考查气体制取一般思路与异常现象分析，提升敢于质疑、深入探究的科学思维。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：改编 评价反馈 学生评价 时间 □15分钟以内 □15-20分钟 □20分钟以上 过程 □独立完成 □同伴互助 □请教师长 反思 你有什么收获或疑问？还想探究什么问题？ 教师评价 分析 正确题数 错误题数 空白题数 基础类 拓展类 实践类 辅导与建议 错题订正 2.3.2制取氧气(第二课时) 内容要求 1.认识常见的分解反应及简单应用。 2.了解化学反应需要一定的条件，知道催化剂对化学反应的重要作用。 3.通过具体的化学实验探究活动，学习控制变量和对比试验的实验设计方法。 学业要求 1.能辨别常见的分解反应。 2能说明必做实验的基本思路与方法，分析实验实施的合理性，能体现严谨求实、敢于质疑的科学态度。 3.能利用化学反应相关知识分析和解释自然界、生产生活、实验中的常见现象。 4.能基于必做实验形成的探究思路与方法，分析解决真实情景中的简单实验问题。 5.能利用化学反应及绿色环保理念设计实验方案，完成常见物质的制备、检验等任务。 作业目标 1.能辨析分解反应，理解催化剂作用与反应条件，知道过氧化氢制氧基础理论。 2.通过实验探究梳理完整流程，掌握控制变量、对比实验的实验设计与分析思路。 3.结合真实情境，能评判实验方案合理性，严谨分析实验操作与异常问题。 4.运用绿色化学理念形成实验探究思路与方法，解决生产生态中的实际问题。 作业时长 20-30分钟 第一部分 基础类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、创编) 1 在下列各个变化中，属于分解反应的是（） A.磷在空气中燃烧 B.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，得到水和氧气 C.铁在氧气中燃烧 D.分离液态空气制氧气 【参考答案】B 解析： A.磷在空气中燃烧：磷+氧气→五氧化二磷，是化合反应，A错误 B.过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气：一种物质生成两种物质，属于分解反应，B正确 C.铁在氧气中燃烧：铁+氧气→四氧化三铁，是化合反应，C错误 D.分离液态空气制氧气：利用沸点不同分离，没有新物质生成，是物理变化，D错误 故选B。 设计意图： 区分分解反应、化合反应与物理变化，夯实基本反应类型的判断方法。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解□应用 题目来源：改编 2 冬季内蒙古牧草大棚常需要人工补氧，用过氧化氢制取氧气时常添加二氧化锰作催化剂，可以加快氧气制备。下列关于催化剂的说法正确的是（） A.加入二氧化锰，能增加最终生成氧气的总质量，更适配大棚大量补氧 B.二氧化锰可以改变过氧化氢分解产生氧气的反应速率 C.反应结束后二氧化锰的质量和性质都不发生改变 D.若不加二氧化锰，过氧化氢完全不会分解产生氧气，无法制取补氧用氧气 【参考答案】B 解析： A.催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量，故不能增加氧气总质量，A错误。 B.二氧化锰能加快过氧化氢分解速率，B正确。 C.反应后二氧化锰的质量和化学性质不变，但物理性质可能改变，C错误 D.不加二氧化锰，过氧化氢也能缓慢分解产生氧气，只是速率很慢，D错误 故选B。 设计意图： 考察催化剂定义，纠正常见误区，提升概念辨析能力。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：创编 3 闵恩泽院士研发了多种用于石油化工生产的催化剂。下列说法正确的是( ) A.催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用 B.催化剂在反应前后质量改变 C.没有催化剂，石油化工生产的相关化学反应就不会发生 D.催化剂不可以回收利用 【参考答案】A 解析： A：催化剂能够改变化学反应速率，在石油、化工等工业生产中用途广泛，A正确。 B：催化剂核心特征为反应前后质量、化学性质均不变，B错误。 C：催化剂仅改变反应速率，不能决定反应能否发生，无催化剂反应仍可进行，只是速率很慢，C错误。 D：催化剂反应前后性质、质量不变，反应结束后可分离回收重复使用，D错误。 设计意图： 以闵恩泽院士科研事迹为情境，融合催化剂基础概念与工业应用，既考查催化剂“一变两不变”核心知识点，渗透科学家事迹育人素材。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：改编 4 “氧气的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是（） 【参考答案】D 解析： A.加热高锰酸钾时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流炸裂试管；图中试管口向上倾斜，且试管口未塞棉花，A错误 B.氧气的密度比空气的大，应采用向上排空气法收集，B错误 C.使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”，熄灭酒精灯时，不能用嘴吹灭酒精灯，应用灯帽盖灭，C错误 D.向装有O2的软质塑料瓶中加水，振荡后瓶子没有变瘪，说明瓶内气体没有减少，压强不变，可证明氧气不易溶于水，D正确 故选：D。 设计意图： 综合考查氧气制取、收集、性质验证及酒精灯使用等实验基本操作。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：改编 5 小明同学在学习了氧气的实验室制取后，用软塑料瓶自制了一套发生装置，下列关于该装置的说法不正确的是（） A.通过捏放瓶身可控制反应发生和停止 B.在实验前要检查该装置的气密性 C.用该装置制取氧气，液体试剂为过氧化氢溶液 D.利用该装置制取氧气，无纺布包内二氧化锰越多，生成的氧气就越多 【参考答案】D 解析： A.通过捏放瓶身可以控制固体和液体的接触和分离，从而控制反应的发生和停止，A正确 B.在实验前要检查该装置的气密性，防止因装置漏气导致实验失败，B正确 C.该装置是固液常温型发生装置，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则液体试剂为过氧化氢溶液，故C正确 D.该装置适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，只能改变化学反应速率，不能增加生成氧气的质量，D不正确 故选：D。 设计意图： 分析自制简易制氧装置的原理与使用要点，深化对过氧化氢制氧实验的理解。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：改编 6 《齐民要术》记载：浸曲，冬十日，春七日，候曲发，气香沫起，便酿。酿酒时需要制作酒曲(即催化剂)。下列说法正确的是( ) A.制曲可以在任何温度下进行 B.温度越高，化学反应速率一定越快 C.使用酒曲来酿酒可以增加产酒量 D.将谷物碾碎可缩短酿酒时间 【参考答案】D 解析： A.制曲需要适宜温度，不是任何温度都行，A错误 B.温度过高可能使酶（催化剂）失活，反应速率反而下降，B错误 C.催化剂不能增加产物的量，只能改变反应速率，C错误 D.将谷物碾碎增大接触面积，可加快反应速率，缩短酿酒时间，D正确 故选D。 设计意图： 考察温度、接触面积对速率的影响及催化剂不改变产量，提升从古代科技中提取化学原理的能力。 课程核心素养： ☑化学观念□科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解□应用 题目来源：改编 7 某兴趣小组制作了如图简易化学“制氧机”,下列说法错误的是( ) A.甲中试剂应选用H2O2溶液和MnO₂ B.氧气从乙中逸出是因为其不易溶于水 C.通过乙装置可以观测氧气产生的速率 D.该装置中的二氧化锰是反应物，消耗后需要定期补充 【参考答案】D 解析： A.图示简易制氧机中，甲为反应仓，加入过氧化氢和二氧化锰，A正确 B.氧气不易溶于水，通过乙（水）时逸出，B正确 C.通过乙中气泡速率可观察产氧速率，C正确 D.二氧化锰是催化剂，不是反应物，反应前后质量和化学性质不变，不需要定期补充，D错误 故选D。 设计意图： 考察过氧化氢制氧、氧气物理性质以及二氧化锰是催化剂而非反应物，提升学生装置分析与辨误能力。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：改编 8 氧气是生命活动必需的气体。内蒙古草原冬季严寒，牧民常在暖棚中为牛羊补氧。兴趣小组围绕氧气的制取展开探究。 (1)工业上常采用分离液态空气的方法获取大量氧气。能说明空气中存在氧气的一个生活事例是____（写一点）。 (2)实验室用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气。从下图所示装置中，可选择的装置组合是______（填字母）。该反应的文字表达式为____________。 (3)在暖棚制氧装置中常用催化剂。使用催化剂的目的是________（填字母）。 A.增加生成物质量 B.改变反应速率 C.提高产物纯度 【参考答案】（1）动植物呼吸（合理即可）；（2）BC/BE， 二氧化锰 过氧化氢 水+氧气；（3）B 解析： （1）空气中存在氧气的实例：呼吸、燃烧等。 （2）双氧水制氧气选固液常温型发生装置B（锥形瓶），收集氧气可用向上排空气法（C）或排水法（E）。 文字表达式： 二氧化锰 过氧化氢 水+氧气。 （3）催化剂的作用是改变反应速率，不能增加生成物质量或提高纯度，故选B。 设计意图： 考察分离液态空气、氧气制取装置选择、催化剂目的，提升联系生活实际及装置选择能力。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解☑应用 题目来源：创编 第二部分 拓展类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、创编) 9 某兴趣小组利用废旧物品设计并制作了如图所示的简易制氧器。 请回答下列问题 （1） 根据制作材料，你认为选择_________（填“高锰酸钾”或“过氧化氢溶液”）更适合作简易制氧器的原料，理由是_________。 （2） 请写出你所选择的制氧原理的文字表达式___________，该反应属于_______反应。 （3） 该简易制氧器中，可加快反应速率的操作是___________________________________，检验产生气体的方法__________________________（写出操作、现象和结论）。 【参考答案】（1）过氧化氢溶液，操作简便（合理即可）； 二氧化锰 （2）过氧化氢 水+氧气；分解反应；（3）上下抽拉钢丝，将纱布包的二氧化锰颗粒浸入过氧化氢溶液，将带火星的小木条放在B瓶的导管口，如果小木条复燃，则证明产生的气体是氧气 解析： （1）简易制氧器要求操作安全、方便，过氧化氢溶液常温下加催化剂即可产生氧气，无需加热，更适合作原料。 （2）过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，符合“一变多”，是分解反应。 （3）通过抽拉钢丝使催化剂与溶液接触或分离，可控制反应速率；检验氧气用带火星木条复燃。 设计意图： 考察制氧原料选择、化学方程式书写、反应类型、控制速率方法、气体检验，提升实验设计、方案评价与操作描述能力。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：创编 10 某中学化学实验课，学生结合本地草原生态研学需求，想要制取大量氧气，后续用来做草原牧草、沙棘枝条的燃烧性质探究实验，制取氧气装置如图。 (1)图中仪器a的名称是________。 (2)高锰酸钾受热分解制取氧气选用的发生装置为____；这套装置一处明显错误是_______；该固体加热型发生装置制取气体的通用条件是________________。 (3)甲同学采用排水法收集氧气时，盛放高锰酸钾的试管炸裂，下列可能成因全部正确的是____。 ①装药前未检查装置气密性②试管管口未略向下倾斜③试管未均匀预热④收集完毕先熄灭酒精灯、后移水槽导管⑤试管外壁沾有水渍 A．①③④ B．②③④ C．②④⑤ D．②③④⑤ (4)乙同学采用向上排空气法收集氧气，要检验集气瓶内氧气是否集满，操作方法为________________________。 (5)若改用操作方便的过氧化氢溶液制备氧气，除过氧化氢溶液外，还需添加的试剂是______（填名称）；反应符号表达式：_______；若选用装置F制取氧气，其优点是 。 【参考答案】（1）酒精灯；（2）B，试管口没有放棉花，加热；（3）D；（4）将带火星的小木条放在集气瓶口，如果小木条复燃，则证明收集的气体是氧气； MnO2 （5）二氧化锰，H2O2 H2O+O2，可以随时控制反应的发生和停止 解析： （1）仪器a是酒精灯。 （2）高锰酸钾制氧气选固体加热型装置B，但图中试管口未放棉花，会导致固体粉末进入导管。固体加热型装置适用于反应物为固体且需加热的条件。 （3）试管炸裂的可能原因：②试管口未略向下倾斜（冷凝水回流）、③未均匀预热、④先熄灯后移导管（水倒吸）、⑤外壁有水渍。①检查气密性与炸裂无关。故选D（②③④⑤） （4）向上排空气法验满：带火星木条放瓶口，复燃则满。 （5）过氧化氢制氧气需二氧化锰作催化剂； MnO2 符号表达式：H2O2 H2O+O2，装置F（有多孔隔板和活塞）可通过关闭活塞使固液分离，控制反应停止。 设计意图： 考察分离液态空气、氧气制取装置选择、催化剂目的，提升联系生活实际及装置选择能力。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：创编 11 为优化内蒙古牧区制氧设备，同学们开展氧气制取与性质探究系列实验。现有高锰酸钾、过氧化氢溶液、二氧化锰、火柴、棉花、升降台、药匙、镊子、玻璃片等实验用品以及下列仪器，请回答下列问题： (1)探究O2的性质，用如图装置探究氧气的性质，实验步骤如下：①将透明实验盒用隔板分成两部分，点燃燃烧室内的蜡烛，将倾倒室内的氧气传感器连接电脑并采集数据；②将氧气缓慢倒入倾倒室；③提起中间隔板；④观察并记录蜡烛的燃烧现象。 ①图像中P点所对应的操作步骤是 （填序号）； ③观察图像在25s后一段时间内，蜡烛的燃烧情况为 (“燃烧更旺”或“逐渐熄灭”）。 (2)①若用F装置制氧气（锥形瓶中为二氧化锰，注射器A中装有过氧化氢溶液，注射器B中装有蒸馏水），该反应的符号表达式为 ； ②由于试剂不足，没有收集到足够的氧气。在不拆解装置、不添加反应物的情况下，要再多收集一些氧气，应进行的操作是 ； (3)同学们欲探究过氧化氯分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用，实验前用精密的天平称量少量二氧化锰的质量，放入试管中，加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管，观察现象。多次重复上述过程，木条均复燃，实验后将固液混合物过滤，干燥再称量，发现二氧化锰的质量和 均不发生改变，得出结论。 (4)上述探究过程中，记录和观察实验中带有火星的木条是否复燃等实验现象，属于实验探究的一般思路中的 （填字母）。 a.设计实验方案 b.实施实验 C.获取证据 【参考答案】 MnO2 (1)②；逐渐熄灭；(2)符号表达式：H2O2 H2O+O2 将注射器B中的蒸馏水推入锥形瓶中，排出装置内残留的氧气(3)化学性质；(4)c。 解析： (1)图像中P点氧气浓度达到峰值，是将氧气缓慢倒入倾倒室后，氧气浓度最高的时刻，因此P点所对应的操作步骤是②； 25s后氧气浓度持续下降，氧气的助燃性随浓度降低而减弱，因此蜡烛的燃烧情况为逐渐熄灭； (2)过氧化氯在二氣化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反 MnO2 应的符号表达式：H2O2 H2O+O2，不拆解装置、不添加反应物的情况下，将注射器B中的蒸馏水推入锥形瓶，锥形瓶内压强增大，可将装置内残留的氧气排出，从而再多收集一些氧气，因此操作是：将注射器B中的蒸馏水推入锥形瓶中，排出装置内残留的氧气： (3)干燥后称量，发现二氧化锰的质量和化学性质均不发生改变，符合催化剂的特点； (4)记录和观察实验中带有火星的木条是否复燃等实验现象，是为了收集实验证据，属于实验探究一般思路中的获取证据，故选c 设计意图： 梳理完整实验流程。结合图像锻炼读图分析与逻辑推理能力。围绕催化剂、装置改进展开设问，强化对比分析与实验优化的探究思维。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：改编 第三部分实践类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、创编) 12 内蒙古是我国重要的能源与战略资源基地。某校化学兴趣小组在开展研学活动后，围绕“制取氧气与催化剂的应用”进行了实验探究。请你参与并完成下列问题。 【查阅资料】 ①包头白云鄂博矿区富含铁矿石（主要成分Fe₂O₃）及稀土资源，科研人员发现其中的氧化铁粉末对某些化学反应有催化作用。 ②乌海市国能龙源环保公司通过再生技术，使失活的脱硝催化剂实现100%资源化再利用，每年减少碳排放近10万吨。 （1） 在实验室中，把少量二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中（方法甲），与把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中（方法乙）两种方法的实验现象是否相同______？（填“相同”或“不同”）。模拟工厂“平稳供氧”的需求，你认为能得到平稳氧气流的方法是_____（填“甲”或“乙”）。 （2） 兴趣小组同学想验证白云鄂博铁矿区的氧化铁粉末能否代替二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂。请完善下表中的实验方案 实验步骤 实验现象及结论 步骤1：①分别量取5 mL5%过氧化氢溶液于A、B两支试管中；②向A试管中加入___，B试管中不加；③分别将_____伸入两支试管中，观察现象。 A试管中产生大量气泡，带火星木条______，B试管中无明显变化。结论：氧化铁______（填“能”或“不能”）改变过氧化氢的分解速率 步骤2：①将步骤1中A试管反应后的混合物进行过滤，得到固体；②将固体洗涤、干燥后，用______（填仪器名称）称量其质量；③比较反应前后固体的质量。 反应前后固体质量_____且化学性质不变，证明氧化铁______（填“是”或“不是”）该反应的催化剂。 步骤3：将步骤2得到的固体重新加入过氧化氢溶液中，观察到______，说明其化学性质不变。 (3) 乌海市对失活脱硝催化剂进行100%资源化再利用，体现了______（填一种环保理念）。该过程每年减少碳排放近10万吨，有利于减缓的环境问题是______。 (4) 完成本次实验探究后，你对“化学、技术、社会、环境”之间的关系有了哪些新的认识？请简要写出你的感悟（100字以内） 【参考答案】（1）不相同，乙；（2）氧化铁，带火星的小木条，天平，复燃，能，不变，是；（3）绿色化学，温室效应；(4)化学不仅能创造新物质，还能通过催化剂技术解决环境问题。内蒙古的工业实践让我明白：科技创新能让资源“变废为宝”，实现绿色发展。（合理即可） 解析： （1）方法甲（二氧化锰加入过氧化氢中）会产生大量气泡，但初始速率快后变慢；方法乙（过氧化氢缓缓加入二氧化锰中）可使反应平稳进行，得到平稳氧气流。 （2）验证催化剂需三步：证明能改变反应速率（木条复燃）、证明质量不变（天平称量）、证明化学性质不变（重复实验）。表格中需填入氧化铁、带火星的小木条、天平、复燃、能、不变、是。 （3）资源化再利用符合绿色化学理念；减少碳排放有利于减缓温室效应。 （4）开放性题目，围绕化学与环保、技术、社会的关系作答（合理即可）。 设计意图： 结合内蒙古工业与生态背景，综合考察催化剂的概念、验证实验方法以及环保理念。提升学生科学探究、实验方案设计与评价能力，以及“化学—技术—社会—环境”关联意识。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：改编 评价反馈 学生评价 时间 □15分钟以内 □15-20分钟 □20分钟以上 过程 □独立完成 □同伴互助 □请教师长 反思 你有什么收获或疑问？还想探究什么问题？ 教师评价 分析 正确题数 错误题数 空白题数 基础类 拓展类 实践类 辅导与建议 错题订正 五、单元作业设计 内容要求 1.认识依据物质的组成和性质可以对物质进行分类，知道物质可以分为纯净物和混合物等。 2.知道物质具有独特的物理性质和化学性质。 3.知道物质具有广泛的应用价值，物质的性质决定用途。 4.了解空气的主要成分。 5.通过实验探究认识氧气的主要性质。 6.初步学习氧气的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。 7.以自然界中的氧循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。 8.认识常见的化合反应、分解反应及简单应用。 9.了解化学反应需要一定的条件，知道催化剂对化学反应的重要作用。 10.通过具体的化学实验探究活动，学习控制变量和对比实验的实验设计方法。 11.知道资源开发、能源利用和材料使用可能会对环境产生影响，树立环保意识。 学业要求 1.能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别纯净物和混合物。 2.能通过实验说明氧气的主要性质。 3.能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系。 4.能利用常见物质的性质，分析、解释一些简单的化学现象和事实，能利用化学反应相关知识分析和解释自然界、生产生活、实验中的常见现象。 5.能设计简单实验，制备并检验氧气，能说明必做实验的基本思路与方法，分析实验实施的合理性，能体现严谨求实、敢于质疑的科学态度。 6.能基于真实问题情境，依据常见物质的性质，初步分析和解决相关的综合问题，能基于必做实验形成的探究思路与方法，分析解决真实情景中的简单实验问题。 7.能基于物质的性质和用途，从辩证的角度，初步分析和评价物质的实际应用，对空气、化学品合理使用等社会性科学议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动。 8.能辨别常见的化合反应、分解反应。 9.能举例说明化学变化在自然界和生产生活中的重要应用价值，以及化学家利用化学反应造福人类的创造性贡献。 10.能利用化学反应相关知识分析和解释自然界、生产生活、实验中的常见现象。 11.在跨学科实践活动中，具有恪守科学伦理、遵守法律法规以及维护国家安全的意识。 12.能积极参与小组合作，勇于批判、质疑，自觉反思，能克服困难，敢于面对陌生的、不确定性的挑战。 13.能积极参加与化学有关的社会热点问题的讨论并作出合理价值判断，初步形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度和健康的生活方式。 作业目标 1.说出空气的主要成分及体积含量，描述氮气、氧气、稀有气体等组分的性质与对应用途，落实性质决定物质用途的化学观念。 2.解释纯净物、混合物的分类依据，能够结合生活实例区分纯净物与混合物。 3.说明空气中氧气含量测定实验的反应原理、装置与操作要点，结合习题简要分析实验误差产生原因。 4.列举空气污染物与污染来源，掌握空气污染的防治措施，结合空气质量议题作业树立保护环境、绿色低碳的理念，增强社会责任意识。 5.归纳氧气的物理性质与化学性质，掌握木炭、硫、铁丝分别在空气、氧气中燃烧的实验现象。 6.概述物质与氧气反应的变化原理，规范书写相关反应文字表达式与常见物质化学式。 7.复述化合反应、分解反应、氧化反应的定义，能根据化学反应表达式辨别已知、陌生反应的基本反应类型。 8.描述氧气工业制法的分离原理，掌握实验室制取氧气的反应原理、实验装置、气体收集、验满检验方法与实验注意事项，初步梳理气体制备的一般思路。 9.说明催化剂的特征与催化作用，结合过氧化氢制氧习题分析催化剂对化学反应速率带来的影响。 10.列举自然界氧循环的变化过程，解释物质在自然界相互转化的规律及其维系生态平衡的重要意义。 11.初步学会依托化学反应文字表达式，完成反应物、生成物相关简单定量计算，逐步建立化学定量思维，感悟化学学科特征。 12.结合真实生活情境运用空气、氧气相关知识分析、解释化学现象；依托氧气制取探究习题、微型空气质量检测跨学科作业，开展小组合作研讨，辩证评析空气相关社会性议题，培育严谨求实的科学探究素养。 作业时长 建议20-30分钟 第一部分 基础类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 1 空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法不正确的是（ ） A.空气是工业制取氧气廉价、易得的原料 B.人体在呼吸空气时，呼出的气体中含量最多的是氮气 C.通常可以用占空气质量分数0.94%的稀有气体作为电光源 D.空气中的氮气化学性质不活泼，可以做保护气 【参考答案】：C 解析： A.工业制氧气采用分离液态空气法，空气来源广泛、易获取，是廉价易得的原料，表述正确。 B.空气中氮气体积分数约为78%，且氮气不参与人体呼吸作用，因此呼出气体中含量最高的物质仍为氮气，表述正确。 C.空气各成分的占比为体积分数，稀有气体占空气体积分数的0.94%，而非质量分数，表述错误。 D.氮气化学性质不活泼，常温下难与多数物质反应，可作保护气，表述正确。 设计意图： 本题以空气资源为情境，考查空气组成、性质与用途的基础化学观念，辨析易混概念，锻炼学生科学思维，同时结合主题渗透环保意识，落实科学态度与社会责任的素养目标。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解□应用 题目来源：选编 2 在“木炭在氧气中燃烧”的实验中，下列图标与本实验无关的是（ ） A.护目镜 B.明火 C.排风 D.洗手 【参考答案】：D 解析：“木炭在氧气中燃烧”实验： A（护目镜）：防止强光、火星伤害眼睛，相关。 B（明火）：实验需要点燃木炭，相关。 C（排风）：及时排出燃烧产生的气体，相关。 D（洗手）：该实验不涉及接触有毒、腐蚀性物质，无关。 设计意图： 结合氧气燃烧实验，考查实验室安全图标识别，强化实验规范与安全意识，培养严谨求实的科学态度。 课程核心素养： □化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解□理解□应用 题目来源：选编 3 某化学兴趣小组根据所学知识对生活中常见的物质进行分类，前者属于混合物、后者属于纯净物的是（ ） A.空气、纯牛奶 B.啤酒、矿泉水 C.白醋、冰水混合物 D.二氧化碳、铁 【参考答案】：C 解析：纯净物：由一种物质组成；混合物：由两种或多种物质组成。 A：空气（含N₂、O₂等，混合物）、纯牛奶（含水、蛋白质等，混合物），不符合。 B：啤酒（含水、酒精等，混合物）、矿泉水（含水、矿物质，混合物），不符合。 C：白醋（含水、醋酸，混合物）、冰水混合物（只含H2O，纯净物），符合。 D：二氧化碳（CO₂，纯净物）、铁（Fe，纯净物），不符合。 设计意图： 考查纯净物与混合物的分类依据，结合生活实例辨析物质类别，建立“组成决定类别”的化学观念，提升分类思维能力。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解□应用 题目来源：选编 4 下列对物质燃烧现象的描述，正确的是（ ） A.硫粉在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体 B.木炭在氧气中燃烧发出白光，放出热量，生成二氧化碳气体 C.细铁丝在空气中燃烧剧烈，火星四射，放出热量，生成黑色固体 D.红磷在空气中燃烧出现大量白色烟雾 【参考答案】：A 解析： 实验现象：看到、闻到、感受到的；实验结论：推断出的物质名称。 A：硫在氧气中燃烧，发出明亮蓝紫色火焰，生成有刺激性气味气体，现象描述正确。 B：生成二氧化碳是实验结论，不是现象，错误。 C：细铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中才会剧烈燃烧、火星四射，错误。 D：红磷燃烧产生白烟（固体小颗粒），“烟雾”包含液体小液滴，描述错误，错误。 设计意图： 考查硫、木炭、铁丝、红磷在空气和氧气中燃烧的现象，规范现象描述，区分现象与结论，深化氧气化学性质认识。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解□应用 题目来源：选编 5 某兴趣小组设计并制作了如图所示的简易制氧机。下列说法不正确的是 A.该装置具有的优点是操作简单、廉价易得 B.MnO2在反应中起催化作用 C.根据瓶B单位时间内产生气泡的多少，可判断产生O2的纯度 D.瓶A中液体温度逐渐升高说明该反应放热 【参考答案】：C 解析： A．该装置使用常见塑料瓶等简易材料制作，原料廉价易得、操作步骤简单，正确。 B．过氧化氢分解制氧气，其中二氧化锰改变过氧化氢的分解速率，且反应前后质量和化学性质不变，二氧化锰是催化剂，起催化作用，正确。 C．瓶B单位时间内产生气泡的多少只能反映生成O₂的速率，无法判断O₂的纯度，错误。 D．A瓶中液体温度逐渐升高，说明过氧化氢分解的反应是放热反应，正确。 设计意图： 本题以生活化自制简易制氧机为真实探究情境，依托过氧化氢制取氧气的实验模型，考查学生对催化剂作用、反应现象分析等知识的理解，锻炼学生观察分析与科学思维能力，引导学生将课本实验知识迁移应用到生活化装置中，落实科学探究素养，同时借助生活化创新实验，激发探究兴趣，渗透学以致用的化学观念。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：选编 6 现有A、B、C、D四种物质。A是无色、无味的气体，能使带火星的木条复燃。B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种无色、有刺激性气味的气体C；D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。试判断A、B、C、D各是什么物质，然后写出A、D两种物质的化学式。 (1)A_____， D_____。（注意：必须用化学式填空才得分） (2)请写出物质B在物质A中燃烧的化学反应的文字表达式：_____，基本反应类型为_____。 【参考答案】： (1) O2 ；CO2 点燃 (2) 硫+氧气 二氧化硫；化合反应 解析： （1）A是无色、无味的气体，能使带火星的木条复燃，则为氧气；B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种无色、有刺激性气味的气体C，则B为硫、C为二氧化硫；D为能使澄清石灰水变浑浊的气体，则为二氧化碳。故A为O2；D为CO2。 （2）由前面分析可知，B为硫，A为氧气，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫；因为是两种物质生成另一种物质的反应，所以基本类型为化合反应。 设计意图： 本题以空气探究为情境，依托物质特征反应现象设置推断题，对标新课标物质性质与应用的学习要求，考查学生对氧气、二氧化碳等核心物质性质的掌握程度，训练证据推理的科学思维，通过书写反应表达式夯实化学用语基础，并结合产物性质渗透大气环保意识，实现知识考查与核心素养培育的融合。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解□应用 题目来源：改编 第二部分 拓展类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 7 如图所示是实验室制取和收集气体的部分装置。请回答下列问题： （1）写出图中带有标号仪器的名称：① ； （2）用高锰酸钾制取并收集比较纯净的氧气，选择发生装置B与收集装置 （填字母）。用高锰酸钾制取氧气时，反应的文字表达式为 。 （3）操作过程中发现导管附近的水变红，你的改进建议是 。 （4）装置D作为收集装置检验氧气是否集满的操作方法是 。 （5）若用F装置收集氧气，则氧气应该从 端通入（填“m”或“n”） （6）请利用A-D装置完成实验：实验室常用石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳。已知常温下二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水，且与水反应能生成碳酸。则制取二氧化碳的发生和收集装置是 。（填序号） 【参考答案】： (1)长颈漏斗加热 (2)C；高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)试管口放一团棉花 (4)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已集满 (5)m (6)AD 解析： （1）仪器①为长颈漏斗，用于添加液体药品。 （2）收集较纯净的氧气用排水法（C）；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式如上。 （3）导管口水变红，是高锰酸钾粉末进入水槽；改进：试管口放一团棉花，阻挡粉末。 （4）氧气助燃，验满：带火星木条放瓶口，复燃则满。 （5）F装置（万能瓶）：氧气密度比空气大，长进短出，从m端通入，空气从n端排出。 （6）石灰石和稀盐酸制二氧化碳：固液常温型（A）；二氧化碳密度比空气大、能溶于水，用向上排空气法（D），故选AD。 设计意图： 考查实验室制取氧气的仪器、原理、装置、收集、验满及注意事项，梳理气体制备思路，强化学生的实验操作与探究素养。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：选编 8 阅读下面科普短文。 生活中有时需要用到高浓度O2，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。 氧气瓶和氧气袋中的O2一般用深冷法制得，该方法利用物质沸点差异，从空气中分离出O2。 制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将N2、O2通过某种沸石分子筛，测定其对N2、O2的吸附情况、结果如图乙（纵坐标数值越大，代表吸附量越大）。 吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。 依据文章内容回答下列问题。 （1）供氧方式主要有 （写出一种即可）。 （2）深冷法制氧利用了物质的 （“物理性质”或“化学性质”）差异。 （3）图甲中，表示氧分子变成氧原子的是 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 （4）由图乙可知，25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2，证据是 。 【参考答案】： （1）氧气瓶或氧气袋或制氧机； （2）物理性质； （3）Ⅱ； （4）25℃时，吸附压越大，氮气的吸附量越大，而氧气的吸附量变化不大。 解析： （1）由题中信息可知，供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。 （2）深冷法制氧利用了物质的沸点差异，从空气中分离出氧气，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质。 （3）由图甲可知，Ⅱ为氧分子分解为氧原子。 （4）由图乙可知，25℃时，吸附压越大，氮气的吸附量越大，而氧气的吸附量变化不大，故25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2。 设计意图： 本题以家用制氧机为科普情境，将空气分离的原理、微观变化、图表信息解读融入素材阅读题中，既考查学生提取信息、分析图像的科学思维能力，巩固物质性质分类、微观本质等基础化学观念，又引导学生了解化学技术在生活中的应用，客观认识化学物质的使用价值，落实科学态度与社会责任的核心素养，体现从生活走向化学的课程理念。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 □探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：选编 9 科学兴趣小组利用压强传感器对课本实验进行了创新改进。 【探究一】测定空气中氧气的含量 为精确测定空气中氧气的含量，科学兴趣小组按图A所示装置进行了实验。图B、图C是利用该装置测定红磷和木炭在集气瓶中燃烧的压强一时间关系图。 (1)在实验前应进行的操作为_________。 (2)该实验中红磷燃烧的实验现象为________。 (3)请写出红磷在集气瓶中燃烧的文字表达式：__________。 (4)若将红磷换成木炭，实验不能成功，可用图________（填“B”或“C”）进行解释。 【探究二】探究催化剂种类对催化效果的影响 二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气，为比较两者的催化效果，同学们按图1所示装置进行了实验，测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。 (5)催化剂在化学反应前后化学性质和________不变。 (6)对比图2中的_______（填字母）点，可知化学反应速率与催化剂的种类有关。 (7)请从催化剂的角度解释在实验过程中，上述两个反应虽化学反应速率不同，但完全反应后两个装置内压强相同的原因是_________。 【参考答案】： (1)检查装置的气密性 (2)产生大量白烟，放出热量 点燃 (3) 红磷+氧气 五氧化二磷； (4)C (5)质量 (6)a、c（或b、d） (7)催化剂只改变化学反应速率，不改变生成物的质量，等量过氧化氢完全分解生成氧气的量相同，因此最终压强相同。 解析： （1）有气体参与的实验，实验前需检查装置气密性，避免装置漏气干扰实验结果。 （2）红磷燃烧生成五氧化二磷白色固体小颗粒，因此产生白烟，燃烧过程伴随放热。 （3）红磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷。 （4）木炭燃烧消耗氧气的同时生成二氧化碳气体，瓶内气体总量几乎不变，最终压强接近初始压强，无法形成明显压强差导致实验失败，对应图C的压强变化。 （5）催化剂的特点为“一变两不变”，其中“两不变”指反应前后本身的质量和化学性质不变。 （6）对比a、c点：生成等量氧气（气压相同）时，反应时间不同，说明反应速率不同；对比b、d点：相同反应时间下，装置内气压不同，说明生成氧气的量不同、反应速率不同，均可证明催化剂种类影响反应速率。 （7）催化剂只改变化学反应速率，不改变生成物的质量，等量过氧化氢完全分解生成氧气的量相同，因此最终压强相同。 设计意图： 本题以数字化实验为载体，围绕空气中氧气含量测定与催化剂探究展开命题，结合压强图像，考查基础实验知识与图像分析能力，帮助学生建构化学观念，发展证据推理的科学思维，落实科学探究核心素养。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践□科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：选编 第三部分 实践类作业 题号 作业内容 设计意图和题目来源(选编、改编、 创编) 10 随着环保意识的提高，人们对空气质量越来越关注。某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。 活动一：了解空气质量指数所表示的含义 空气质量指数(air quality index，AQI)是定量描述空气质量状况的指数，分为六级，相对应空气质量的六个级别，其数值越大，说明空气污染状况越严重。 【思考分析】 (1)如图1是该日某市的空气质量情况，该日的空气质量为________(填“优”“良”或“轻度污染”)。 图1 (2)空气中二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)的主要来源是________________，所引起的环境问题是__________。 活动二：认识微型空气质量“检测站” 【查询网络】微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物，其结构如图2。 图2 【交流思考】 (3)太阳能板工作时进行的能量转化是______________________。 活动三：调查微型空气质量“检测站” 【进行实践】同学们找到一个微型空气质量检测站，观察并记录不同时间显示的数据如表： 二氧化氮/μg 臭氧/μg 一氧化碳/μg 22.0 158.0 3.26 【交流思考】 (4)除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有______(写一种)。 活动四：进行实践 同学们对某工厂附近的空气质量感到好奇，调研发现工厂为了获得充足的能量，长期采用燃煤技术。于是同学们猜测该废气中含有二氧化硫。 【查阅资料】二氧化硫是有刺激性气味的气体，能使澄清石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色。 【设计并进行实验】 （5） 实验操作 实验现象 实验结论 收集一瓶工厂排放的气体，加入品红溶液，振荡 _________ _________ 废气中含有二氧化硫 【反思评价】 (6)不选用澄清石灰水检验二氧化硫的原因是________________。 活动五：提出空气质量改进方案 【分享成果】 (7)“绿水青山就是金山银山。”为了保护人类赖以生存的空气，请你和兴趣小组同学思考，我们自己在校园中能做什么？_____。 【参考答案】： （1）轻度污染 （2）化石燃料的燃烧或汽车排放的尾气；酸雨 （3）将太阳能转化为电能 （4）二氧化硫(或细颗粒物或可吸入颗粒物) （5）品红溶液褪色 （6）因为澄清石灰水常用来检验二氧化碳，它们现象相同，容易混淆 （7）节约用电（答案不唯一，合理即可） 解析： （1）由图及表格可知，该日的空气质量为轻度污染。 （2 （2）空气中二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)的主要来源是化石燃 燃料的燃烧、汽车排放的尾气等，最终可能导致酸雨，污染环 环 境。 （3）太阳能电池板进行能量转化，其能量转化方式是将太阳能转化为电能。 （4）在计入空气污染指数的项目中有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物、臭氧、一氧化碳等，则还需要检测的空气污染物有二氧化硫或细颗粒物或可吸入颗粒物。 （5）由于二氧化硫能使品红褪色，实验结论是废气中含有二氧化硫，则将混合气体通入品红溶液中，能观察到品红溶液褪色。 （6）二氧化硫和石灰水反应生成白色沉淀，与二氧化碳反应现象相同。 （7）在学校生活中可通过节约用电等措施来保护空气。 设计意图： 依托空气质量真实情境，考查空气污染物、污染防治及二氧化硫的检验知识。锻炼学生实验推理与知识应用能力，渗透环保理念，落实学科核心素养。 课程核心素养： ☑化学观念☑科学思维 ☑探究实践☑科学态度与责任 认知水平： ☑了解☑理解☑应用 题目来源：选编 评价反馈 学生评价 时间 □15分钟以内 □15-20分钟 □20分钟以上 过程 □独立完成 □同伴互助 □请教师长 反思 你有什么收获或疑问？还想探究什么问题？ 教师评价 分析 正确题数 错误题数 空白题数 基础类 拓展类 实践类 辅导与建议 错题订正 六、作业设计反思 本次作业以“探究空气奥秘 守护绿色家园”的生活化情境串联单元知识，分层设置基础、拓展、实践类任务，紧扣化学实验探究核心，兼顾不同层次学生的学情差异，对标2022版义务教育化学课程标准，落实化学四大核心素养，践行“双减”减负提质的要求，将绿色环保的育人理念融入作业全过程。 在本次设计中，仍然存在一些不足：实践类探究任务的操作指引不够细致，生活情境与化学知识点的融合衔接不够自然；部分习题题型存在重复，排版逻辑不够清晰，作业由浅入深的梯度层次还有进一步优化的空间。 后续优化中，我们将精简冗余习题内容，细化实践探究作业的操作方案与引导提示；优化习题梯度排布，丰富开放性探究题型；立足课标要求，深挖生活情境的育人价值，合理平衡训练量，更好地帮助学生夯实化学基础知识，锻炼科学探究思维，逐步建立科学态度与社会责任，树立爱护环境、守护绿色家园的责任意识。 $