2.3氧气的制备第二课时教学设计-2026-2027学年九年级化学沪教版上册

《氧气的制备》（第二课时）教学设计 沪教版·初中化学·九年级上册·第2章 空气与水资源·第3节 一、课标分析 《义务教育化学课程标准（2022年版）》将本节课纳入“身边的化学物质”学习主题，要求学生初步学习氧气的实验室制取方法，初步认识催化剂及其在生产、生活中的作用，并在真实实验中形成“在一定条件下物质可以发生转化”的基本观念。课标强调以实验为基础，引导学生经历提出问题、设计方案、动手操作、观察记录、解释交流的完整过程，初步建立制取气体的一般思路：选择反应原理、确定发生与收集装置、进行气体的检验与验满。同时倡导开展探究性、跨学科实践学习，渗透安全、节约、环保与可持续发展的观念，让学生在“做中学”“用中学”中体会化学实验对物质制备的独特价值。 二、四维核心素养 通过本课时学习，学生能在实验与比较中建立“一定条件下物质可以转化并可被制备”的化学观念；借助对反应原理、发生装置与收集方法的对比分析，发展比较、归纳与模型建构的科学思维；经历“选择原理—组装装置—制取气体—检验验满”的完整探究过程，提升科学探究能力；并在规范操作、药品节约与废液处理中养成安全、严谨、环保的科学态度与社会责任。 三、教学重难点 教学重点：实验室用过氧化氢溶液制取氧气的反应原理，发生装置与收集装置的选择依据，氧气的检验与验满方法。教学难点：对催化剂概念的初步理解，即二氧化锰在该反应中所起的作用及其在反应前后质量与化学性质不变的认识；根据反应物状态与反应条件合理选择并改进气体发生装置。 四、设计思路 本课时以“在实验室里再制取一瓶较纯净的氧气”为真实任务主线，在第一课时加热固体制取氧气的基础上，引入常温下固液混合制取氧气的新方法。按照“选择原理—设计装置—动手制取—检验验满—反思评价”的认知链条，设置层层递进的任务群：先通过三组对比实验引出催化剂概念，再通过装置对比体会发生装置选择的依据，最后综合运用方法完成制取、验满与检验。全程避免机械记忆与纸上谈兵，让学生在做中学、在比中思，把零散的实验操作上升为“制取气体的一般思路”模型，同时渗透节约药品、规范操作与绿色化学意识。 五、教学过程 任务一　温故知新：从“加热”走向“常温” 【任务情境】上一课时同学们已经用加热高锰酸钾的方法在实验室制得了氧气，并完成了收集与验满。今天老师带来了一瓶医用双氧水和一小袋黑色粉末，请大家思考：不点燃酒精灯，我们还能不能制得氧气？ 【学生活动】学生回顾上一课时加热固体制取氧气的主要步骤，口述操作要点：查、装、定、点、收、离、熄。观察教师出示的过氧化氢溶液（俗称双氧水）和二氧化锰粉末，猜测两种物质单独或混合后是否会产生氧气，并把自己的猜想写在学习单上。 【教师引导】教师引导学生聚焦两个问题：第一，不加热能不能让物质放出氧气？第二，黑色粉末在其中扮演什么角色？由此自然过渡到本节课的核心探究。 【设计意图】以旧知作锚点，用“不加热也能制氧气”制造认知冲突，激发探究欲望；同时让学生在回顾中巩固气体制取的基本步骤，为本课时的对比学习搭建台阶。 任务二　初探新知：过氧化氢溶液能否自行放出氧气 【任务情境】如果只取少量过氧化氢溶液放入试管，把带火星的木条伸入试管口，木条会复燃吗？ 【学生活动】学生分组实验：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，观察木条是否复燃、溶液中是否有气泡缓慢冒出。把观察到的现象如实记录在学习单的现象栏中，并与同伴交流。 【教师引导】教师巡视，提醒学生注意取用量、规范持握试管、木条伸入位置。实验后引导：过氧化氢溶液在常温下是否几乎不放出氧气？或者说放出氧气的速率是否非常缓慢、浓度是否很低，以至于带火星的木条无法复燃？ 【设计意图】让学生通过亲手观察获得“过氧化氢单独使用时放氧很慢”的直接证据，为后续理解二氧化锰的催化作用提供对比基准，避免把结论直接灌输给学生。 任务三　关键探究：揭开黑色粉末的“秘密” 【任务情境】向盛有过氧化氢溶液的试管中加入少量二氧化锰粉末，再把带火星的木条伸入试管口，会发生什么？二氧化锰到底是不是反应物？ 【学生活动】学生分三步完成对比实验：第一步，向过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰粉末，观察是否迅速产生大量气泡，带火星的木条是否复燃；第二步，等试管中不再产生明显气泡后，再一次加入适量过氧化氢溶液，观察是否又迅速产生气泡；第三步，反应结束后，把试管中的黑色粉末洗涤、干燥、称量，与实验前称取的质量进行比较，并把回收得到的黑色粉末再次加入新的过氧化氢溶液中，观察现象是否重复出现。学生在小组内讨论：二氧化锰在反应前后有没有被消耗？它本身的化学性质有没有改变？ 【教师引导】教师在学生汇报基础上归纳：像二氧化锰这样，能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质，叫做催化剂；催化剂所起的作用叫做催化作用。教师进一步引导学生抓关键词——“改变”速率（可以是加快，也可以是减慢）、“本身质量和化学性质不变”。教师特别强调：不能把催化剂简单理解为“反应物”，也不能说它“不参与反应”，它在反应过程中是参与了变化过程、但最终又恢复原状的。教师简介催化剂在生产、生活中的广泛应用，如酿酒、制药、汽车尾气净化、植物体内的酶等，让学生体会催化剂与社会、生活的密切联系。 【设计意图】通过“加粉末—加溶液—回收再用”的递进实验，让学生用证据自己建构催化剂概念，而不是死记“一变两不变”；同时把催化剂从实验室拓展到生产生活，落实科学态度与责任素养。 任务四　装置对比：选择合适的“发生装置” 【任务情境】既然过氧化氢溶液与二氧化锰在常温下混合就能放出氧气，那我们还需要像上一课时那样使用酒精灯和大试管吗？如果不需要，应该用什么样的装置？ 【学生活动】学生以小组为单位，对照上一课时“固体加热型”发生装置与本节课“固液常温型”发生装置（锥形瓶或广口瓶配长颈漏斗或分液漏斗、双孔塞、导管），完成对比表：反应物状态分别是什么、反应是否需要加热、仪器组成有何不同、气密性应如何检查、添加药品的顺序应如何安排。学生尝试把装置从“简易装置”改进为“可控制反应的发生与停止”或“可随时添加液体”的装置，讨论长颈漏斗与分液漏斗在使用上的差异。 【教师引导】教师引导学生归纳选择气体发生装置的两条依据：一看反应物的状态（是固体与固体反应，还是固体与液体反应、液体与液体反应）；二看反应条件（是否需要加热、是否需要加催化剂）。教师演示简易启普式或分液漏斗装置的气密性检查方法，强调导管刚露出橡皮塞即可、长颈漏斗下端要伸入液面以下形成液封，防止生成的气体从漏斗口逸出。 【设计意图】通过装置对比与改进，把上一课时的操作经验迁移为“选择发生装置的一般思路”，发展模型建构与比较归纳的科学思维；改进装置的环节为后续高中学习气体制备埋下伏笔。 任务五　收集与检验：完成一瓶氧气的制取 【任务情境】装置选好以后，我们用什么方法把氧气收集起来？又怎么知道收集到的就是氧气、什么时候才算收满？ 【学生活动】学生结合氧气的物理性质——密度比空气略大、不易溶于水——讨论并选择收集方法：可以用向上排空气法，也可以用排水法。各小组根据提供的仪器，分别用两种方法收集一瓶氧气，比较两种方法收集到的气体在纯净度、操作难度、观察是否方便等方面的差异。随后学生用带火星的木条伸入集气瓶内检验气体，观察木条是否复燃；用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃以判断是否集满；用排水法收集时，观察到瓶口有大气泡向外冒出即表示已集满。学生在学习单上写出每一步的操作要点与注意事项。 【教师引导】教师强调：排水法收集时，应等到导管口气泡连续、均匀冒出后再开始收集，否则收集到的气体中会混有装置内排出的空气；集满后用玻璃片在水面下盖住瓶口，再将集气瓶正放在桌面上。教师引导学生小结氧气的检验与验满是两个不同的操作——检验是伸入瓶内、验满是放在瓶口，不可混淆。 【设计意图】把“性质决定收集方法、操作对应现象”这一化学思想落到实处，让学生在动手收集中体会排水法与排空气法的适用条件，突破“检验与验满相混淆”这一常见难点。 任务六　归纳建模：建构“制取气体的一般思路” 【任务情境】回顾本课时与上一课时所做的两次制氧实验，如果让你以后在实验室制取一种新的气体，你会按照怎样的步骤去思考？ 【学生活动】学生以小组为单位，用思维导图或流程图的形式，把本节课的零散操作整理成一条完整思路：第一步，根据所需气体选择反应原理，即考虑用什么物质、在什么条件下反应；第二步，根据反应物状态与反应条件选择发生装置；第三步，根据气体的密度与溶解性选择收集装置；第四步，在正式收集前先检查装置的气密性；第五步，按合理顺序加入药品、开始反应；第六步，用合适的方法检验气体是否为目标气体、是否已经集满；最后，对剩余药品与废液进行规范处理。各小组把思路图贴在黑板或投影上进行互评。 【教师引导】教师在学生汇报的基础上，用一句口诀帮助学生固化思路——“原理决定装置，性质决定收集，气密先查后装，验满内检分明”。教师提醒：这一思路不仅适用于氧气，今后学习二氧化碳、氢气等气体时同样可以套用。 【设计意图】把具体实验上升为可迁移的一般模型，让学生从“会做这一次实验”走向“会做一类实验”，真正落实化学观念与科学思维的核心素养。 任务七　拓展延伸：从实验室走向工业与生活 【任务情境】我们实验室制得的氧气量很少，医院、钢厂、航天发射场需要的大量氧气又是从哪里来的？ 【学生活动】学生阅读教材“拓展视野”栏目，了解工业上通过分离液态空气大规模制取氧气的基本思路——利用液氮与液氧沸点不同进行分离，属于物理变化；并与实验室制法进行比较，讨论实验室制法与工业制法在原料、规模、原理、成本上的差异。学生举例说出氧气在医疗急救、炼钢、气焊、潜水、航天等领域的用途，体会化学对社会发展的贡献。 【教师引导】教师强调：实验室制法服务于学习与研究，要求装置简单、操作安全、现象明显；工业制法则服务于生产，要求原料易得、成本低廉、可大规模连续生产。两者思路不同，但都体现了“根据用途选择方法”的工程思想。 【设计意图】打通实验室与工业、生活之间的联系，让学生在比较中体会化学与技术、社会的关系，落实科学态度与责任素养。 任务八　课堂小结与随堂评价 【任务情境】这节课你最大的收获是什么？还有哪些地方存在疑问？ 【学生活动】学生围绕三个问题进行自我小结：第一，常温下用什么物质、借助什么物质可以在实验室制得氧气？第二，什么是催化剂？它有什么特点？第三，选择气体发生装置和收集装置的依据分别是什么？学生完成学习单上的两道评价题：①判断“二氧化锰是过氧化氢制氧气的反应物”这一说法是否正确，并说明理由；②给出一种未知气体的密度与溶解性信息，让学生选择合适的收集方法。同桌互相批改并说出判断依据。 【教师引导】教师针对学生互评中暴露的共性问题进行点拨，布置课后任务：观察家庭或生活中还有哪些地方用到了“催化剂”的思想（如发酵、洗涤剂中酶的作用），并尝试用框图形式画出本节课制取氧气的完整思路。 【设计意图】以自我小结加评价题的方式诊断学习效果，及时发现“把催化剂当作反应物”“检验与验满混淆”等典型误区；课后任务把课堂学习延伸到家庭与生活，保持学习的开放性。 六、板书设计 板书以“制取氧气的一般思路”为主线，左侧书写核心概念，右侧书写装置与方法的对比，整体结构如下： 第三节　氧气的制备（第二课时） 一、反应原理： 过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下，常温下即可放出氧气， 反应后剩余的液体为水，全程无需加热 二、催化剂：能改变其他物质的反应速率， 本身的质量与化学性质在反应前后保持不变 它所起的作用称为催化作用 三、发生装置的选择依据： 反应物状态为固体与液体，反应条件为常温 因此选用固液常温型发生装置 四、收集装置的选择依据： 氧气密度比空气略大——可用向上排空气法 氧气不易溶于水——可用排水法 五、氧气的检验与验满： 检验：带火星的木条伸入集气瓶内，复燃则为氧气 验满：带火星的木条放在集气瓶口，复燃则已集满 六、制取气体的一般思路： 选择反应原理，确定发生装置，检查装置气密性， 加入药品开始反应，收集气体，完成检验与验满 学科网（北京）股份有限公司 $