初中化学新科粤版九年级上册3.2 氧气的制取教案2025秋

3.2氧气的制取第1课时加热高锰酸钾制氧气【素养目标】1.了解实验室制取氧气的主要方法和原理，2.初步了解通过化学实验制取新物质的方法。3.认识气体的制取装置，练习气体制取实验相关操作。4.学习运用观察、实验等方法获取信息，从而提高对实验进行分析、思考的能力。5.逐步认知用实验去验证化学理论，从而知道化学是一门以实验为基础的课程，学化学离不开做实验。养成实事求是，严肃认真的科学态度和良好的实验习惯。【教学重点】实验室制取氧气的反应原理和操作方法注意事项。【教学难点】加热高锰酸钾制取氧气的实验操作规范。【教学用具】实验室加热高锰酸钾制取氧气的有关试剂和仪器、多媒体设备等。【教学课时】一课时【教学过程】[引入新课]上一节课，我们探究了氧气的化学性质，氧气有哪些化学性质？我们在探究氧气的化学性质时，使用了许多瓶氧气，这些氧气是怎样制得的呢？下面我们就来探究氧气的实验室制法，并学习一些相关的化学知识。[教师讲解]高锰酸钾是一种暗紫色的固体，具有杀菌消毒的作用，医院里常用作消毒剂。实验室常用加热分解高锰酸钾制取氧气，这一反应的文字表达式是：。1.实验室制氧气[教师讲解]实验室制取气体的装置由发生装置和收集装置两部分组成。[布置任务]请同学们阅读课本P77-78【实验3-4】“设计实验”部分内容，设计加热高锰酸钾制取氧气的装置，并尝试绘制设计图。[提出问题]课本图3.2-1中的两个发生装置有什么不同呢？你们选用的那种装置呢？[学生回答]不通点：甲装置试管口向下倾斜；乙装置试管口向上倾斜。选用的甲/乙装置。[教师讲解]用试管盛装固体试剂加热时，试管口应向下倾斜，防止冷凝水流到热的试管底部，使试管炸裂；固体应平铺在试管底部，利于试剂均匀受热。[学生观察]观察，并比较课本图3.2-2中的三个收集装置有什么不同。[教师讲解]图甲：排水法收集装置，适用于收集不易溶于水的气体，所收集气体较纯净。图乙是向上排空气法收集装置，适用于收集密度比空气的大的气体，图丙是向下排空气法收集装置，适用于收集密度比空气小的气体，排空气法收集装置所收集的气体较干燥。[交流讨论]课本图3.2-2中的三个收集装置哪些可以用于氧气的收集呢？[学生回答]甲、乙装置可用于手机氧气。[教师总结]收集装置的选择，必需根据气体的性质（如密度、溶解性等）来确定，由于氧气不易溶于水，故可用排水法收集。又因为氧气密度大于空气的密度，则又可用向上排空气法收集。[学生活动]请同学将设计的氧气制取装置图进行修改。并进行展示和评选。[成果展示]加热高锰酸钾固体制取氧气装置图：7 [教师讲解]刚刚我们已经完成了实验装置的设计，在进行气体制取实验的第一步就是组装实验装置。因此在实验开始前，我们需要学习实验仪器的简单连接，主要有三种连接方式：“连接玻璃管和胶皮管”“玻璃管插入带孔胶塞”和“在容器口塞上胶塞”。[学生阅读]指导学生阅读课本P79“仪器的连接”内容。［教师演示］结合课本P79操作示意图，将玻璃管、橡胶塞和试管连接在一起。［思考］将导管口用水湿润的作用是什么？［学生］润滑和使连接处密封性更好。[提出问题]进行仪器的连接操作时，应该注意哪些问题？[教师总结]①切勿用力过猛,以防玻璃管折断刺破手掌；②切勿将容器抵住桌面，以免压破容器。［教师讲解］在装置连接好后、装入药品前，需检查装置的气密性，确认装置不漏气后才能进行实验。检查装置气密性的一般的原理：通过液封使装置构成封闭体系，通过改变体系内压强时产生的现象（如气泡的形成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置的气密性。检查装置气密性的一般操作：把导管的一端浸入水中，用手紧握试管(或用热毛巾捂住试管)一段时间后松开手，用手紧握试管时，导管口有气泡冒出，或手松开一段时间后，导管内形成一段稳定的水柱，均说明装置气密性良好。［练习］指导学生按照课本P79图3.2-5“检查气密性”操作示意图检查装置的气密性。［演示实验］教师按顺序课本P79图3.2-5演示并讲解实验室用高锰酸钾制取氧气的操作过程，并指导学生观察演示实验［教师讲解］加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤：实验步骤实验内容现象与结论检查气密性将导管伸入水中，手握试管，观察水中管口的现象观察到导管口有气泡冒出，移开手后一段时间，导管中形成一段水柱，说明装置的气密性良好装试剂在试管中加入高锰酸钾，在试管口放入一团棉花，塞上胶塞固定装置试管口略向下倾斜，固定在铁架台上。将盛满水的集气瓶倒立在盛有水的水槽内，要求瓶内没有气泡。垫高酒精灯至适当位置，将导管伸入水槽中点燃酒精灯点燃酒精灯，先预热，再用酒精灯的外焰，集中加热（防止试管因受热不均匀而炸裂）开始加热时，观察到水槽中有气泡放出，加热片刻后，观察到气泡连续并比较均匀地放出。当观察到集气瓶口有大气泡冒出时，说明集气瓶中氧气已经集满实验结束后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯7 撤离导管，熄灭酒精灯[教师讲解]进行实验时，要注意应先按先下后上，从左到右的顺序组装装置，再检查装置的气密性；要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。[提出问题]此实验中采用的排水法收集气体，我们是如何判断气体是否集满的？[学生回答]当观察到集气瓶口有大气泡冒出时，说明集气瓶中氧气已经集满。[交流讨论]如果采用向上排空气法收集，实验步骤有何不同?[总结]如果采用向上排空气法收集，则氧气集满后,直接盖好玻璃片，熄灭酒精灯即可。[思考]若采用排空气法收集氧气，应该如何判断气体是否集满？[教师讲解]将带有火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已集满。这里利用了氧气的助燃性，我们也可以利用木炭在氧气中燃烧的实验探究氧气的这一性质。［探究活动］组织学生分组完成加热高锰酸钾制取氧气的实验，并用收集到的氧气探究氧气的化学性质。活动要求：①同组同学之间要注意相互配合，团结协作，共同完成实验。②试验后，试剂归位,清洗仪器,整理实验台。（教师注意巡视，发现学生在操作中的错误及时纠正，特别对动手操作能力较差的学生要加以引导）[提出问题]装试剂后，为什么要在试管口放一团棉花？[学生回答]防加热时试管内的粉末状物质进入导管,造成导管堵塞。[交流讨论]（1）若收集到的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些?（2）若在实验过程中出现试管炸裂，你认为可能的原因有哪些?[分析解释]收集到的氧气不纯的可能原因：①集气瓶内预先没有装满水；②导管口刚开始有气泡放出就收集气体。造成试管炸裂的可能原因：①固定装置时试管口未略向下倾斜；②未预热试管就直接集中加热；③实验结束后，未将导管从水槽中移出就熄灭酒精灯。［实验小结］实验室用高锰酸钾制氧气的步骤及注意事项。（1）实验操作步骤可简记为“查—装—定—点—收—离—熄”，利用谐音记为“茶—庄—定—点—收—利—息”。（2）收集方法：排水法、向上排空气法。（3）验满方法：带火星的木条放在瓶口，看是否复燃。（4）实验操作注意事项（多媒体展示）：①药品要平铺在试管底部，均匀受热。②试管口要略向下倾斜，防止冷凝水流到热的试管底部，使试管炸裂。③铁架台铁夹要夹在试管的中上部。④试管内的导管不能太长，稍伸出胶塞即可，以便于气体导出。⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中。(瓶口要在水面下)⑥加热时要先使试管均匀受热，然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续并比较均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已集满。⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再撤掉酒精灯（如果先熄灭酒精灯，试管内气体减少，压强减小，水槽中的水就会被吸入热的试管内，使试管炸裂）。⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时试管中的粉末状物质进入导管。⑩应将玻璃片的磨砂面向下盖住盛氧气的集气，正放在实验台上，因为氧气密度大于空气密度，正放可减少气体逸散。[布置任务]请同学们根据实验记录将课本P80-81“撰写实验报告”部分补充完整。【板书设计】3.2氧气的制取第1课时加热高锰酸钾制氧气7 1.反应原理：。2.实验装置：气体收集装置的选择依据：气体的性质（如气体的密度，在水中的溶解性）。3.实验步骤：①检查气密性；②装试剂；③固定装置；④点燃酒精灯；⑤撤离导管，熄灭酒精灯。4.收集方法：排水法、向上排空气法。5.验满方法：带火星的木条放在瓶口，看是否复燃。6.实验反思：收集到的氧气不纯的可能原因：①集气瓶内预先没有装满水；②导管口刚开始有气泡放出就收集气体。造成试管炸裂的可能原因：①固定装置时试管口未略向下倾斜；②未预热试管就直接集中加热；③实验结束后，未将导管从水槽中移出就熄灭酒精灯。【课后作业】完成练习册本课时课后练习。第2课时过氧化氢分解制氧气催化剂【素养目标】认识催化剂和催化作用。学习用对比实验的科学方法探究物质的性质。3.认识分解反应。4.认识工业制取氧气的一般方法。【教学重点】实验室制取氧气的反应原理和操作方法，分解反应。【教学难点】对催化剂和二氧化锰在分解过氧化氢反应中所起催化作用的理解。【教学用具】实验室制取氧气的有关试剂和仪器；汽车尾气催化转换器示意图；温度计；多媒体课件等。【教学课时】一课时［新课引入］过氧化氢溶液为无色透明液体，在医疗上可用于消毒防腐。在实验室也常用分解过氧化氢的方法制得氧气。［演示实验］教师演示课本P82【实验3-5】，注意引导学生认真观察实验现象并做好记录。［教师讲解］过氧化氢稳定性较差，常温下即可分解放出氧气。［布置任务］请同学们对实验现象进行讨论，并进行分析和解释，做出推断。[分析解释]项目观察到的现象推断（1）加过氧化氢溶液、不加二氧化锰，带火星的木条不能复燃说明过氧化氢产生氧气的速率过慢（2）不加过氧化氢溶液、加二氧化锰，带火星的木条不能复燃说明二氧化锰不能分解产生氧气7 （3）加入过氧化氢溶液和二氧化锰，带火星的木条复燃说明二氧化锰加快了过氧化氢分解反应的速率。（4）反应结束后，重新加入过氧化氢溶液时带火星的木条复燃，且重复多次现象相同说明反应前后，二氧化锰能使过氧化氢分解速率加快的化学性质没有改变[讨论交流]比较上述几个实验，过氧化氢在什么条件下更容易分解放出氧气？[学生总结]过氧化氢在二氧化锰存在的条件下更容易分解放出氧气。[思考］若在实验前准确称出二氧化锰的质量，实验后将二氧化锰回收、干燥、再称量，会发现它的质量没有改变。根据这个事实，你对二氧化锰所起的作用有什么看法？[学生回答]在生成氧气的过程中，二氧化锰化学性质和质量都没有改变，说明二氧化锰既不是反应物也不是生成物，且过氧化氢在二氧化锰存在的条件下能更快分解产生氧气，说明二氧化锰能加快过氧化氢分解反应的速率。[教师讲解]化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用。[提出问题]请找出催化剂概念中的一些关键词，如何理解这些关键词?[学生回答]改变反应速率，质量和化学性质没有发生变化。[教师讲解]催化剂概念中的“改变”一词的涵义可以是“加快”或“减慢”，在过氧化氢的分解反应中，二氧化锰能加快过氧化氢的反应速率。催化剂的特点是改变其他物质的化学反应速率，包括加快和减慢，化学反应前后本身的质量不变和化学性质不变（可记为：一“变”，两“不变”）。过氧化氢在二氧化锰催化下产生氧气，这个变化的文字表达式是：该反应过程可表示为：。此外，实验室还用在二氧化锰催化作用下加热氯酸钾的方法制取氧气,文字表达式是:。[学生观察]以上两个化学反应都用到了催化剂，观察其文字表达式，说说催化剂在化学反应表达式中应该如何表示。[学生总结]在书写其文字表达式时，应该将催化剂——二氧化锰写在箭头上方，表示该物质在反应过程中作催化剂，是反应条件的一种。如还有其他条件，则把其他条件写在箭头的下方。[课件展示]课件展示“汽车尾气催化剂转换器”相关内容，扩大学生知识面，加深对催化剂的认识和理解，培养学生的环保意识。[知识检查]现在我们已经学习了三种实验室制取氧气的方法，请根据所学知识，将课本P84“检查站”内容补充完整。反应原理反应物状态反应条件氧气的性质固体加热氧气不易溶于水，且不与水反应，氧气的密度比空气略大固体和液体催化剂固体和固体催化剂、加热[学生活动]根据前面学习内容，设计氯酸钾制取氧气的实验装置图。[成果展示]7 [讨论交流]实验室制取氧气的三种反应中，除了生成物都有氧气之外，还有什么其他共同之处?[总结]反应物都是一种，生成物都是两种或两种以上。[提出问题]2.与上节所学的化合反应对比，本节所学的三种制取氧气的化学反应有什么不同特点?[学生回答]化合反应的反应物是两种或两种以上，生成物只有一种，本节所学的三种制取氧气的化学反应的反应物只有一种，生成物是两种或两种以上。[教师讲解]由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，叫作分解反应。关键词：反应前是“一种”，产物有“两种或两种以上其他物质”。化合反应和分解反应都是四大基本反应类型之一。[过渡]前面我们学习了氧气的实验室制法，但在这些方法在实际生活或工业生产过程中，并不适合工业生产的要求。工业上制备大量氧气时，需要考虑成本是否便宜，原料是否容易获得,生产对环境有无负面影响等。从这些角度考虑,利用空气中丰富的氧气资源是很划算的，如果能把氧气与氮气分开，不仅能得到较纯净的氧气，还能得到较纯净的氮气。[提出问题]我们知道空气的组成中，氧气占21％，那么，怎样从空气中得到大量的氧气呢？[学生阅读]阅读教材P85知识视窗“从空气中分离氧气”。[总结]工业制取氧气的方法：(１)分离液态空气法①原料:空气。②原理:利用液氧(沸点为-183℃)和液氮(沸点为-196℃)的沸点不同，采用低温蒸发的方，法制取氧气。③过程：(２)膜分离技术法工业制氧气：分离液态空气，属物理变化。【板书设计】3.2氧气的制取第2课时过氧化氢分解制氧气催化剂1.催化剂与催化作用催化剂：化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化作用：催化剂所起的作用称为催化作用。催化剂的特点：改变其他物质的化学反应速率，包括加快和减慢，化学反应前后本身的质量不变和化学性质不变（可记为：一“变”，两“不变”）。3.实验室制取氧气的三种方法：7 2.工业制取氧气的方法：(１)分离液态空气法(２)膜分离技术法【课后作业】完成练习册本课时课后练习。7