人教版九年級上冊化學(xué)第二單元-課題3 制取氧氣（第1課時(shí)）（教學(xué)設(shè)計(jì)）

第二單元《空氣和氧氣》教學(xué)設(shè)計(jì)課題3制取氧氣第1課時(shí)加熱高錳酸鉀制取氧氣課題3制取氧氣課時(shí)2授課年級初三課標(biāo)要求1.初步學(xué)習(xí)運(yùn)用簡單的裝置和方法制取某些氣體。2.初步學(xué)習(xí)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，歸納實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路與方法。3.學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐活動(dòng)：氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)。教材分析氣體的制取是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)必須掌握的基本實(shí)驗(yàn)技能。本課題的主要內(nèi)容分為兩部分，一是介紹實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，另一部分是通過探究“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的作用”介紹催化劑的概念。通過本課教學(xué)，可以讓學(xué)生初步掌握制取氣體的一般思路，即如何確定實(shí)驗(yàn)原理，如何依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和氣體的性質(zhì)確定實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置和收集裝置等，為今后學(xué)習(xí)更多物質(zhì)的制備奠定基礎(chǔ)。而且學(xué)生還能在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過程中，進(jìn)一步練習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，培養(yǎng)相互合作、交流的能力以及實(shí)事求是的精神。學(xué)情分析學(xué)生之前已經(jīng)認(rèn)識了一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器，學(xué)習(xí)了藥品取用、加熱、儀器連接、排水集氣等基本操作，學(xué)習(xí)了純凈物、混合物的概念、學(xué)習(xí)了氧氣的性質(zhì)和用途，可以說已經(jīng)具備了學(xué)習(xí)制取氧氣的知識基礎(chǔ)。本課是氣體制備的起始課，是學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的綜合應(yīng)用。教師在教學(xué)中要注重學(xué)生思維的引導(dǎo)，使學(xué)生從藥品選擇到實(shí)驗(yàn)操作都形成規(guī)范的思路，為今后學(xué)習(xí)更多物質(zhì)的制備奠定基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)1.知道氧氣的工業(yè)制法。2.了解實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置及操作步驟，初步了解實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路。教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置及操作步驟。難點(diǎn)：制取氧氣發(fā)生裝置和收集方法的選擇依據(jù)、驗(yàn)滿方法以及體會實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì)的一般思路。核心素養(yǎng)化學(xué)觀念：通過討論、分析工業(yè)和實(shí)驗(yàn)等場所獲取氧氣的方法，了解在一定條件下通過化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化?；瘜W(xué)思維：通過分析、歸納的思維過程推理出實(shí)驗(yàn)室制取氧氣時(shí)選取的發(fā)生裝置和收集裝置，基于實(shí)驗(yàn)活動(dòng)形成氣體制取的一般思路和方法?？茖W(xué)探究與實(shí)踐：通過高錳酸鉀分解實(shí)驗(yàn)，分析制取氣體過程中裝置的選取和實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)等，發(fā)展學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)原理、選擇實(shí)驗(yàn)儀器、組裝實(shí)驗(yàn)裝置等化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的能力。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過了解氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取方法，發(fā)展對物質(zhì)世界的探究欲，保持對化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的濃厚興趣；通過了解工業(yè)制氧氣的方法，對化學(xué)學(xué)科促進(jìn)人類文明和社會可持續(xù)發(fā)展的重要價(jià)值具有積極的認(rèn)識。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖環(huán)節(jié)一、新課導(dǎo)入【引入】氧氣可以供給呼吸，也可以支持燃燒，在潛水、醫(yī)療急救、電氣焊和航天工業(yè)的發(fā)展中有著極其重要的作用?！締栴}】氧氣在生活、醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)中有很多的用途，這些需要工業(yè)制取大量的氧氣，而實(shí)驗(yàn)室中研究氧氣的性質(zhì)時(shí)需要用到純凈的氧氣，那么這些氧氣如何制取？從哪些反應(yīng)或途徑可以獲取氧氣呢？【展示】1.光合作用產(chǎn)生氧氣：但光合作用原理進(jìn)行較緩慢，且要求高，不便操控。2.氧化汞受熱分解產(chǎn)生氧氣：反應(yīng)裝置及操作復(fù)雜，且產(chǎn)物汞有毒，不適用于工業(yè)或?qū)嶒?yàn)室制取氧氣。3.空氣中含有大量的氧氣：空氣是制取氧氣廉價(jià)、易得的原料，適用于工業(yè)制取氧氣。通過問題導(dǎo)入引發(fā)學(xué)生討論，激發(fā)學(xué)生的興趣，并結(jié)合生活和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)了解氧氣的獲取途徑，打開學(xué)生的思維。環(huán)節(jié)二、工業(yè)制取氧氣【過渡】工業(yè)上通常采用分離液態(tài)空氣法制取大量的氧氣?！緦W(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P44資料卡片，了解工業(yè)制取氧氣的原理，該制取原理涉及的變化是物理變化還是化學(xué)變化？【總結(jié)】分離原理：液態(tài)純凈物的沸點(diǎn)不同，液氮的沸點(diǎn)低，先從液態(tài)空氣中分離出來，剩下的主要是液態(tài)氧，所以工業(yè)制取的“液態(tài)氧”屬于混合物。分離液態(tài)空氣法制取氧氣的過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。為了便于儲存、運(yùn)輸和使用，通常把工業(yè)制取的氧氣加壓后儲存在藍(lán)色的鋼瓶中?！緦?yīng)訓(xùn)練】工業(yè)制取氧氣主要有以下步驟，下列有關(guān)說法不正確的是（）A.液態(tài)空氣是混合物B.氮?dú)庀缺徽舭l(fā)出來，說明氮?dú)夥悬c(diǎn)比氧氣低C.步驟②屬于化學(xué)變化D.得到的剩余液體大部分為液氧，顏色為淡藍(lán)色【答案】C通過自主學(xué)習(xí)，并配合資料展示，讓學(xué)生理解工業(yè)制取氧氣的原理，培養(yǎng)學(xué)生的問題分析能力。環(huán)節(jié)三、高錳酸鉀制取氧氣【過渡】工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣法制取大量的氧氣，這種方法具有成本低的優(yōu)點(diǎn)，但這樣制得的氧氣不夠純凈，這種操作在普通實(shí)驗(yàn)室中很難實(shí)現(xiàn)，那怎樣才能比較容易的在實(shí)驗(yàn)室中制得比較純凈的氧氣呢？【查閱資料】生活中還有很多利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的例子，如魚塘經(jīng)常會用到增氧劑，其有效成分是過氧化氫，一種化學(xué)試劑，可以分解產(chǎn)生氧氣，使用時(shí)撒入水中供給魚類呼吸。還有特種部隊(duì)用高錳酸鉀野外生火，高錳酸鉀是一種化學(xué)試劑，也可以分解產(chǎn)生氧氣，以支持燃料燃燒，使特種兵在戶外更易生火?！局v解】上述材料中的試劑也是我們實(shí)驗(yàn)室制氧氣常用的，實(shí)驗(yàn)室常采用高錳酸鉀或過氧化氫分解等方法制取氧氣?！具^渡】今天我們先來學(xué)習(xí)第一種實(shí)驗(yàn)室制氧氣的方法，高錳酸鉀分解制取氧氣。【實(shí)驗(yàn)原理】高錳酸鉀錳酸鉀＋二氧化錳＋氧氣【講解】實(shí)驗(yàn)室制氧氣選擇藥品和反應(yīng)時(shí)需考慮的因素：1.制氧氣的原料須是含氧的物質(zhì)；2.利用比較簡單的實(shí)驗(yàn)條件就能較快得到氧氣；3.生成的氣體成分單一，便于收集?！究偨Y(jié)】實(shí)驗(yàn)室利用高錳酸鉀制取氧氣的主要原因是生成物中只有氧氣一種氣體，成分單一，便于收集，另外實(shí)驗(yàn)條件比較簡單，能較快得到氧氣?！驹噭┙榻B】高錳酸鉀為一種暗紫色固體，產(chǎn)物錳酸鉀和二氧化錳也都是固體狀，氧氣是無色氣體?！緦W(xué)生活動(dòng)】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)原理推測實(shí)驗(yàn)中需要用到的儀器?！究偨Y(jié)】實(shí)驗(yàn)藥品為固體，且反應(yīng)需要加熱，所以選用的反應(yīng)儀器一方面要能加熱，另一方面還要能加橡膠塞，以便導(dǎo)出氣體，所以選用試管，另外還需要酒精燈進(jìn)行加熱，制取的氧氣為氣態(tài)產(chǎn)物，需要收集起來，所以需要集氣瓶，另外實(shí)驗(yàn)時(shí)需要夾持裝置鐵架臺?！具^渡】氣體的制取裝置分為發(fā)生裝置和收集裝置，發(fā)生裝置主要是藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的場所，而收集裝置即收集氣體的場所。【講解】根據(jù)選擇的儀器和藥品，組裝了如下圖所示的發(fā)生裝置，根據(jù)其特點(diǎn)可以歸納為固體加熱裝置，在選擇氣體制取的發(fā)生裝置時(shí)要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件進(jìn)行選擇。【學(xué)生活動(dòng)】在利用此裝置加熱固體藥品時(shí)有哪些注意事項(xiàng)？【總結(jié)】1.試管口略向下傾斜，防止冷凝水流至熱的試管底部，避免試管破裂；2.藥品平鋪試管底部；3.試管外壁保持干燥，加熱時(shí)先預(yù)熱，再利用酒精燈外焰集中加熱?！緦W(xué)生活動(dòng)】發(fā)生裝置產(chǎn)生的氧氣如何收集呢？收集方法的依據(jù)是什么？【講解】實(shí)驗(yàn)室常用的收集氣體的方法有排空氣法和排水法。排空氣法分為向上排空氣法和向下排空氣法，向上排空氣法適用于密度比空氣大的氣體，向下排空氣法適用于密度比空氣小的氣體，另外還要求氣體不與空氣成分反應(yīng)。根據(jù)氧氣性質(zhì)可以判斷出向上排空氣法可用于收集氧氣。排水法收集氣體時(shí)主要有兩方面的要求，氣體不易溶于水且不與水反應(yīng)，氧氣同時(shí)滿足兩個(gè)要求，可用此方法收集氧氣?！舅伎寂c討論】實(shí)驗(yàn)室常用的兩種氧氣的收集方法中哪種收集的氧氣純度更高？【總結(jié)】排水法的優(yōu)點(diǎn)是所收集的氣體純凈，而排空氣法的優(yōu)點(diǎn)是所收集的氣體干燥?！局v解】下圖即為高錳酸鉀制氧氣的制取裝置，在使用該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，還有一些注意事項(xiàng)：（1）導(dǎo)管不能伸入太長，便于氣體的導(dǎo)出。（2）試管口放一團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管，影響實(shí)驗(yàn)?！緦W(xué)生活動(dòng)】根據(jù)我們以上的討論，利用藥品高錳酸鉀和試管、酒精燈、集氣瓶等儀器如何操作制取氧氣？【總結(jié)】學(xué)生回答，教師補(bǔ)充。【學(xué)生活動(dòng)】教師演示實(shí)驗(yàn)或播放視頻《實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣》，學(xué)生總結(jié)氧氣制取的操作步驟和注意事項(xiàng)?！究偨Y(jié)】加熱高錳酸鉀制氧氣的主要實(shí)驗(yàn)步驟：①查：組裝儀器，檢查裝置的氣密性；②裝：把藥品裝入試管內(nèi)，使之平鋪在試管底部，管口塞一小團(tuán)棉花，用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞緊試管口；③定：用鐵夾夾持試管，并固定在鐵架臺上；④點(diǎn)：點(diǎn)燃酒精燈加熱（記得預(yù)熱）；⑤收：用排水法收集氧氣（等氣泡連續(xù)均勻放出時(shí)再開始收集）；⑥移：實(shí)驗(yàn)完畢，先把導(dǎo)氣管從水槽中移出水面（防止水倒吸回?zé)岬脑嚬?，使試管炸裂）；⑦熄：熄滅酒精燈?？珊営洖椋骸安枨f定點(diǎn)收利息”（每個(gè)字代表一個(gè)步驟：①查②裝③定④點(diǎn)⑤收⑥離⑦熄）?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】根據(jù)觀察到現(xiàn)象完成下列表格。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容現(xiàn)象加熱試管，用排水集氣法收集一瓶氧氣有大量氣泡進(jìn)入集氣瓶把帶火星的木條伸入集氣瓶中木條復(fù)燃【思考與討論】如何判斷集氣瓶中的氧氣是否收集滿？（1）用排水法收集：當(dāng)集氣瓶中的水排完，集氣瓶口有大量氣泡冒出時(shí)，證明已收集滿。（2）用向上排空氣法收集：將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，證明已收集滿?！局v解】注意用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，檢驗(yàn)和驗(yàn)滿都用到了帶火星的木條，檢驗(yàn)時(shí)將帶火星的木條放入集氣瓶中，而驗(yàn)滿時(shí)是將帶火星的木條放在集氣瓶口?！緦?yīng)訓(xùn)練1】（2024·湖南）下列發(fā)生裝置中，可用于實(shí)驗(yàn)室加熱高錳酸鉀制取氧氣的是（）A.B.C.D.【對應(yīng)訓(xùn)練2】如圖所示為實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的部分操作。其中正確的是（）A．檢查氣密性 B．加入固體藥品C．制取氧氣 D．檢驗(yàn)氧氣已收集滿【對應(yīng)訓(xùn)練3】根據(jù)下圖回答問題。(1)儀器a的名稱是_______。(2)實(shí)驗(yàn)室用A中藥品制取氧氣，選擇的發(fā)生裝置是____(填序號)，發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為_________________________。(3)收集氧氣可選用裝置D，原因是_____________________。(4)E中，鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象是___________________。【答案】1.A2.A3.（1）試管（2）B（3）高錳酸鉀錳酸鉀＋二氧化錳＋氧氣（4）氧氣的密度比空氣大（5）劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體通過分析試劑的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置、各收集方法對氣體性質(zhì)的要求選擇收集裝置，讓學(xué)生體會發(fā)生裝置和收集裝置的選擇依據(jù)，進(jìn)一步通過討論、分析、交流該實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、操作的先后順序及原因等讓學(xué)生認(rèn)識制取氣體的一般思路和方法。課堂總結(jié)板書設(shè)計(jì)課題3制取氧氣第1課時(shí)加熱高錳酸鉀制取氧氣一、工業(yè)制取氧氣分離液態(tài)空氣→沸點(diǎn)不同→物理變化二、加熱高錳酸鉀制取氧氣1.原理：高錳酸鉀加熱2.發(fā)生裝置：固體加熱型