2024秋初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）課題3 制取氧氣

PAGEPAGE7課題3制取氧氣本課題是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)。課本首先講述了用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，接著再講用過(guò)氧化氫來(lái)制取氧氣，同時(shí)介紹催化劑和催化作用，催化作用雖不是重點(diǎn)，但卻是教學(xué)的難點(diǎn)，再對(duì)比化合反應(yīng)提出了分解反應(yīng)的概念。在這部分教學(xué)中，要使學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)室如何制取氧氣，同時(shí)了解幾種重要的概念。為了拓展學(xué)生視野，豐富學(xué)生的課外知識(shí)，教材還特意介紹了工業(yè)上如何大量制取氧氣。課題制取氧氣課型新授課素養(yǎng)目標(biāo)1.了解實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的主要方法和原理，初步了解通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)制取新物質(zhì)的方法。2.認(rèn)識(shí)催化劑和催化作用。3.認(rèn)識(shí)分解反應(yīng)。4.學(xué)習(xí)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息，從而提高對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、思考的能力。5.逐步認(rèn)知用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證化學(xué)理論，從而知道化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，學(xué)化學(xué)離不開(kāi)做實(shí)驗(yàn)。養(yǎng)成實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)1.催化劑和分解反應(yīng)的概念。2.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理和主要方法。教學(xué)難點(diǎn)催化劑的概念以及探究催化劑的方法。教具準(zhǔn)備5％的過(guò)氧化氫溶液、二氧化錳、氯酸鉀、高錳酸鉀。儀器：大試管(5支)、木條、酒精燈、棉花、塞子(帶導(dǎo)管)、集氣瓶(2個(gè))、毛玻璃片、水槽、鐵架臺(tái)、火柴。課前預(yù)習(xí)1.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理(用文字表達(dá)式);備課筆記課前預(yù)習(xí)2.催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生改變的物質(zhì)。3.分解反應(yīng)是指由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)。新課導(dǎo)入氧氣是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚奈镔|(zhì)，它具有廣泛的用途，如急救病人、電焊、煉鋼等都需要較為純凈的氧氣，那么生活生活中使用的氧氣是如何獲取的呢？這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)氧氣的制取。進(jìn)行新課知識(shí)點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)室制取氧氣1.高錳酸鉀分解制氧氣［講解］高錳酸鉀是一種暗紫色的固體，具有殺菌消毒的作用，醫(yī)院里常用作消毒劑。［演示］教師演示并講解課本P43高錳酸鉀制氧氣實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)操作步驟：①檢查裝置的氣密性；②將試劑裝入試管；③把試管固定在鐵架臺(tái)上；④點(diǎn)燃酒精燈，加熱；⑤收集氧氣；撤離導(dǎo)管，熄滅酒精燈。［講解］組裝儀器裝裝置的順序?yàn)橄认潞笊希瑥淖蟮接?。反?yīng)開(kāi)始前組裝、檢查氣密性、加入試劑的順序不能更改，防止浪費(fèi)試劑。反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)先撤離導(dǎo)管，后熄滅酒精燈，防止水倒吸進(jìn)入熱的試管，使試管炸裂。［思考］觀察演示實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)閱讀課本P43實(shí)驗(yàn)2-5操作步驟，思考以下問(wèn)題。（1）試管口放一團(tuán)棉花的原因。（2）什么時(shí)候開(kāi)始收集氧氣最合適？請(qǐng)說(shuō)明理由。（3）本實(shí)驗(yàn)采用了什么方法收集氧氣？（4）如何驗(yàn)證收集到的氣體是氧氣？［答］（1）試管口放棉花可以防止加熱時(shí)試管內(nèi)的粉末狀物質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)管，造成導(dǎo)管堵塞。（2）當(dāng)導(dǎo)管口比較均勻的冒出氣泡時(shí)開(kāi)始收集，因?yàn)閯傞_(kāi)始產(chǎn)生的氣泡是試管中空氣受熱膨脹逸出產(chǎn)生的，一開(kāi)始加熱就收集會(huì)使收集的氧氣不純。（3）排水法，即先將集氣瓶盛滿水，再通入氧氣使水被排出，此法收集的氧氣較純凈。（4）可將帶有火星的木條插入集氣瓶中，若木條復(fù)燃說(shuō)明收集的是氧氣。備課筆記知識(shí)拓展：1.氣體發(fā)生裝置的選擇依據(jù)反應(yīng)物（試劑）的狀態(tài)（如固體和固體、固體和液體、液體和液體）和反應(yīng)條件（如常溫、加熱等）。2.氣體收集裝置的選擇依據(jù)氣體的性質(zhì)（密度、溶解性、能否與水發(fā)生反應(yīng)、能否與空氣成分發(fā)生反應(yīng)）。方法巧記：高錳酸鉀制氧氣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程可簡(jiǎn)記為：查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄。特別提醒：集滿氧氣的集氣瓶應(yīng)在水下蓋好玻璃片，取出后正方在桌面上。進(jìn)行新課［小結(jié)］加熱高錳酸鉀制氧氣的過(guò)程可表達(dá)為：高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣2.過(guò)氧化氫溶液分解制取氧氣［講解］過(guò)氧化氫溶液為無(wú)色透明液體，在醫(yī)療上可用于消毒防腐。［演示］演示課本P44-45探究實(shí)驗(yàn)，注意引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察并進(jìn)行思考。［資料］在常溫下，過(guò)氧化氫可以分解放出氧氣。［實(shí)驗(yàn)分析］由學(xué)生相互描述現(xiàn)象后討論后總結(jié)得出結(jié)論：（1）不加二氧化錳時(shí)，帶有火星的木條不能復(fù)燃，說(shuō)明產(chǎn)生氧氣的速率過(guò)慢。（2）加入二氧化錳時(shí)，帶有火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明二氧化錳加快了過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的速率。（3）反應(yīng)結(jié)束后，重新加入過(guò)氧化氫溶液時(shí)，帶有火星的木條復(fù)燃，且重復(fù)多次現(xiàn)象相同，說(shuō)明反應(yīng)前后，二氧化錳能使過(guò)氧化氫分解速率加快的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變。［講解］在過(guò)氧化氫分解反應(yīng)中，二氧化錳使過(guò)氧化氫分解加速，其既不是反應(yīng)物也不是生成物，只是一種催化劑，應(yīng)算作一個(gè)反應(yīng)條件。該反應(yīng)過(guò)程可表示為：過(guò)氧化氫水+氧氣。知識(shí)點(diǎn)2催化劑和催化作用［思考］過(guò)氧化氫溶液與二氧化錳反應(yīng)時(shí)，二氧化錳是不是一種反應(yīng)物？如果是，為什么沒(méi)有二氧化錳，過(guò)氧化氫同樣也能產(chǎn)生氧氣？［提問(wèn)］什么叫反應(yīng)物？一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的時(shí)候，是不是某一種反應(yīng)物可以有也可以無(wú)呢？［回答］參加反應(yīng)的物質(zhì)叫反應(yīng)物。不是，必須有。［講解］任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的時(shí)候，反應(yīng)物必須存在。而在用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，有二氧化錳可產(chǎn)生氧氣，沒(méi)有二氧化錳過(guò)氧化氫溶液也能產(chǎn)生氧氣，可見(jiàn)二氧化錳不是一種必須有的物質(zhì)，它也就不是一種反應(yīng)物。［思考］二氧化錳到底是一種什么物質(zhì)？它在這里起什么作用？［師］為了回答大家這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)賮?lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探討，大家注意觀察現(xiàn)象并進(jìn)行思考。待實(shí)驗(yàn)的試管中沒(méi)有氣泡時(shí)，重新加入過(guò)氧化氫溶液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。［現(xiàn)象］本已不產(chǎn)生氣泡的試管，重新加入過(guò)氧化氫溶液不進(jìn)行加熱，仍有氣泡產(chǎn)生，用帶火星的木條進(jìn)行檢驗(yàn)，帶火星的木條能夠復(fù)燃，說(shuō)明產(chǎn)生的氣體還是氧氣。［說(shuō)明］此實(shí)驗(yàn)可以重復(fù)多次進(jìn)行。［提問(wèn)］這種現(xiàn)象說(shuō)明什么？［回答］說(shuō)明在用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時(shí)，二氧化錳可以重復(fù)使用。備課筆記特別提醒：過(guò)氧化氫在常溫下分解緩慢，較短時(shí)間內(nèi)放出的氧氣很少，較低濃度的氧氣不能是帶火星的木條復(fù)燃。知識(shí)拓展：硫酸銅等物質(zhì)對(duì)過(guò)氧化氫的分解也具有催化作用。方法導(dǎo)引：實(shí)驗(yàn)探究的一般思路明確探究目的→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→實(shí)施實(shí)驗(yàn)→獲取證據(jù)→分析推理→形成結(jié)論。進(jìn)行新課［講解］既然二氧化錳可以重復(fù)使用，說(shuō)明在反應(yīng)前后它的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變，那么它的質(zhì)量有沒(méi)有改變呢？［講解］如果在實(shí)驗(yàn)前用精密的天平稱量二氧化錳的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)后把二氧化錳洗凈，干燥，再稱量，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它的質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化。把它再加到過(guò)氧化氫浴液中，還是可以加速過(guò)氧化氫分解。［設(shè)問(wèn)］既然二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒(méi)有變化，那么它在這里到底起一個(gè)什么作用呢？談?wù)勀愕目捶?。［回答］沒(méi)有加入二氧化錳時(shí)，過(guò)氧化氫溶液需要加熱才能產(chǎn)生氧氣，而加入二氧化錳后，過(guò)氧化氫溶液在常溫下就能迅速產(chǎn)生氧氣，可見(jiàn)二氧化錳起了一個(gè)加快化學(xué)反應(yīng)速率的作用。［師］回答得很好，化學(xué)上我們把這種在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)叫作催化劑，如二氧化錳就是過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的催化劑。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫作催化作用。［討論］在用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中，二氧化錳作為催化劑起了加快化學(xué)反應(yīng)速率的作用，引導(dǎo)學(xué)生圍繞催化劑討論下列問(wèn)題：①是不是所有化學(xué)反應(yīng)的速率都需要加快？②所有的催化劑都起加快反應(yīng)速率的作用嗎？［歸納］①不是所有的化學(xué)反應(yīng)速率都需要加快，如鋼鐵的生銹，食物的變質(zhì)，我們就希望它發(fā)生得越慢越好。②催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，這種改變即包含加快反應(yīng)速率，也包含減慢反應(yīng)速率。［拓展］催化劑在化工生產(chǎn)中有重要而廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、化工原料等都要使用催化劑。［小結(jié)］在理解催化劑概念時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）催化劑：在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)。（2）催化作用：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用。（3）催化劑的特點(diǎn)：①“一變”能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率；②“兩不變”其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)的前后沒(méi)有改變。知識(shí)點(diǎn)3分解反應(yīng)［講解］這種由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)叫作分解反應(yīng)。［提問(wèn)］化合反應(yīng)可表示為A＋B+……→C，那么分解反應(yīng)該如何表示呢？［回答］分解反應(yīng)可表示為C→A＋B+……。［總結(jié)］簡(jiǎn)單地講，化合反應(yīng)的特點(diǎn)是“多變一”，分解反應(yīng)的特點(diǎn)是“一變多”。［說(shuō)明］分解反應(yīng)和化合反應(yīng)一樣，都是化學(xué)反應(yīng)中的常見(jiàn)類型，我們以后還會(huì)經(jīng)常遇到。［教師引導(dǎo)學(xué)生討論］世界上的物質(zhì)千千萬(wàn)萬(wàn)，如果我們一種一種地去學(xué)，窮盡我們的畢生之力是備課筆記特別提醒：因?yàn)榇呋瘎﹨⑴c了化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中其性質(zhì)可能改變，所以只能說(shuō)催化劑的化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后沒(méi)有改變。知識(shí)延伸：①在某個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，可以選擇不同的物質(zhì)作為催化劑，如在用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中，既可以選擇二氧化錳作催化劑，也可以選擇氧化鐵、硫酸銅溶液作催化劑。②催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能增加或減少生成物的質(zhì)量。③對(duì)于某些化學(xué)反應(yīng)，沒(méi)有催化劑，并不意味該反應(yīng)不能發(fā)生，只是反應(yīng)速率較小。歸納總結(jié)：分解反應(yīng)和化合反應(yīng)都屬于基本反應(yīng)類型，分解反應(yīng)的特點(diǎn)是“一變多”，化合反應(yīng)的特點(diǎn)是“多變一”。進(jìn)行新課否能學(xué)完呢？［學(xué)生］不能。［小結(jié)］若我們采用分類的方法來(lái)學(xué)，就簡(jiǎn)單得多了，它可以起到事半功倍的效果。按照物質(zhì)的成分的多少，可以把物質(zhì)分為純凈物和混合物；按照反應(yīng)的特點(diǎn)可以把化學(xué)反應(yīng)分為化合反應(yīng)和分解反應(yīng)等等。今后我們還將利用分類的方法學(xué)習(xí)更多化學(xué)知識(shí)。教學(xué)板書課題3制取氧氣1.加熱高錳酸鉀制取氧氣高錳酸鉀錳酸鉀＋二氧化錳＋氧氣2.分解過(guò)氧化氫溶液制取氧氣（1）催化劑：在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)。（2）催化作用：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用。（3）過(guò)氧化氫水+氧氣3.分解反應(yīng)分解反應(yīng)：由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)。特點(diǎn)：一變多。表示：AB→A＋B+……。課堂小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣通常用加熱高錳酸鉀或催化分解過(guò)氧化氫兩種方法?；顒?dòng)中用設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法探究了二氧化錳對(duì)過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的催化作用，了解了催化劑的概念和特點(diǎn)。又通過(guò)對(duì)比化合反應(yīng)和分解反應(yīng)，進(jìn)一步體會(huì)分類、對(duì)比的方法對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)幫助。教材習(xí)題解答練習(xí)與應(yīng)用（P48-49）１.Ａ２.Ｄ３.Ａ４.Ｄ５.（1）②④①③⑥⑤⑦（2）不易溶于水、不與水反應(yīng)（3）將帶有火星的木條插入瓶中，若木條復(fù)燃，則證明是氧氣６.（1）高錳酸鉀錳酸鉀＋二氧化錳＋氧氣過(guò)氧化氫水＋氧氣相同點(diǎn)：都是分解反應(yīng)（合理即可）。不同點(diǎn)：反應(yīng)物的狀態(tài)不同、反應(yīng)條件不同（合理即可）。（2）硫在氧氣中燃燒，發(fā)出藍(lán)紫色火焰，生成有刺激性氣味的氣體，放出熱量。細(xì)鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體。備課筆記易錯(cuò)提醒：“加熱”與“點(diǎn)燃”的區(qū)別：點(diǎn)燃和加熱都是化學(xué)反應(yīng)的常見(jiàn)條件?！凹訜帷笔菬嵩醋允贾两K為反應(yīng)提供熱量，一旦撤掉熱源，反應(yīng)就會(huì)停止；“點(diǎn)燃”是可燃物燃燒后，就不必再提供熱源。教材習(xí)題解答（3）防止高溫熔融物濺落，炸裂集氣瓶底；能。7.（1）不相同。前者反應(yīng)更劇烈，后者可以得到平穩(wěn)的氧氣流。（2）略。（3）略。整理與提升(P50)一、空氣、稀有氣體.氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、氦?合理即可)二、供給呼吸、支持燃燒醫(yī)療急救、煉鋼、氣焊等高錳酸鉀分解、過(guò)氧化氫分解、分離空氣點(diǎn)燃三、1.碳+氧氣二氧化碳(合理即可)2.過(guò)氧化氫水+氧氣(合理即可)復(fù)習(xí)與提高（P50）C2.C3.C4.B5.（1）過(guò)氧化氫二氧化錳氧氣二氧化硫（2）過(guò)氧化氫水+氧氣（分解反應(yīng)）紅磷+氧氣五氧化二磷（化合反應(yīng)）硫+氧氣二氧化硫（化合反應(yīng)）6.（1）不合理；步驟②只能說(shuō)明紅磚粉末改變了過(guò)氧化氫的分解速率，不足以證明紅磚粉末是催化劑。步驟③只能說(shuō)明紅磚粉末在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變，沒(méi)有驗(yàn)證其在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，也不足以證明紅磚粉末是催化劑。（2）紅磚粉末在反應(yīng)前后質(zhì)量不變難題解答例1從安全、環(huán)保、節(jié)能、簡(jiǎn)便等方面考慮，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的最佳方法是（）A.通電分解水：水氫氣+氧氣B.加熱分解高錳酸鉀：高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣C.加熱分解氧化汞：氧化汞汞+氧氣D.催化分解過(guò)氧化氫:過(guò)氧化氫水+氧氣【解析】通電使水分解的方法，要消耗電能，且操作復(fù)雜，不安全；加熱分解高錳酸鉀或氧化汞也要消耗能源，而且操作復(fù)雜，其反應(yīng)后的剩余固體處理不備課筆記課堂拓展：實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的量較少，屬于化學(xué)變化；而工業(yè)上大量制取氧氣，利用了分離液態(tài)空氣的方法，這種方法具有原料來(lái)源廣泛、所制得的氧氣價(jià)格低廉的特點(diǎn)，屬于物理變化。方法點(diǎn)撥：催化劑的特點(diǎn)是改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，其本身的質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后不變。難題解答當(dāng)，還會(huì)造成環(huán)境的污染；而過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下，常溫下就可分解出氧氣，其另一種生成物為水，不污染環(huán)境。【答案】D例2下列關(guān)于催化劑的說(shuō)法中，正確的是（）A．加入催化劑能使反應(yīng)速率加快B．不使用催化劑，物質(zhì)就不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C．使用催化劑可以增加生成物的質(zhì)量D．使用催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率【解析】催化劑的作用是“改變”化學(xué)反應(yīng)的速率，“改變”既包括“加快”，又包括“減慢”，所以D正確，A錯(cuò)誤；催化劑不能決定化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生，它只能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，對(duì)生成物的質(zhì)量沒(méi)有影響，故B、C都錯(cuò)誤。故正確答案為D?！敬鸢浮?/p>