九年級化學實驗教學設計范本一、實驗基本信息實驗名稱：氧氣的制取與性質探究實驗類型：演示實驗+分組探究實驗課時安排：1課時（45分鐘）適用教材：義務教育教科書《化學》（九年級上冊，人教版）第二單元“我們周圍的空氣”二、學情分析九年級學生處于化學啟蒙階段，對實驗充滿好奇心，但動手操作能力較弱，對實驗規(guī)范性缺乏認知。此前已學習“空氣的組成”“氧氣的用途”等知識，具備一定的理論基礎，但對“氣體制取的一般思路”“實驗操作的邏輯順序”仍需引導。本實驗是學生首次系統(tǒng)接觸“固體加熱制取氣體”的實驗，需重點培養(yǎng)其“嚴謹操作”“觀察現象”“分析結論”的科學素養(yǎng)。三、實驗目標（一）知識與技能1.掌握高錳酸鉀加熱制取氧氣的原理、裝置及操作步驟；2.學會用排水法、向上排空氣法收集氧氣并驗滿；3.驗證氧氣的助燃性（木炭、鐵絲燃燒實驗）。（二）過程與方法1.通過“組裝裝置—檢查氣密性—制取收集—性質驗證”的完整實驗流程，體會氣體制取的一般方法；2.通過觀察實驗現象（如高錳酸鉀分解、鐵絲燃燒），提升實證意識與觀察能力。（三）情感態(tài)度與價值觀1.感受化學實驗的趣味性，激發(fā)學習化學的興趣；2.培養(yǎng)“規(guī)范操作、安全第一”的實驗習慣，樹立嚴謹的科學態(tài)度。四、實驗重難點重點：氧氣的制?。ǜ咤i酸鉀加熱法）與收集方法；難點：實驗裝置的正確組裝、氣密性檢查及鐵絲燃燒實驗的安全操作。五、實驗用品（一）儀器鐵架臺（帶鐵夾）、試管、酒精燈、單孔橡膠塞、導管、水槽、集氣瓶（2個）、玻璃片、藥匙、坩堝鉗、鑷子、棉花、火柴。（二）藥品高錳酸鉀（暗紫色固體）、木炭（塊狀）、細鐵絲（打磨光亮）、澄清石灰水。六、實驗原理（化學方程式）1.氧氣的制?。ǜ咤i酸鉀分解）：\[2\text{KMnO}_4\xlongequal{\Delta}\text{K}_2\text{MnO}_4+\text{MnO}_2+\text{O}_2\uparrow\]2.氧氣的性質：（1）木炭燃燒（驗證助燃性）：\[\text{C}+\text{O}_2\xlongequal{\text{點燃}}\text{CO}_2\]（2）鐵絲燃燒（驗證助燃性）：\[3\text{Fe}+2\text{O}_2\xlongequal{\text{點燃}}\text{Fe}_3\text{O}_4\]七、實驗步驟與操作指導（一）實驗準備：組裝裝置（教師演示，學生模仿）1.將試管洗凈、干燥，用鐵夾固定在鐵架臺上（試管口略向下傾斜，夾角約45°，鐵夾夾在試管中上部）；2.取少量高錳酸鉀粉末，用藥匙送入試管底部（避免粉末沾在試管壁上）；3.在試管口塞一團棉花（防止高錳酸鉀粉末進入導管，堵塞氣流）；4.插入帶導管的單孔橡膠塞（塞子塞入試管約1/3長度，導管露出塞子約2cm）；5.將導管另一端放入水槽中（準備檢查氣密性）。（二）步驟1：檢查裝置氣密性（學生分組操作）操作方法：用手緊握試管外壁（或用酒精燈微熱試管），觀察水槽中導管口是否有氣泡冒出；松開手后，導管內形成一段穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好。注意：若氣密性不佳，需重新調整塞子或更換試管。（三）步驟2：制取氧氣（教師指導，學生分組完成）1.點燃酒精燈（用火柴點燃，禁止用燃著的酒精燈引燃），先對試管進行預熱（來回移動酒精燈，使試管均勻受熱）；2.將酒精燈火焰集中在試管底部（高錳酸鉀所在位置）加熱；3.觀察到導管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時，開始用排水法收集氧氣（若提前收集，會混入空氣導致氧氣不純）；4.當集氣瓶口有大量氣泡冒出時，說明氧氣已收集滿（用玻璃片蓋住集氣瓶口，正放在桌面上，因氧氣密度比空氣大）。（四）步驟3：氧氣的性質驗證（分組探究）1.木炭燃燒實驗（1）用坩堝鉗夾取一小塊木炭，在酒精燈上灼燒至紅熱；（2）迅速放入盛有氧氣的集氣瓶中（瓶口略向下傾斜，避免氧氣逸出）；（3）觀察現象（木炭劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量）；（4）燃燒結束后，向集氣瓶中倒入少量澄清石灰水，振蕩（石灰水變渾濁，驗證生成了二氧化碳）。2.鐵絲燃燒實驗（1）用鑷子取一根細鐵絲，用砂紙打磨除去表面的鐵銹（增強導電性，便于點燃）；（2）將鐵絲繞成螺旋狀（增大與氧氣的接觸面積），在末端系一根火柴（引燃鐵絲）；（3）點燃火柴，待火柴快燃盡時（避免火柴燃燒消耗過多氧氣），緩慢伸入盛有氧氣的集氣瓶中（集氣瓶底部預先放少量水或細沙，防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底）；（4）觀察現象（鐵絲劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體）。（五）步驟4：整理儀器（學生分組完成）1.先將導管從水槽中取出（防止水槽中的水倒吸進入試管，使試管炸裂）；2.熄滅酒精燈（用燈帽蓋滅，禁止用嘴吹滅）；3.拆卸裝置，清洗試管（高錳酸鉀殘留需用稀鹽酸浸泡后洗凈）；4.將儀器歸位，整理實驗臺。八、實驗注意事項與安全提示1.試管口略向下傾斜：防止加熱時試管口的冷凝水回流，使試管底部炸裂；2.試管口塞棉花：防止高錳酸鉀粉末進入導管，堵塞導管或污染水槽；3.加熱時先預熱：避免試管局部溫度過高，導致試管炸裂；4.收集氧氣的時機：必須等導管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時再收集，否則氧氣不純；5.鐵絲燃燒的安全：集氣瓶底部必須放少量水或細沙，防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底；6.酒精燈的使用：禁止用燃著的酒精燈引燃另一只酒精燈，熄滅時用燈帽蓋滅；7.藥品用量：高錳酸鉀只需取少量（約鋪滿試管底部），過多會導致反應過于劇烈，不易控制。九、實驗改進與創(chuàng)新設計（一）裝置改進：用“雙氧水+二氧化錳”替代高錳酸鉀改進原因：高錳酸鉀加熱制取氧氣需加熱，操作較復雜；雙氧水（過氧化氫溶液）與二氧化錳混合制取氧氣無需加熱，更安全、簡便。改進裝置：用錐形瓶（或大試管）作為反應容器，長頸漏斗（或分液漏斗）添加雙氧水，二氧化錳作為催化劑（放在錐形瓶底部）。優(yōu)點：（1）無需加熱，節(jié)省能源；（2）可通過分液漏斗控制雙氧水的滴加速度，調節(jié)反應速率；（3）操作更簡單，適合學生分組實驗。（二）性質實驗改進：用“蠟燭燃燒”替代鐵絲燃燒改進原因：鐵絲燃燒需打磨、繞螺旋狀，操作較繁瑣，且易因火柴未燃盡導致實驗失敗；蠟燭燃燒實驗更簡單，現象更明顯。改進方法：用坩堝鉗夾取一支短蠟燭，點燃后放入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察現象（蠟燭劇烈燃燒，火焰更明亮，放出熱量，集氣瓶壁有水滴生成）。優(yōu)點：（1）操作簡單，成功率高；（2）可同時驗證氧氣的助燃性和蠟燭燃燒的產物（水和二氧化碳）。十、教學實施建議（一）課前準備1.教師：提前檢查實驗儀器（如試管是否破損、酒精燈是否有酒精）、藥品（如高錳酸鉀是否受潮、鐵絲是否生銹）；準備實驗課件（含實驗步驟、注意事項的動畫演示）。2.學生：預習實驗內容（課本第二單元“氧氣的制取與性質”），完成預習作業(yè)（如寫出高錳酸鉀分解的化學方程式、列舉氧氣的性質）。（二）課中實施1.情境導入（5分鐘）：展示“鐵絲在空氣中和氧氣中燃燒”的對比視頻，提問“為什么鐵絲在空氣中不能燃燒，在氧氣中能劇烈燃燒？”，引發(fā)學生興趣。2.演示實驗（10分鐘）：教師演示高錳酸鉀制取氧氣的完整流程（重點演示氣密性檢查、藥品取用、加熱方法），強調注意事項。3.分組實驗（20分鐘）：學生分組完成“氧氣的制取與性質驗證”（每組4人，分工合作：1人組裝裝置，1人加熱，1人收集氧氣，1人記錄現象）。教師巡回指導，及時糾正學生的錯誤操作（如試管口未向下傾斜、收集氧氣時未等氣泡連續(xù)就開始收集）。4.交流討論（5分鐘）：每組匯報實驗現象（如高錳酸鉀分解的現象、木炭燃燒的現象），教師引導學生分析現象背后的原因（如“為什么澄清石灰水變渾濁？”“為什么鐵絲燃燒時要放細沙？”）。5.總結提升（5分鐘）：教師總結“氣體制取的一般思路”（反應原理—實驗裝置—收集方法—驗滿方法），強調“規(guī)范操作”“安全第一”的實驗原則。（三）課后拓展1.探究作業(yè)：用“雙氧水+二氧化錳”制取氧氣，比較與高錳酸鉀制取氧氣的優(yōu)缺點（如反應條件、操作難度、產物是否污染環(huán)境）；2.實踐作業(yè)：收集生活中的“氧氣應用”實例（如醫(yī)療急救、煉鋼），制作一份手抄報。十一、實驗評價設計（一）過程性評價（占60%）評價維度評價標準評分（1-5分）操作規(guī)范性能正確組裝裝置、檢查氣密性、加熱、收集氧氣5觀察能力能準確描述實驗現象（如高錳酸鉀分解的顏色變化、鐵絲燃燒的火星四射）5合作能力能與組員分工合作，完成實驗任務5安全意識能遵守實驗安全規(guī)則（如酒精燈的使用、鐵絲燃燒的防護）5（二）結果性評價（占40%）1.實驗報告：能完整記錄實驗步驟、現象、結論（如寫出化學方程式、描述氧氣的性質）；2.問題解決：能回答教師提出的問題（如“為什么收集氧氣時要等氣泡連續(xù)均勻冒出？”“為什么試管口要塞棉花？”）。十二、教學反思（一）成功之處1.實驗設計符合九年級學生的認知水平，步驟清晰，重點突出（如氧氣的制取與收集）；2.分組實驗讓學生親身體驗了“科學探究”的過程，激發(fā)了學習興趣；3.實驗改進（如用雙氧水制取氧氣）拓展了學生的思維，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識。（二）改進方向1.部分學