九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案及教學(xué)指導(dǎo)——氧氣的制取與性質(zhì)探究一、引言化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是九年級(jí)化學(xué)課程的核心環(huán)節(jié)之一。氧氣的制取與性質(zhì)探究是九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，涵蓋了氣體制取的基本思路（發(fā)生裝置、收集裝置選擇）、實(shí)驗(yàn)操作技能（氣密性檢查、加熱方法、氣體收集）及物質(zhì)性質(zhì)的探究方法（觀察現(xiàn)象、分析結(jié)論）。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能初步建立“物質(zhì)的制備-性質(zhì)-用途”的邏輯關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)科學(xué)探究的思維與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，同時(shí)感受化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系（如氧氣在醫(yī)療、煉鋼中的應(yīng)用）。二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)2.1實(shí)驗(yàn)名稱氧氣的制?。ǜ咤i酸鉀加熱法）與性質(zhì)探究2.2實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)（1）知識(shí)與技能掌握高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟；學(xué)會(huì)用排水法、向上排空氣法收集氧氣并驗(yàn)證其純度；了解氧氣的化學(xué)性質(zhì)（助燃性），能描述碳、硫、鐵在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。（2）過(guò)程與方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作，學(xué)會(huì)“提出問(wèn)題-設(shè)計(jì)方案-實(shí)施實(shí)驗(yàn)-分析結(jié)論”的探究流程；培養(yǎng)觀察、記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀感受實(shí)驗(yàn)探究的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣；樹(shù)立“安全實(shí)驗(yàn)、規(guī)范操作”的意識(shí)；體會(huì)化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用價(jià)值（如氧氣用于呼吸、燃燒）。2.3實(shí)驗(yàn)原理（1）氧氣的制取高錳酸鉀（暗紫色固體）受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：$$2\text{KMnO}_4\stackrel{\Delta}{=\!=\!=}\text{K}_2\text{MnO}_4+\text{MnO}_2+\text{O}_2\uparrow$$（2）氧氣的性質(zhì)氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，具有助燃性（支持燃燒）：碳（黑色固體）在氧氣中燃燒：$$\text{C}+\text{O}_2\stackrel{\點(diǎn)燃}{=\!=\!=}\text{CO}_2$$（生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體）；硫（淡黃色固體）在氧氣中燃燒：$$\text{S}+\text{O}_2\stackrel{\點(diǎn)燃}{=\!=\!=}\text{SO}_2$$（生成有刺激性氣味的氣體）；鐵（銀白色固體）在氧氣中燃燒：$$3\text{Fe}+2\text{O}_2\stackrel{\點(diǎn)燃}{=\!=\!=}\text{Fe}_3\text{O}_4$$（生成黑色固體）。2.4實(shí)驗(yàn)用品（1）儀器酒精燈、試管、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、水槽、集氣瓶（2個(gè)）、坩堝鉗、藥匙、棉花、玻璃片、導(dǎo)管（帶橡膠塞）、火柴、鑷子。（2）藥品高錳酸鉀（固體）、木炭、硫粉、細(xì)鐵絲、澄清石灰水。2.5實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象記錄（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：檢查裝置氣密性操作：將導(dǎo)管一端插入盛水的水槽中，用手握住試管外壁（或用酒精燈微熱試管）?，F(xiàn)象與結(jié)論：若導(dǎo)管口有連續(xù)均勻的氣泡冒出，松開(kāi)手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱，說(shuō)明裝置氣密性良好。（2）制取氧氣①裝藥品：用藥匙取少量高錳酸鉀粉末放入試管中，在試管口塞一團(tuán)棉花（防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管，堵塞導(dǎo)管）；用帶導(dǎo)管的橡膠塞塞緊試管口。②固定裝置：將試管固定在鐵架臺(tái)上，試管口略向下傾斜（防止冷凝水回流，使試管炸裂）；導(dǎo)管末端應(yīng)剛露出橡膠塞（便于氣體導(dǎo)出）。③加熱：點(diǎn)燃酒精燈，先對(duì)試管進(jìn)行預(yù)熱（來(lái)回移動(dòng)酒精燈，使試管均勻受熱），再對(duì)準(zhǔn)藥品部位集中加熱。④收集氧氣：排水法：當(dāng)導(dǎo)管口有連續(xù)均勻的氣泡冒出時(shí)，將集氣瓶裝滿水倒置在水槽中，收集氧氣（收集滿的標(biāo)志：集氣瓶口有大量氣泡冒出）；用玻璃片蓋住集氣瓶口，正放在桌面上（氧氣密度比空氣大）。向上排空氣法（可選）：將導(dǎo)管伸入集氣瓶底部，用帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說(shuō)明氧氣收集滿。（3）性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象碳燃燒用坩堝鉗夾取一小塊木炭，在酒精燈上燒至紅熱，迅速放入盛有氧氣的集氣瓶中；燃燒結(jié)束后，倒入少量澄清石灰水，振蕩。木炭在氧氣中**劇烈燃燒，發(fā)出白光**；澄清石灰水**變渾濁**。硫燃燒用燃燒匙取少量硫粉，在酒精燈上點(diǎn)燃，迅速放入盛有氧氣的集氣瓶中（集氣瓶底部放少量水）。硫在氧氣中**劇烈燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰**，生成**有刺激性氣味的氣體**；水吸收二氧化硫（防止污染空氣）。鐵燃燒將細(xì)鐵絲繞成螺旋狀，末端系一根火柴，點(diǎn)燃火柴，待火柴快燃盡時(shí)，迅速放入盛有氧氣的集氣瓶中（集氣瓶底部放少量水或細(xì)沙）。鐵絲在氧氣中**劇烈燃燒，火星四射**，生成**黑色固體**；水或細(xì)沙防止高溫熔融物濺落，炸裂瓶底。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束操作：先將導(dǎo)管從水槽中取出，再熄滅酒精燈（防止水槽中的水倒吸進(jìn)入試管，使試管炸裂）。三、教學(xué)指導(dǎo)設(shè)計(jì)3.1課前準(zhǔn)備（1）學(xué)生準(zhǔn)備預(yù)習(xí)教材中“氧氣的制取與性質(zhì)”相關(guān)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)；收集生活中氧氣的用途（如醫(yī)療急救、潛水、煉鋼），思考“氧氣為什么能用于這些場(chǎng)景”。（2）教師準(zhǔn)備檢查實(shí)驗(yàn)儀器與藥品的完整性（如高錳酸鉀是否受潮、鐵絲是否生銹）；制作實(shí)驗(yàn)操作微課（如“氣密性檢查”“鐵絲燃燒”），提前發(fā)給學(xué)生觀看；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格（如“實(shí)驗(yàn)步驟-現(xiàn)象-結(jié)論”），便于學(xué)生記錄。3.2課堂實(shí)施（1）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）情境導(dǎo)入：展示醫(yī)院氧氣袋、煉鋼爐的圖片，提問(wèn)：“這些場(chǎng)景中都用到了氧氣，氧氣有什么性質(zhì)？我們?nèi)绾沃迫⊙鯕?？”目?biāo)明確：告知學(xué)生本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)任務(wù)（制取氧氣并探究其性質(zhì)），激發(fā)探究興趣。（2）講解與演示（10分鐘）實(shí)驗(yàn)原理：用動(dòng)畫展示高錳酸鉀分解的過(guò)程，強(qiáng)調(diào)“加熱”是反應(yīng)條件；裝置選擇：對(duì)比“固固加熱型”（高錳酸鉀）與“固液不加熱型”（過(guò)氧化氫）發(fā)生裝置，說(shuō)明選擇依據(jù)（反應(yīng)物狀態(tài)與反應(yīng)條件）；關(guān)鍵操作演示：氣密性檢查：用實(shí)物演示“熱脹冷縮法”，強(qiáng)調(diào)“導(dǎo)管口氣泡連續(xù)均勻冒出”的判斷標(biāo)準(zhǔn)；鐵絲燃燒：演示“繞螺旋狀”（增大與氧氣的接觸面積）、“火柴快燃盡時(shí)放入”（防止火柴燃燒消耗過(guò)多氧氣）的操作。（3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)（20分鐘）分組：4-5人一組，明確分工（操作員、記錄員、觀察員、安全員）；巡視指導(dǎo)：教師巡回檢查，及時(shí)糾正錯(cuò)誤操作（如試管口未向下傾斜、收集氧氣時(shí)過(guò)早開(kāi)始）；問(wèn)題引導(dǎo)：針對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)，如“為什么硫燃燒要放water？”“鐵絲為什么不燃燒？”，引導(dǎo)學(xué)生思考原因（如二氧化硫有毒、氧氣濃度不足）。（4）交流與總結(jié)（8分鐘）小組匯報(bào)：各小組展示實(shí)驗(yàn)記錄，描述碳、硫、鐵在氧氣中燃燒的現(xiàn)象；分析結(jié)論：引導(dǎo)學(xué)生歸納氧氣的性質(zhì)（助燃性），并聯(lián)系生活用途（如助燃性用于煉鋼）；知識(shí)梳理：用思維導(dǎo)圖總結(jié)“氧氣制取的步驟”（查-裝-定-點(diǎn)-收-離-熄），強(qiáng)調(diào)“離”（撤導(dǎo)管）與“熄”（滅酒精燈）的順序。（5）拓展提問(wèn)（2分鐘）問(wèn)題：“除了高錳酸鉀，還有什么方法能制取氧氣？（如過(guò)氧化氫+二氧化錳）”“這些方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？”（引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化）。3.3課后拓展家庭小實(shí)驗(yàn)：用雙氧水（過(guò)氧化氫溶液）和土豆（含二氧化錳）制取氧氣，用帶火星的木條檢驗(yàn)（注意安全，避免接觸皮膚）；探究報(bào)告：撰寫“氧氣制取與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟、現(xiàn)象、結(jié)論及反思；調(diào)查活動(dòng)：收集生活中“氧氣應(yīng)用”的案例，制作手抄報(bào)（如“氧氣與醫(yī)療”“氧氣與航天”）。四、注意事項(xiàng)與安全提示1.藥品安全：高錳酸鉀是強(qiáng)氧化劑，避免與皮膚直接接觸（若誤入眼睛，用大量清水沖洗）；硫粉燃燒生成的二氧化硫有毒，實(shí)驗(yàn)需在通風(fēng)櫥或通風(fēng)良好的教室進(jìn)行。2.操作安全：酒精燈使用：禁止用燃著的酒精燈引燃另一個(gè)酒精燈；熄滅時(shí)用燈帽蓋滅，不可用嘴吹；加熱試管：試管口不可對(duì)著自己或他人；加熱后的試管不可立即用冷水沖洗；鐵絲燃燒：集氣瓶底部必須放少量水或細(xì)沙，防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底。3.環(huán)保提示：實(shí)驗(yàn)后的藥品（如錳酸鉀、二氧化錳）需倒入指定容器，不可隨意丟棄；硫燃燒后的集氣瓶需用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫（教師處理）。五、教學(xué)反思與改進(jìn)建議5.1常見(jiàn)問(wèn)題分析學(xué)生易錯(cuò)操作：①試管口未塞棉花，導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞；②收集氧氣時(shí)過(guò)早開(kāi)始（未等氣泡連續(xù)均勻冒出），導(dǎo)致氧氣不純；③鐵絲燃燒時(shí)火柴未及時(shí)放入，導(dǎo)致無(wú)法燃燒。原因：課前預(yù)習(xí)不充分，對(duì)操作的目的理解不深（如“塞棉花”的作用）。5.2改進(jìn)建議加強(qiáng)預(yù)習(xí)檢查：課前用問(wèn)卷星發(fā)布“實(shí)驗(yàn)操作小測(cè)試”（如“為什么試管口要略向下傾斜？”），確保學(xué)生理解關(guān)鍵步驟；增加演示實(shí)驗(yàn)：對(duì)“鐵絲燃燒”“氣密性檢查”等難點(diǎn)操作，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前再演示一遍，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)；優(yōu)化分組合作：設(shè)置“組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制”，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)提醒組員操作規(guī)范（如“先撤導(dǎo)管再滅酒精燈”），培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)責(zé)任意識(shí)。六、結(jié)語(yǔ)“氧氣的制取與性質(zhì)探究”實(shí)驗(yàn)是九年級(jí)學(xué)生接觸的第一個(gè)綜合型