第三節(jié)氧氣的實驗室制取課程：初中化學教材：初中化學魯教版（2024）九年級上冊章節(jié)：第三節(jié)氧氣的實驗室制取教材分析本內(nèi)容位于人教版九年級化學上冊第二單元第三節(jié)，是學生學習氣體制取的核心內(nèi)容。它銜接了空氣組成與氧氣性質(zhì)的知識，聚焦實驗室制取氣體的基本思路與方法，發(fā)展科學探究和實驗設計素養(yǎng)。教材以過氧化氫分解為主線，通過“交流共享”“活動探究”層層推進，結合圖示展示反應原理、裝置選擇與操作步驟，突出催化劑概念和環(huán)保安全意識。知識架構清晰，體現(xiàn)“反應原理—裝置選擇—操作流程”的邏輯體系。學習難點在于理解催化劑作用、發(fā)生裝置與收集裝置的選擇依據(jù)及排水法集氣的操作細節(jié)。學情分析學生已經(jīng)學習了空氣的組成及氧氣支持燃燒等基本性質(zhì)，對化學反應中氣體生成的現(xiàn)象有一定感性認識，也初步掌握了實驗室制取氣體的基本思路，如反應原理、裝置選擇和操作步驟。但在系統(tǒng)整合“反應物狀態(tài)—反應條件—發(fā)生裝置”與“氣體性質(zhì)—收集方法”之間的邏輯關系方面仍存在困難。該階段學生處于由具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的時期，能理解催化劑的概念但對其“反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變”的本質(zhì)認識模糊，容易誤認為二氧化錳是反應物。教材中H2O2→MnO2H教學目標化學觀念：通過分析過氧化氫分解反應，理解催化劑在化學反應中的作用及其對反應速率的影響?？茖W思維：基于實驗現(xiàn)象對比，運用控制變量思想推理二氧化錳在反應中的催化功能。科學探究與實踐：通過組裝氣體發(fā)生與收集裝置，掌握實驗室制取氧氣的操作流程和氣密性檢查方法。科學態(tài)度與責任：基于安全與環(huán)保要求評價實驗方案，樹立嚴謹、負責的科學實驗意識。重點難點教學重點：通過實驗探究掌握過氧化氫分解制取氧氣的原理：2H2能根據(jù)反應物狀態(tài)和條件選擇氣體發(fā)生裝置，依據(jù)氧氣性質(zhì)選擇收集方法并完成集氣操作。教學難點：理解催化劑的概念及二氧化錳在反應中“改變化學反應速率、自身質(zhì)量和化學性質(zhì)不變”的作用。綜合分析反應原理、裝置選擇與實驗操作之間的關系，構建實驗室制取氣體的系統(tǒng)思維。課堂導入【教師活動】同學們，你有沒有注意到，雙氧水（過氧化氫溶液）常被媽媽用來處理傷口？它一碰到傷口就“咕嚕咕?！泵芭菖?，那些小氣泡其實是氧氣！2【教師活動】那么問題來了：為什么過氧化氫在傷口處會迅速分解？除了生物體內(nèi)的酶，我們能不能在實驗室里也“召喚”出氧氣？怎樣才能安全、高效地制取一瓶氧氣呢？【教師活動】今天，我們就化身“氧氣制造師”，探索如何利用過氧化氫和催化劑，在實驗室中巧妙制取氧氣，揭開氣體生成背后的科學密碼！第三節(jié)氧氣的實驗室制取探究新知情境導入與問題提出在醫(yī)院或急救現(xiàn)場，我們常能看到醫(yī)護人員使用氧氣瓶為病人供氧。那么，這些氧氣是從哪里來的？工業(yè)上大規(guī)模制氧采用分離液態(tài)空氣法，但在實驗室中，我們只需要少量氧氣用于實驗研究。如何安全、便捷地制取氧氣呢？基礎問題：你知道生活中哪些地方會用到氧氣嗎？提高問題：如果要在實驗室里制取氧氣，你覺得應該選擇什么樣的反應才合適？拓展問題：為什么不能直接從空氣中“取出”氧氣來做實驗？實驗室制氣需要考慮哪些因素？猜想與預測學生A：我覺得可以用雙氧水（過氧化氫）來制氧氣，因為藥店就有賣的，容易獲得。學生B：加熱某種固體可能會放出氧氣，比如以前聽說過高錳酸鉀能產(chǎn)生氧氣。學生C：反應不能太危險，最好不用明火，裝置也要簡單，不然學生做實驗容易出事。方案設計與討論根據(jù)教材提供的信息，實驗室制取氣體需從三個方面考慮：反應原理、發(fā)生裝置、收集方法。我們要制取氧氣，首先要選擇合適的化學反應。教材中介紹了兩種常用方法：催化分解過氧化氫（H2O2加熱高錳酸鉀（KMnO今天我們重點探究第一種方法：利用二氧化錳催化分解過氧化氫制取氧氣。這種方法無需加熱，反應速率可控，適合學生實驗。選擇發(fā)生裝置時，應依據(jù)反應物狀態(tài)和反應條件。本實驗為“固+液→氣體”，且不需加熱，因此可選用固液常溫型發(fā)生裝置。收集裝置方面，氧氣具有以下性質(zhì)：不易溶于水→可用排水法收集；密度比空氣大→可用向上排空氣法收集。綜合考慮純度與操作便利性，推薦使用排水集氣法。實驗探究【安全提示】使用過氧化氫溶液時避免接觸皮膚和眼睛；二氧化錳粉末勿吸入；實驗結束后及時清洗儀器。實驗步驟如下：按照“自下而上、從左到右”的順序組裝裝置，檢查氣密性：關閉分液漏斗活塞，將導管末端浸入水中，用手捂住錐形瓶，觀察是否有氣泡冒出。向錐形瓶中加入少量二氧化錳粉末（約0.5g）。向分液漏斗中加入約15mL8%的過氧化氫溶液。將盛滿水的集氣瓶倒扣于水槽中，準備收集氣體。緩慢打開分液漏斗活塞，使過氧化氫溶液逐滴滴入錐形瓶。待導管口出現(xiàn)連續(xù)、均勻氣泡后，再將導管伸入集氣瓶內(nèi)開始收集。集滿后，在水面下用玻璃片蓋好瓶口，取出正放于桌面?，F(xiàn)象記錄與數(shù)據(jù)處理實驗編號實驗操作實驗現(xiàn)象1向A試管加入過氧化氫溶液，插入帶火星木條木條不復燃，無明顯氣泡2向B試管加入二氧化錳粉末，插入帶火星木條無明顯現(xiàn)象，木條未復燃3將A中過氧化氫倒入B試管，插入帶火星木條迅速產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條復燃4反應停止后倒出液體，重新加入過氧化氫溶液再次產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條復燃分析討論與得出結論教師提問1（基礎題）：

第1步和第2步都沒有明顯現(xiàn)象，說明了什么？學生回答：

說明單獨的過氧化氫或二氧化錳都不能快速產(chǎn)生氧氣。參考答案：

純過氧化氫分解緩慢，不足以支持燃燒；二氧化錳本身不產(chǎn)生氣體。教師提問2（提高題）：

第3步中帶火星的木條復燃，說明生成了什么氣體？這個反應屬于什么類型？學生回答：

說明產(chǎn)生了氧氣，反應是分解反應。參考答案：

氧氣能使帶火星木條復燃，這是其特征性質(zhì)。該反應為：

2H2教師提問3（拓展題）：

第4步重復加入過氧化氫仍能產(chǎn)生氧氣，且二氧化錳質(zhì)量不變，這說明二氧化錳在反應中起什么作用？學生回答：

它好像沒被消耗，只是加快了反應速度。參考答案：

二氧化錳是催化劑，能改變化學反應速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后保持不變。知識應用與拓展生活中，過氧化氫常用于傷口消毒，因為它分解產(chǎn)生的氧氣能抑制厭氧菌生長。汽車尾氣凈化器中也使用鉑、鈀等金屬催化劑，將有害的一氧化碳和氮氧化物轉化為無害物質(zhì)，原理與本實驗類似。此外，生物體內(nèi)也有“催化劑”——酶。例如唾液中的淀粉酶能加速淀粉分解，釀酒過程中酵母菌產(chǎn)生的酶也能催化糖類轉化為酒精。設計意圖通過對比實驗理解催化劑概念，掌握氣體制取的基本思路與操作技能。新知鞏固題目1

【題文】：下列有關實驗室制取氧氣的說法正確的是（）

A．一定要用到催化劑

B．只能用向上排空氣法收集

C．裝藥品前必須檢查裝置的氣密性

D．組裝發(fā)生裝置時一定用到酒精燈

【解答】：制氧氣前需檢查氣密性，防止漏氣導致實驗失敗，C正確；過氧化氫法不用酒精燈，高錳酸鉀法不用催化劑，排水法也可收集氧氣。

【總結】：題目考查內(nèi)容：實驗室制氧氣的操作要點與裝置選擇。題目求解要點：區(qū)分不同制氧方法（H?O?分解、KMnO?加熱）對催化劑、加熱、收集方式的需求差異。同類型題目解題步驟：明確反應原理→分析發(fā)生和收集裝置條件→判斷操作必要性。題目2

【題文】：對下列實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象分析不合理的是（）

A．做鐵絲在氧氣中燃燒時集氣瓶底炸裂——剛點燃火柴就將鐵絲伸入集氣瓶

B．高錳酸鉀制氧氣用排水法收集氧氣純度低——導管口一有氣泡就開始收集

C．高錳酸鉀制氧氣用排水法收集時，始終收集不到較純的O2——裝置漏氣

D．給試管里的固體加熱時造成試管炸裂——固定時未將試管口略向下傾斜

【解答】：A項錯誤，瓶底炸裂主因是未鋪沙或水，而非伸入時機；其余合理：B因混空氣致純度低，C因漏氣無法集氣，D因冷凝水倒流炸裂。

【總結】：題目考查內(nèi)容：實驗異?，F(xiàn)象的原因分析，重點在氧氣制取與性質(zhì)實驗操作細節(jié)。題目求解要點：結合實驗原理判斷因果關系，排除干擾選項。同類型題目解題步驟：回顧標準操作→對比異?，F(xiàn)象→排除無關因素，鎖定根本原因。長話短說探究新知創(chuàng)設情景在醫(yī)院的急診室里，醫(yī)生常常為呼吸困難的病人提供氧氣袋，幫助他們順利呼吸。你是否想過，這些救命的氧氣是如何在實驗室中制取的？其實，實驗室制取氧氣的過程就像“解鎖氣體的秘密”，需要科學的設計與嚴謹?shù)牟僮?。了解這一過程不僅能幫助我們認識氣體的性質(zhì)，還能提升實驗安全意識。[過渡語：]

那么，實驗室制取氧氣究竟需要哪些關鍵步驟？讓我們從反應原理出發(fā)，逐步揭開它的面紗。問題提出基礎問題：實驗室通常用什么方法制取氧氣？提高問題：為什么選擇過氧化氫分解而不是其他反應來制取氧氣？拓展問題：如果要設計一套制取氧氣的裝置，你需要考慮哪些因素？[過渡語：]

帶著這些問題，我們先從反應物的選擇開始分析?；顒右唬好Q資料分析——選擇合適的反應物教師引導：什么樣的化學反應適合在實驗室中制取氣體？活動要求：結合教材信息，分析過氧化氫分解制氧氣的優(yōu)勢。學生操作：具體步驟：閱讀教材中關于過氧化氫分解的文字描述，對比其他可能的反應（如加熱高錳酸鉀），從反應條件、安全性、產(chǎn)物純度等方面進行比較。預期成果：列出至少兩個選擇過氧化氫作為反應物的理由。教師點評：同學們能從反應條件溫和、操作安全等角度進行分析，說明已初步具備選擇反應物的科學思維能力。[過渡語：]

確定了反應物后，下一步就是搭建合適的裝置——這需要我們理解反應物狀態(tài)和反應條件?；顒佣好Q模型觀察——氣體發(fā)生裝置的選擇教師引導：固體加熱制氣和液體常溫制氣，裝置有何不同？活動要求：觀察兩種典型氣體發(fā)生裝置示意圖，歸納選擇依據(jù)。學生操作：具體步驟：觀察教材中固-固加熱型與固-液常溫型發(fā)生裝置圖，比較其結構差異，聯(lián)系過氧化氫（液態(tài)）與催化劑二氧化錳（固態(tài)）的反應特點。預期成果：總結出“反應物狀態(tài)+反應條件”決定發(fā)生裝置類型。教師點評：通過對比分析，大家能夠?qū)⒎磻卣髋c裝置匹配，體現(xiàn)了良好的邏輯推理能力。[過渡語：]

有了發(fā)生裝置，如何收集生成的氣體呢？這取決于氣體本身的物理性質(zhì)?；顒尤好Q數(shù)據(jù)探究——氣體收集方法的確定教師引導：氧氣能否用排水法收集？為什么？活動要求：根據(jù)氧氣的密度和溶解性，判斷其適宜的收集方式。學生操作：具體步驟：查閱氧氣的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)（密度略大于空氣，不易溶于水），結合收集裝置圖示，判斷可用向上排空氣法或排水法。預期成果：說明兩種收集方法的適用依據(jù)，并指出排水法收集更純凈。教師點評：能結合氣體密度和溶解性做出合理判斷，說明你們已經(jīng)掌握了收集裝置選擇的核心邏輯。歸納總結實驗室常用分解過氧化氫的方法制取氧氣，反應條件溫和、安全可控。選擇反應物時需考慮反應速率、安全性及環(huán)保性。氣體發(fā)生裝置由反應物狀態(tài)和反應條件共同決定。氣體收集裝置取決于氣體密度與水中溶解性。整個制取流程必須符合安全與環(huán)保要求。設計意圖通過真實情境引入，引導學生從反應原理到裝置設計層層深入探究，突出核心知識點的教學，培養(yǎng)學生基于證據(jù)的科學決策能力，同時強化化學與生活的聯(lián)系。新知鞏固題目1

【題文】：下列圖像能正確反映對應變化關系的是（）

A．在盛有一定量二氧化錳的燒杯中加入過氧化氫溶液

B．在盛有一定量過氧化氫溶液中加入二氧化錳

C．加熱一定量高錳酸鉀固體

D．加熱高錳酸鉀固體至質(zhì)量不再減輕

【解答】：A中二氧化錳為催化劑，加入過氧化氫后立即產(chǎn)生氧氣，氣體量隨液體加入持續(xù)增加，圖像符合。選A。

【總結】：題目考查內(nèi)容：化學反應速率與圖像分析，催化劑作用。題目求解要點：明確反應起始條件、催化劑參與方式及氣體生成趨勢。同類型題目解題步驟：判斷反應是否需催化劑、反應物加入順序、氣體生成是否持續(xù)或突變。題目2

【題文】：推理是學習化學常用的思維方法。下列推理正確的是（）

A．實驗室制取氧氣要檢查裝置的氣密性，所以制取所有的氣體時都要檢查裝置的氣密性

B．二氧化錳在氯酸鉀分解反應中作催化劑，所以二氧化錳可作一切反應的催化劑

C．碳和一氧化碳可以燃燒，所以含有碳元素的物質(zhì)都可以燃燒

D．溶液是均一穩(wěn)定的液體，均一穩(wěn)定的液體一定是溶液

【解答】：制取任何氣體均需確保裝置不漏氣，否則收集失敗，A正確；B、C、D以偏概全，錯誤。選A。

【總結】：題目考查內(nèi)容：化學推理能力，實驗基本操作原則。題目求解要點：依據(jù)普遍原理判斷推理是否成立，警惕“以個別推一般”錯誤。同類型題目解題步驟：逐項分析邏輯是否嚴密，結合化學通則驗證結論普適性。課堂練習第1題【題文】取一定量的過氧化氫溶液于試管中，加入少量二氧化錳，充分反應后，下列圖像表示的反應過程與事實一致的是A．B．C．D．【答案】C第2題【題文】下列圖像能正確反映對應變化關系的是A．圖①：用等質(zhì)量、等濃度的過氧化氫溶液分別制取氧氣B．圖②：向一定量的二氧化錳固體中加入一定量的過氧化氫溶液C．圖③：利用紅磷燃燒測定空氣中氧氣的含量D．圖④：加熱高錳酸鉀制氧氣【答案】D第3題【題文】下列說法正確的是A．按質(zhì)量分數(shù)計，空氣中約含有氮氣78%、氧氣21B．工業(yè)上利用氧氣和氮氣的沸點不同，從液態(tài)空氣中分離出氧氣的過程屬于化學變化C．二氧化碳過量排放會引起溫室效應，所以二氧化碳屬于空氣污染物D．空氣質(zhì)量級別越大空氣質(zhì)量狀況越差【答案】D板書設計氧氣的實驗室制取1.核心反應2H2O2→2.裝置選擇固液常溫型發(fā)生裝置→排水法（優(yōu)：純；缺：濕）3.操作與檢驗檢查氣密性→收集連續(xù)氣泡→帶火星木條復燃驗氧教學反思本節(jié)課圍繞氧氣的實驗室制取，重點講解了過氧化氫分解制氧氣的原理、裝置選擇及操作步驟，落實了氣體發(fā)生與收集裝置的選擇依據(jù)等核心知識，基本達成課程標準中“掌握實驗室制氣的一般思路”的目標。通過活動探究引導學生觀察現(xiàn)象、分析催化劑作用，有效培養(yǎng)了科學探究能力，尤其在對比實驗設計中學生參與度高、思維活躍。但部分學生對催化劑概念理解仍顯表面化，實驗操作細節(jié)如氣密性檢查、連續(xù)氣泡判斷等掌握不夠扎實。建議后續(xù)增加實物演示或微視頻強化關鍵操作，并設計分層練習幫助學生深化對反應原理與裝置匹配邏輯的理解。課堂總結實驗室制取氧氣化學性質(zhì)分解反應22催化劑加快反應，本身質(zhì)量和化學性質(zhì)不變概念總結反應裝置：固液不加熱型（H2O2收集方法：排水法（O2課前任務一、預習任務閱讀教材，明確實驗室制取氣體的一般思路，包括確定反應原理、實驗裝置及實驗操作，并審查安全環(huán)保要求。了解分解過氧化氫制取氧氣的實驗原理，熟悉催化劑二氧化錳在反應中的作用。掌握根據(jù)反應物狀態(tài)、反應條件選擇氣體發(fā)生裝置，依據(jù)氣體性質(zhì)選擇收集裝置的方法。熟悉實驗室用過氧化氫制取氧氣的實驗操作步驟及氧氣的檢驗方法。二、課前小測實驗室制取氣體時，確定化學反應要考慮反應物是否易獲得、實驗條件是否易控制、實驗裝置是否易裝配和實驗操作是否____。過氧化氫在二氧化錳催化下分解的化學方程式為2H2O實驗室制取氧氣，若用固體二氧化錳與過氧化氫溶液混合，因反應無需加熱，應選____（填“固固加熱型”或“固液不加熱型”）發(fā)生裝置。氧氣不易溶于水，可用____法收集。答案安全可靠2.催化3.固液不加熱型4.排水集氣課標分析本節(jié)內(nèi)容對應課標要求學生理解實驗室制取氧氣的原理、裝置及操作方法。課標強調(diào)通過實驗探究理解催化劑的作用，如二氧化錳在過氧化氫分解中的催化效果，并能寫出相關化學方程式：2H拓展遷移學科內(nèi)綜合拓展：氧氣與食品保鮮的關系同學們，你們有沒有注意到，有些食品包裝袋里會充入一種“惰性氣體”來延長保質(zhì)期？其實，這和我們學習的氧氣性質(zhì)密切相關。氧氣具有較強的氧化性，容易使食品中的脂肪、油脂發(fā)生氧化酸敗，導致食物變質(zhì)。因此，食品工業(yè)中常采用充氮