人教版九年級上冊化學第二單元-課題3 制取氧氣（第1課時）（教學設計）

第二單元《空氣和氧氣》教學設計課題3制取氧氣第1課時加熱高錳酸鉀制取氧氣課題3制取氧氣課時2授課年級初三課標要求1.初步學習運用簡單的裝置和方法制取某些氣體。2.初步學習氧氣的實驗室制法，歸納實驗室制取氣體的一般思路與方法。3.學生必做實驗及實踐活動：氧氣的實驗室制取與性質(zhì)。教材分析氣體的制取是學生學習化學必須掌握的基本實驗技能。本課題的主要內(nèi)容分為兩部分，一是介紹實驗室制取氧氣，另一部分是通過探究“分解過氧化氫制氧氣的反應中二氧化錳的作用”介紹催化劑的概念。通過本課教學，可以讓學生初步掌握制取氣體的一般思路，即如何確定實驗原理，如何依據(jù)實驗原理和氣體的性質(zhì)確定實驗發(fā)生裝置和收集裝置等，為今后學習更多物質(zhì)的制備奠定基礎。而且學生還能在實驗活動的過程中，進一步練習化學實驗基本操作，培養(yǎng)相互合作、交流的能力以及實事求是的精神。學情分析學生之前已經(jīng)認識了一些化學實驗常用儀器，學習了藥品取用、加熱、儀器連接、排水集氣等基本操作，學習了純凈物、混合物的概念、學習了氧氣的性質(zhì)和用途，可以說已經(jīng)具備了學習制取氧氣的知識基礎。本課是氣體制備的起始課，是學生對化學實驗基本操作的綜合應用。教師在教學中要注重學生思維的引導，使學生從藥品選擇到實驗操作都形成規(guī)范的思路，為今后學習更多物質(zhì)的制備奠定基礎。教學目標1.知道氧氣的工業(yè)制法。2.了解實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置及操作步驟，初步了解實驗室制取氣體的一般思路。教學重、難點重點：實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置及操作步驟。難點：制取氧氣發(fā)生裝置和收集方法的選擇依據(jù)、驗滿方法以及體會實驗室制取物質(zhì)的一般思路。核心素養(yǎng)化學觀念：通過討論、分析工業(yè)和實驗等場所獲取氧氣的方法，了解在一定條件下通過化學反應可以實現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化?；瘜W思維：通過分析、歸納的思維過程推理出實驗室制取氧氣時選取的發(fā)生裝置和收集裝置，基于實驗活動形成氣體制取的一般思路和方法?？茖W探究與實踐：通過高錳酸鉀分解實驗，分析制取氣體過程中裝置的選取和實驗操作的注意事項等，發(fā)展學生確定實驗原理、選擇實驗儀器、組裝實驗裝置等化學實驗探究的能力?？茖W態(tài)度與責任：通過了解氧氣的實驗室制取方法，發(fā)展對物質(zhì)世界的探究欲，保持對化學學習和科學探究的濃厚興趣；通過了解工業(yè)制氧氣的方法，對化學學科促進人類文明和社會可持續(xù)發(fā)展的重要價值具有積極的認識。教學過程教學環(huán)節(jié)教學活動設計意圖環(huán)節(jié)一、新課導入【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，而實驗室中研究氧氣的性質(zhì)時需要用到純凈的氧氣，那么這些氧氣如何制??？從哪些反應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：反應裝置及操作復雜，且產(chǎn)物汞有毒，不適用于工業(yè)或?qū)嶒炇抑迫⊙鯕狻?.空氣中含有大量的氧氣：空氣是制取氧氣廉價、易得的原料，適用于工業(yè)制取氧氣。通過問題導入引發(fā)學生討論，激發(fā)學生的興趣，并結(jié)合生活和學習經(jīng)驗了解氧氣的獲取途徑，打開學生的思維。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生活動】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變化？【總結(jié)】分離原理：液態(tài)純凈物的沸點不同，液氮的沸點低，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、運輸和使用，通常把工業(yè)制取的氧氣加壓后儲存在藍色的鋼瓶中?！緦柧殹抗I(yè)制取氧氣主要有以下步驟，下列有關說法不正確的是（）A.液態(tài)空氣是混合物B.氮氣先被蒸發(fā)出來，說明氮氣沸點比氧氣低C.步驟②屬于化學變化D.得到的剩余液體大部分為液氧，顏色為淡藍色【答案】C通過自主學習，并配合資料展示，讓學生理解工業(yè)制取氧氣的原理，培養(yǎng)學生的問題分析能力。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，但這樣制得的氧氣不夠純凈，這種操作在普通實驗室中很難實現(xiàn)，那怎樣才能比較容易的在實驗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反應產(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，一種化學試劑，可以分解產(chǎn)生氧氣，使用時撒入水中供給魚類呼吸。還有特種部隊用高錳酸鉀野外生火，高錳酸鉀是一種化學試劑，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驗室制氧氣常用的，實驗室常采用高錳酸鉀或過氧化氫分解等方法制取氧氣?！具^渡】今天我們先來學習第一種實驗室制氧氣的方法，高錳酸鉀分解制取氧氣?！緦嶒炘怼扛咤i酸鉀錳酸鉀＋二氧化錳＋氧氣【講解】實驗室制氧氣選擇藥品和反應時需考慮的因素：1.制氧氣的原料須是含氧的物質(zhì)；2.利用比較簡單的實驗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)】實驗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，另外實驗條件比較簡單，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生活動】根據(jù)上述實驗原理推測實驗中需要用到的儀器?！究偨Y(jié)】實驗藥品為固體，且反應需要加熱，所以選用的反應儀器一方面要能加熱，另一方面還要能加橡膠塞，以便導出氣體，所以選用試管，另外還需要酒精燈進行加熱，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，另外實驗時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)生化學反應的場所，而收集裝置即收集氣體的場所?！局v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)生裝置時要根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件進行選擇?！緦W生活動】在利用此裝置加熱固體藥品時有哪些注意事項？【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，加熱時先預熱，再利用酒精燈外焰集中加熱?！緦W生活動】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】實驗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。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。排水法收集氣體時主要有兩方面的要求，氣體不易溶于水且不與水反應，氧氣同時滿足兩個要求，可用此方法收集氧氣?！舅伎寂c討論】實驗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)點是所收集的氣體純凈，而排空氣法的優(yōu)點是所收集的氣體干燥。【講解】下圖即為高錳酸鉀制氧氣的制取裝置，在使用該實驗裝置進行實驗時，還有一些注意事項：（1）導管不能伸入太長，便于氣體的導出。（2）試管口放一團棉花，防止高錳酸鉀粉末進入導管，影響實驗。【學生活動】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)】學生回答，教師補充?！緦W生活動】教師演示實驗或播放視頻《實驗室用高錳酸鉀制取氧氣》，學生總結(jié)氧氣制取的操作步驟和注意事項?！究偨Y(jié)】加熱高錳酸鉀制氧氣的主要實驗步驟：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，管口塞一小團棉花，用帶導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：點燃酒精燈加熱（記得預熱）；⑤收：用排水法收集氧氣（等氣泡連續(xù)均勻放出時再開始收集）；⑥移：實驗完畢，先把導氣管從水槽中移出水面（防止水倒吸回熱的試管，使試管炸裂）；⑦熄：熄滅酒精燈。可簡記為：“茶莊定點收利息”（每個字代表一個步驟：①查②裝③定④點⑤收⑥離⑦熄）?！緦嶒灛F(xiàn)象】根據(jù)觀察到現(xiàn)象完成下列表格。實驗內(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入集氣瓶把帶火星的木條伸入集氣瓶中木條復燃【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：當集氣瓶中的水排完，集氣瓶口有大量氣泡冒出時，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，若木條復燃，證明已收集滿?！局v解】注意用向上排空氣法收集氧氣時，檢驗和驗滿都用到了帶火星的木條，檢驗時將帶火星的木條放入集氣瓶中，而驗滿時是將帶火星的木條放在集氣瓶口?！緦柧?】（2024·湖南）下列發(fā)生裝置中，可用于實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣的是（）A.B.C.D.【對應訓練2】如圖所示為實驗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．檢驗氧氣已收集滿【對應訓練3】根據(jù)下圖回答問題。(1)儀器a的名稱是_______。(2)實驗室用A中藥品制取氧氣，選擇的發(fā)生裝置是____(填序號)，發(fā)生反應的文字表達式為_________________________。(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___________________?！敬鸢浮?.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，讓學生體會發(fā)生裝置和收集裝置的選擇依據(jù)，進一步通過討論、分析、交流該實驗的注意事項、操作的先后順序及原因等讓學生認識制取氣體的一般思路和方法。課堂總結(jié)板書設計課題3制取氧氣第1課時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