初中化学北京课改版九年级上册第二节 氧气的制法教学设计

氧气的制法

说课

本课题内容分为两部分。

第一部分是[实验2－5]、[实验2－6]及分解反应。[实验2－5]、[实验2－6]是实验室制取氧气的反应原理。用过氧化氢来制取氧气，同时介绍催化剂和催化作用，然后是实验室制取氧气的另一种方法，加热高锰酸钾来制取；通过对比化合反应提出了分解反应的概念。在这部分教学中，要使学生知道实验室如何制取氧气，同时了解几个重要的概念。

第二部分是活动与探究，由学生制取氧气并实验氧气的性质。学生通过亲自动手进行实验，明白了制取气体时如何检查装置的气密性，如何连接装置、如何制取气体，以及如何验证气体并检验气体的性质。为拓展学生视野，丰富学生的课外知识，教材还特意介绍丁如何大量制取氧气。

本课题是学生学化学以来遇到的第一种气体的制取，所以氧气的制法及实验操作是本课题的重点，如何引导学生亲自动手做好实验便成了重中之重。而催化剂的概念和催化作用则是本节教学的难点，在教学过程中，主要从以下几个方面对重点和难点进行突破。

1．给学生提供更多的实验探究的机会。

2．引导学生正确地进行实验操作。

3．用边实验、边讲解、边讨沦的方法，在活动中激发兴趣，在兴趣中提出问题、分析问题、解决问题。

【教学目标】

1．知识与技能

(1)了解实验室制取氧气的主要方法和原理，初步了解通过化学实验制取新物质的方法。

(2)练习连接仪器的基本操作。动手制取氧气。

(3)认识分解反应。

(4)认识催化剂和催化作用。

2．过程与方法

(1)学习反应原理决定实验装置，气体的性质决定气体的收集方法和验满方法。

(2)学会边实验、边讨论的方法，在活动中激发学习兴趣，在兴趣中提出问题、分析问题、解决问题。

(3)学习运用观察、实验等方法获取信息，从而提高对实验进行分析、思考的能力。

3．情感态度与价值观

(1)通过实验装置的美对学生进行美育教育。

(2)保持对化学实验的浓厚兴趣，从而激发学生学习化学的自觉性和积极性。

(3)逐步认知用实验去验证化学理论，从而知道化学是一门以实验为基础的课程，学化学离不开做实验。

【教学重点】氧气的制法及实验操作。

【教学难点】1．催化剂的概念；2．催化作用。

【教学方法】复习提问→演示实验→讨沦归纳→实验探究→对比总结→得山结论→拓展视野→提高兴趣。

【教具准备】

1．教师用具：(1)5％过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾；(2) 3支大试管、木条、酒精灯、天平、火柴。

2．学生用具：(1)高锰酸钾、木炭、细铁丝、澄清石灰水；(2)大试管、棉花、塞子(带导管)、2个集气瓶、毛玻璃片、水槽、铁架台、坩埚钳、小烧杯、火柴。

【课时安排】2课时

【教学过程】第一课时：[实验2－5]、[实验2－6]、分解反应

【提问】1．如何检验一瓶无色气体是氧气？

2．如何鉴别三瓶无色气体：空气、氧气、氮气？

3．根据氧气的性质说明氧气有什么重要用途？

【回答】1．把带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明集气瓶中是氧气。

2．把燃烧的木知分别伸入3个集气瓶中，若木知燃无什么变化则是空气；若木知燃烧更旺盛则是氧气；若木条熄灭则是氮气。

3．氧气的重要用途体现在供给呼吸和支持燃烧两个方面。如：登山、潜水、医疗、宇航等。

【新课】既然氧气具有如此重要的用途，那么你一定很想知道氧气足如何制得的，这节课我们就来学习氧气的制取。

【板书】课题3 制取氧气

【讲解】本节课我们主要学习氧气的实验室制法，在实验室里常采用分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾的方法制取氧气。首先我们学习分解过氧化氢溶液来制取氧气这种方法。

【板书】一、分解过氧化氢溶液制取氧气

【实验】1．试管中加入5 mL5％的过氧化氢溶液，不加热，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃？

2．稍加热装有过氧化氢溶液的试管，有什么现象?把带火星的木条伸入试管，观察发生的现象。

3．在另一支试管加入5 mL5％的过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察发生的现象。

【现象】1．不加热过氧化氢溶液时，带火星的木条不能复燃，说明没行氧气放出。

2．加热过氧化氢溶液时，带火星的木条复燃，说明过氧化氢溶液受热时能产生氧气。

3．不加热，但在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，带有火星的木条复燃，说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰时会产生氧气。

【提问】过氧化氢溶液与二氧化锰反应中，二氧化锰是不是一种反应物?如果是，为什么没有二氧化锰，加热过氧化氢同样也能产生氧气?

【老师】二氧化锰到底是不是一种反应物呢?

【提问】什么叫反应物?

【回答]】参加反应的物质。

【提问】一个化学反应发生的时候，是不是某一种反应物可以有也可以无呢?

【总结】任何一个化学反应发生的时候。反应物必须存在。而在用过氧化氧溶液制取氧气这个实验中，有二氧化锰不加热即可产生氧气，没有二氧化锰加热过氧化氢溶液也能产生氧气，可见二氧化锰不是一种必须有的物质，它也就不是一种反应物。

【提问】二氧化锰到底是一种什么物质?它在这里起什么作用?

【老师】为了问答这个问题，我们再来做一个实验进行探讨，人家注意观察现象并进行思考。

【实验】试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察发生的现象。

【现象】本已不产生气泡的试管，重新加入氧化氢溶液不进行加热，仍有气泡产生，用带火星的木条进行检验，带火星的木条进行检验，带火星的木条能够复燃，说明产生的气体还是氧气。

【总结】此实验可以重复多次进行。

【提问]这种现象说什么？

【回答】说明在用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧气锰可以重复使用。

【讲解】既然二氧化锰可以重复使用，说明在反应前后它的化学性质没有改变，那么其质量有没有改变呢？

科学家们经过料确的实验，得出了“二氧化锰在反应前后质量未变”的结论。

【设问】他们是怎样得出这个结论的呢?

【讲解】在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，比较反应前后二氧化锰质量，发现没有变化。

【提问】既然二氧化锰的质量和化学性质都没有变化，那么它在这里到底起一个什么作用呢?谈谈你的看法。

【讲解】没有加入二氧化锰时，过氧化氢溶液需要加热才能产生氧气，而加入二氧化锰后，过氧化氢溶液在常温下就能迅速产生氧气，可见二氧化锰起了一个加快化学反应速率的作用。化学上我们把二氧化锰这种改变化学反应速率的作用叫催化作用，而把能起催化作用的物质叫该反应的催化剂。如二氧化锰就是过氧化氢分解反应的催化剂。

【板书】

1．催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。

2．催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。

【提问】在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中，二氧化锰这种催化剂起了加快化学反应速率的作用，是不是所有化学反应的速率都需要加快?所有的催化剂都起加快反应速率的作用呢?(学生议论，代表回答)

【回答】不是所有的化学反应速率都需要加快，如钢铁生锈，食物变质，我们就希望它发生得越慢越好。

【提问】是不是催化剂就只能加快化学反应的速率呢?它能不能减慢化学反应的速率?

【讲解】事实上，为了加快化学反应的进行我们使用催化剂，而为了减缓反应的进行我们也使用催化剂。如在橡胶制品中常加入一些催化剂以减缓橡胶的老化速度；食用油脂里加入一些催化剂可以有效地防止酸败。所以催化剂的概念中说催化剂能“改变”其他物质的化学反应速率，而不是片面地说成“加快”。

【讲解】能加快化学反应进行的催化剂一直是科学家们致力研究的，因为它对人类发展的意义更大，催化剂在化工生产中具有重要而广泛的应用，许多反应需要借助于催化剂才能进行或者很快地进行。例如，在化肥、农药、多种化工原料的生产过程中都要用到催化剂，在汽车尾气处理、酿造工业和制药工业中也要用到催化剂，生物体内存在的各种各样的酶其实都是起催化剂的作用。

【提问】通过上面的实验并讨论、总结可知二氧化锰不是一种反应物，而是一种催化剂。如果我们要把实验室用过氧化氢制取氧气的这个反应用文字表示出来，二氧化锰应写在什么位置呢?

【讲解】二氧化锰既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，催化剂应算作一个反应条件，所以二氧化锰应写在箭头的上方。

【板书】3．过氧化氢水+氧气。

【过渡】实验室制氧气的方法是否仅此一种呢?非也。实验室可用多种方法来制取氧气，下面，我们就来介绍实验室制取氧气的另一种方法——加热高锰酸钾制取氧气。

【板书】二、加热高锰酸钾制取氧气

【情景】展示一些高锰酸钾，让学生观察它的颜色和状态，并描述。

【讲解】通过预习大家知道，高锰酸钾在加热的情况下能分解出氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰。这个实验下一课我们专门安排有实验探究，所以这里就不做实验了。我们一起把这个反应表示出来。

【板书】1．高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气。

【讨论】用加热过氧化氢和加热高锰酸钾制取氧气的反应与化合反应有什么不同?

1．化合反应是由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。可表示为A+B→AB。

2．本节课所学制氧气的两个反应都是由一种物质生成两种或两种以上物质的反应，不属于化合反应。

【讲解】化学上，我们把这种由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。

【板书】2．分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。

【提问】化合反应可表示为A+B→AB，那么分解反应该如何表示呢?

【回答】分解反应可表示为AB→A+B。

【总结】简单地讲，化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一变多”。

【说明】分解反应和化合反应一样，都是化学反应中的常见类型，我们以后还会经常遇到。

【设问】世界上的物质千千万万，如果我们一种一种地去学，穷尽我们的毕生之力是否能学完呢?

【学生】不能。

【过渡】若我们采用分类的方法来学，就简单得多了，它可以起到事半功倍的效果。

【提问】大家回顾一下，前面我们学到过哪些有关分类的方法?

【回答】按照物质的成分可以把物质分为纯净物和混合物，按照反应物和生成物的种类可以把化学反应分为化合反应和分解反应等等。

【小结】利用分类的方法来学习化学，这也是我们所走的一条捷径，今后我们还将分类学习更多的化学知识。所以遇到一些相关知识时，大家要注意进行归类。

【总结】通过本节课的学习我们知道，实验室制取氧气通常用分解过氧化氢溶液和加热高锰酸钾两种方法。在用过氧化氢溶液制取氧气时，通常用二氧化锰作催化剂，它在这里起催化作用。通过对比化合反应，我们还知道用过氧化氢和高锰酸钾制取氧气的反应都属于分解反应。同时还告诉我们要学会用分类的方法来学习化学。

【板书设计】课题3 制取氧气

一、分解过氧化氢溶液制取氧气

1．催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。

2．催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。

3．文字表达式：过氧化氢 水+氧气。

二、加热高锰酸钾制取氧气

1．文字表达式：高锰酸钾二锰酸钾+二氧化锰+氧气。

2．分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。

特点：一变多。

表示：AB→A+B。

【教学反思】

【教学过程】第二课时：活动与探究。

【提问】1．实验室如何制取氧气?

2．如何证明一瓶气体是氧气?

【回答】1．实验室可以用分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾的方法制取氧气。

2．可把带火星的木条伸入该瓶气体中，若木条能够复燃，证明此瓶气体是氧气。

【提问】实验室采用什么样的装置制取氧气呢? (学生看图并进行如下讨论)

1．在图2－17和2－18中，使用了哪些仪器?

2．哪部分是气体发生装置，哪部分是气体收集装置?

3．如何检查气体发生装置的气密性?

4．为什么可以用排水法收集氧气?(学生讨论，学生代表陈述讨论结果)

【结论】1．图2－17的仪器有：酒精灯、大试管、铁架台、塞子(带导管)、水槽、集气瓶。

图2－18的仪器有：酒精灯、大试管、铁架台、塞子(带导管)、水槽、集气瓶。

2．左边是气体发生装置，右边是气体收集装置。

3．把一试管塞紧塞子，塞子中央行导管，导管的另一端放进盛水的烧杯是，用手握紧试管，观察水中的导管口有没有气泡冒出。如果有气泡冒出，说明装置的气密性良好；否则说明装置漏气。

4．因为氧气难溶于水，所以可以用排水法收集氧气。

【过渡】知道了氧气的制取以及它的性质，按下来我们亲自动手制取氧气并验证它的性质。

【注意事项】

1．首先要检查装置的气密性，气密性良好，实验方可进行。

2．用高锰酸钾制氧气，试管口要塞一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。

3．试管口要略向下倾斜，防止固体受热时放出的水蒸气冷凝成水，回流到热的试管底部，使试管炸裂。

4．先对试管进行预热，然后对准行药口的部位集中加热。

5．导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集(为什么?)。等有大量、均匀、连续气泡产生时再进行收集。

6．实验结束时，先把导管移出水面，再熄火酒精灯。(如果先熄火酒精灯，可能会造成什么后果？)

7．木炭在氧气中燃烧这个实验，应用坩埚钳夹住木炭由上向下缓慢伸入集气瓶中。(为什么?)

8．做铁丝燃烧这个实验时，预先在集气瓶底那加少量水。(为什么？)

【过渡】下面大家开始动手做实验，一定要注意到刚才强调的几个事项，同时对我提出的几个问题进行思考，并注意观察木炭和铁丝在氧气中燃烧的现象，总结实验室制取氧气的步骤。

（学生实验，教师巡视，发现学生操作中的错误及时指出并纠正，实验完毕，学生代表陈述实验的现象）

【现象】1．木炭在氧气中燃烧发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。

【提问】说明什么?

【回答】说明木炭燃烧生成二氧化碳。

【现象】2．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体。

【提问】为什么做此实验时需在集气瓶底部预先加少量水。

【讲解】为了防止铁丝燃烧时较大块的熔渣溅落下来，使集气瓶炸裂。

【提问】铁丝燃烧生成的黑色固体是什么?

【回答】四氧化三铁。

【小结】接下来把这两个反应的文字表达式写出来。(可让学生板演)

【过渡】实验前，提出了几个思考题(实验注意事项5、6、7题)，接下来大家对这些问题进行思考、讨论。

【答案】

1．导管口刚开始产生的气泡，是试管中和导管中排出来的空气，如果这时候就进行收集，收集到的氧气不纯，应等均匀、连续气泡产生时再进行收集。

2．实验完毕后，如果先熄灭酒精灯，水槽里的水会倒流回试管，热的试管遇到冷水，试管会炸裂，所以实验完毕后，应先把导管从水槽中移出来，再熄灭酒精灯。

3．木炭在氧气中燃烧，木炭由上向下缓慢伸入集气瓶中，是为了使集气瓶中氧气都用于木炭的燃烧，以便有较长时间的观察，如果一开始就把木炭很快地插至瓶的中下部，则燃烧生成的热的二氧化碳会把中部和上部的尚未起反应的氧气排出，木炭不能继续顺利燃烧，甚至很快就熄灭了。

【讲解】通过这个实验，我们可以总结出实验室制取氧气的操作步骤。大家现在就来总结，看一下实验室制取氧气的步骤有哪些?

【总结】首先要检查装置的气密性，再把药品加入试管中并固定好试管；把盛满水的集气瓶准备好，再进行加热；然后用排水集气法收集。实验完毕后，先把导管移出水槽，最后再熄灭酒精灯。即“查 装 定 点 收 移 熄”

【讲解】实验室装配仪器的原则一般是：先下后上，先左后右。所以先固定酒精灯和试管，然后放置水槽。物质加热一般是先均匀，后集中。“均匀”指先预热，“集中”指对准有药品的部位加热。气体收集有两种方法，不易溶于水的采用排水法，易溶于水的采用排气法。采用排气法应根据密度来决定瓶口向上或向下。因为氧气的密度大于空气的密度，所以收集氧气还可采用向上排空气法。

【板书】]

⑴仪固装配原则：先下后上，先左后右。

⑵物质加热原则：先均匀，后集中。

⑶气体收集方法：易溶于水排气法，根据密度定上下；不溶微溶排水法，所得气体纯度大。

【小结】本节课我们通过“氧气的制取和性质”这个实验的具体操作，知道了实验室制取一种气体的操作步骤和注意事项，为我们以后学习其他气体的制取和性质奠定了基础。同时我们还明白了化学是一门以实验为基础的课程，任何一个科学结论的获得都不是随随便便的，都是在实验的基础上得出来的。这就告诫我们无论做什么都必须实事求是。

【板书设计】

三、活动与探究

1．文字表达式：⑴碳+氧气二氧化碳   ⑵铁+氧气四氧化三铁

2．实验室制取氧气操作歌诀：“查 装 定 点 收 移 熄”

3．仪器装配原则：先下后上，先左后右。

物质加热原则：先均匀，后集中。

气体收集方法：易溶于水排气法。根据密度定上下；不溶微溶排水法，所得气体纯度大。

【教学反思】