人教版（2024）第二单元 空气和氧气课题3 制取氧气第2课时教案

这是一份人教版（2024）第二单元 空气和氧气课题3 制取氧气第2课时教案，共8页。

课题3 制取氧气
课时
2
授课年级
初三
课标要求
1.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
2.初步学习氧气的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
3.学生必做实验及实践活动：氧气的实验室制取与性质。
4. 了解化学反应需要一定的条件，知道催化剂对化学反应的重要作用。
5.通过具体的实验活动初步形成化学实验探究的一般思路与方法，知道围绕实验目的确定实验原理，选择实验仪器，组装实验装置，设计实验步骤，实施实验并完成实验记录，基于实验事实得出结论。
教材
分析
气体的制取是学生学习化学必须掌握的基本实验技能。本课题的主要内容分为两部分，一是介绍实验室制取氧气，另一部分是通过探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”介绍催化剂的概念。
催化理论是本课的难点，教材通过探究活动使学生了解催化剂和催化作用。在组织学生进行探究的过程中，注意引导学生认真观察实验现象并思考：不加二氧化锰时木条不复燃，加二氧化锰后木条复燃的原因，引导学生根据实验现象归纳概括出结论的归纳思维方法，引出催化剂的概念。
通过讨论过氧化氢溶液、高锰酸钾分解的文字表达式引出分解反应的概念，注意与化合反应的要点作对照，找出二者的区别。
学情分析
学生之前已经认识了一些化学实验常用仪器，学习了药品取用、加热、仪器连接、排水集气等基本操作，学习了纯净物、混合物的概念、学习了氧气的性质和用途，可以说已经具备了学习制取氧气的知识基础。本课是气体制备的起始课，是学生对化学实验基本操作的综合应用。教师在教学中要注重学生思维的引导，使学生从药品选择到实验操作都形成规范的思路，为今后学习更多物质的制备奠定基础。
教学目标
1．学习实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验装置和实验步骤。
2．了解催化剂和催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用；
3．认识分解反应，并会判断分解反应。
4．通过化学实验探究二氧化锰在分解过氧化氢制氧气中的作用，体会科学探究的一般思路。
教学重、难点
重点：1.过氧化氢制氧气的原理、装置及操作；2.分解反应。
难点：通过化学实验探究二氧化锰在分解过氧化氢制氧气中的作用，体会科学探究的一般思路。
核心素养
化学观念：通过讨论、分析实验室用过氧化氢分解制取氧气的方法，了解在一定条件下通过化学反应可以实现物质的转化。
化学思维：通过分析、归纳的思维过程推理出实验室制取氧气时选取的发生装置和收集装置，基于实验活动形成气体制取的一般思路和方法；通过化学实验探究二氧化锰在过氧化氢分解制氧气中的作用，体会科学探究的一般思路。
科学探究与实践：通过过氧化氢分解实验，分析制取气体过程中装置的选取和实验操作的注意事项等，发展学生确定实验原理、选择实验仪器、组装实验装置等化学实验探究的能力；通过探究过氧化氢分解制氧气的反应中二氧化锰的作用，形成基于实验进行证据推理，并得出结论的能力。
科学态度与责任：通过了解闵恩泽院士的主要成就，了解科学家对社会进步的贡献，增强为实现中华民族伟大复兴和推动社会进行而勤奋学习的责任感。通过了解催化剂的应用和发展，对化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
知识回顾
【回顾】
1.自然界、工业上和实验室获取氧气的方法。
2.实验室通过高锰酸钾分解制取氧气的实验原理、实验装置和实验步骤。
重点回顾实验室用高锰酸钾分解制取氧气，为过氧化氢分解制氧气奠定基础。
环节二、
过氧化氢制取氧气
【资料展示】介绍过氧化氢。
【讲解】实验室制取氧气的另一种方法是过氧化氢分解制氧气。过氧化氢在实验室一般以过氧化氢溶液的形式存在，是一种无色透明的液体，在医疗上可用于消毒防腐。在常温下过氧化氢可以分解放出氧气，水产用增氧剂就是利用了过氧化氢的这个性质。
【实验原理】过氧化氢水＋氧气
【补充】文字表达式中作为反应条件的二氧化锰，是一种黑色的固体。
【学生活动】根据反应物的状态和反应条件分析用过氧化氢制取氧气的发生装置。
反应物状态
液体
反应条件
不加热、固体二氧化锰
【分析】发生装置的确定与反应物状态和反应条件有关，在用过氧化氢制氧气时，反应物为过氧化氢溶液，是一种液体，反应条件为固体二氧化锰和不加热，所以需要的反应仪器是可以盛放液体和固体，同时能塞橡胶塞，以便气体被导出，试管、锥形瓶都是合适的反应仪器。如图展示的为固液常温型装置，可以作为过氧化氢制氧气的发生装置。
【补充】收集装置的确定主要依据要收集气体的密度、溶解性等。根据氧气的性质确定，可以用排水法或向上排空气法收集。
【学生活动】观看教师演示实验，总结用下图制取氧气的操作步骤。
【总结】
1.连接仪器，检查装置的气密性；
2.向试管中加入二氧化锰后，再倒入过氧化氢溶液；
3.待导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集；
4.待集气瓶中的水被完全排出，从瓶口向外冒气泡时，说明已收集满，将集气瓶移出水槽，正放在桌面上，
5.整理仪器。
【讲解】实验中需要注意，试管中的导管略微伸出橡胶塞即可，便于气体排出。
【拓展】实验室用过氧化氢制氧气还可以采用以下两种装置，都属于固液常温型装置。其中可通过漏斗添加过氧化氢溶液，方便添加液体药品。图1中需要注意，将一定要将液体没过管口，防止产生的气体从管口逸出。图2中的分液漏斗有活塞，可以通过控制活塞来控制液体的滴加速度和滴加量，以控制反应速率。

图1 图2
【对应训练1】实验空用过氧化氢制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是（ ）
A. 铁架台、水槽
B. 试管、集气瓶
C. 酒精灯、烧杯
D. 导管、单孔橡胶塞
【对应训练2】实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气，有关操作如下，正确的一项是（ ）
A．先向锥形瓶内倒入过氧化氢溶液，再放二氧化锰
B．该装置的优点是可控制反应速率
C．将集满气体的集气瓶正放在桌面上
D．用带火星木条伸入集气瓶中验满
【答案】1.C 2.C
【归纳】由两种实验室制取氧气的方法可知，我们都是通过分析反应原理来推断实验装置，然后再进一步分析实验操作。而由于两个反应的原理不同，所以其实验装置和操作步骤都不同。
1.通过引导分析过氧化氢分解制取氧气的反应原理、发生装置、收集装置、实验操作等，加深学生形成实验室制取气体的一般思路与方法。
2.通过对比分析实验室制取氧气的两种反应原理、实验装置和操作的不同，使学生理解反应原理对制取装置和操作的决定性作用。
环节三、
催化剂
【问题】在用过氧化氢制氧气的反应中，为什么需要二氧化锰作为反应条件呢？它在反应中起什么作用？
【探究】分解过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用。
【设计实验】
1.取一支干净的试管，加入5 mL 5%过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。
2.另取一支干净的试管，加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察现象。
3.在第二支试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。
4.待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液；把带火星的木条伸入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。
【学生活动】观看实验视频或教师演示实验，观察并分析实验现象。
【实验现象并分析】
实验编号
现象
分析
1
带火星的木条不复燃
常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。
2
带火星的木条不复燃
一般情况下，二氧化锰不能分解产生氧气。试管中氧气含量低，不足以使带火星的木条复燃。
3
试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃
在二氧化锰存在的情况下，过氧化氢分解速率加快，产生了大量的氧气，放出的氧气能使带火星的木条复燃。
4
重新加入过氧化氢溶液，试管中又有大量气泡产生，带火星的木条复燃
在多次重复加入过氧化氢溶液后，实验现象均一致，说明氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用。
【结论】
反应前后二氧化锰的物理性质，如颜色和状态会有所变化，即物理性质会发生变化，但用过的二氧化锰能多次重复使用，还能加快过氧化氢的分解，即化学性质不变，这就是催化剂。
【讲解】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。如在此反应中，过氧化氢水＋氧气，二氧化锰是该反应的催化剂，属于反应发生的条件而不是反应物，催化剂不参与反应，在反应中起催化作用，改变反应的速率。
【拓展】并不是只有二氧化锰可以催化过氧化氢，如图中展示的二氧化锰、氯化铁、水泥块和鲜土豆等，都可以加快过氧化氢的反应速率。
【学生活动】阅读教材P47《科学·技术·社会》栏目，了解催化剂的作用及闵恩泽院士的贡献。
【讲解】催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，生产化肥、农药、化工原料等都要使用催化剂。因此科学界对催化剂的研究不断深入，很多科学家在催化剂的研究上取得了丰硕的成果，因此获得了诺贝尔化学奖。
【对应训练1】下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A．化学反应前后催化剂的化学性质改变
B．化学反应前后催化剂的质量不变
C．一个化学反应的催化剂只有一种
D．所有的化学反应都需要催化剂
【对应训练2】小明在实验课上用氯酸钾制取氧气时，忘记加入二氧化锰，其结果是（ ）
A.反应不能发生
B.产生氧气的速率慢
C.放出氧气的总量少
D.收集的氧气纯度低
【答案】1.B 2.B
通过对比实验，使学生理解催化剂和催化作用，培养学生根据实验探究物质性质的能力，并逐渐形成实验探究的思路和方法。
环节四：分解反应
【思考与讨论】分析下列两个制取氧气的反应，它们有什么共同特征？与化合反应有什么不同？
高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
过氧化氢水＋氧气
【总结】
1.反应物都只有一种。
2.生成物为两种或两种以上。
【讲解】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。
【总结】分析化合反应与分解反应。
反应物种类
生成物种类
反应特点
化合反应
两种或两种以上
一种
“多变一”
分解反应
一种
两种或两种以上
“一变多”
【对应训练】下列反应中属于分解反应的是（ ）
A．铁+氧气 四氧化三铁
B．硫+氧气 二氧化硫
C．石蜡+氧气 二氧化碳+氧气
D．水氢气+氧气
【答案】D
通过分析、讨论多个化学反应，让学生自主发现问题并总结规律，有助于学生对概念的理解。
课堂总结
板书
设计
课题3 制取氧气
第2课时 过氧化氢制取氧气 分解反应
一、过氧化氢制取氧气
反应原理：过氧化氢水＋氧气
发生装置：固液常温型
收集装置：排水法、向上排空气法
二、催化剂
催化作用：改变化学反应速率
特性：本身的质量和化学性质不变
三、分解反应：一变多
教学
反思
本节课的重难点是通过实验探究了解催化剂的概念和催化作用，形成实验探究的一般思路。
化学实验是学习化学的基本方法，是开展实验探究的重要方式。教学中不可只通过语言描述实验，一定要进行实验操作， 让学生能通过真实的实验观察，收集证据，并基于证据推理形成催化剂的概念，这样对概念的理解会更深刻，也会更理解实验探究对化学学习的重要性。