资源简介

学生实验4 氧气的实验室制取与性质
一、知识目标
1.掌握用高锰酸钾、过氧化氢溶液制取氧气的实验原理、装置使用、操作步骤及注意事项。
2.理解氧气的化学性质，能描述木炭、铁丝在氧气中燃烧的实验现象，并写出反应的符号表达式。
3.熟练掌握装置气密性检查、气体收集等基本实验操作技能。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：从宏观上了解氧气在生活和生产中的广泛应用，理解氧气制取和反应的原理。
2.科学探究与创新意识：通过小组合作实验探究氧气的制取与性质，提升团队协作能力和实验操作的规范性，树立严谨的科学态度和实验安全意识，养成规范操作、认真观察的实验习惯。
3.科学态度与社会责任：认识氧气对维持生命和工业生产的重要性，培养学生关注社会、服务社会的责任感。
一、教学重点
1.实验室制取氧气的原理、装置选择、操作步骤及注意事项。
2.氧气的化学性质及相关实验现象和符号表达式。
二、教学难点
1.根据反应物状态和反应条件选择合适的制取装置。
2.对实验过程中注意事项的理解和应用。
本节教学内容出自鲁教版2024年版九年级化学上册第四单元《我们周围的空气》中的学生实验4《氧气的实验室制取与性质》。氧气作为初中化学学习的重要物质，其制取和性质实验是初中化学实验教学的重点内容，对于学生理解化学实验基本操作、掌握化学实验技能、培养科学探究能力具有重要意义。
教材首先介绍了氧气在生活和生产中的广泛应用，引发学生对氧气制取和性质的探究兴趣。接着详细阐述了实验室制取气体的一般思路，包括确定反应原理、选择发生装置和收集装置、检验与验满以及实验注意事项等，为学生学习氧气的制取提供了方法指导。
然后分别介绍了用高锰酸钾和过氧化氢溶液制取氧气的实验原理、装置使用、操作步骤和注意事项，并通过小组讨论和实验设计，培养学生的合作探究能力和创新思维。最后通过氧气与木炭、铁丝的反应实验，探究氧气的化学性质，加深学生对氧气性质的理解。
教学对象是九年级的学生，他们在之前的化学学习中已经对氧气有了一定的了解，知道氧气是一种无色无味的气体，能支持燃烧和供给呼吸等，但对于氧气的制取方法和化学性质的认识还比较肤浅。在实验技能方面，学生已经掌握了一些基本的实验操作技能，如药品的取用、仪器的连接等，但对于装置气密性检查、气体收集等操作还不够熟练，需要在本节课的学习中进一步巩固和提高。
在思维能力方面，九年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对直观、生动的实验现象比较感兴趣，但在分析实验现象、总结实验结论等方面还存在一定的困难。因此，在教学过程中，教师应充分利用实验教学的优势，通过直观的实验现象激发学生的学习兴趣，引导学生积极思考、主动探究，培养学生的科学思维能力。 在学习态度方面，九年级的学生面临中考的压力，学习积极性较高，但在实验操作过程中可能会存在急于求成、粗心大意等问题。
因此，教师在教学过程中应加强对学生的指导和监督，培养学生严谨的科学态度和规范的实验操作习惯。
教学环节一 新课导入
【展示生活场景图片】同学们，上课之前老师先给大家展示几张图片。（播放医疗急救中使用氧气为呼吸困难者补充氧气、潜水员携带氧气瓶下潜、炼钢车间里氧气参与反应的图片）
【引导思考】大家在视频中看到了氧气在不同场景下的应用。在医疗急救里，氧气能为呼吸困难者维持呼吸功能，挽救生命；潜水员下潜时，高浓度氧气可平衡水下压力，避免缺氧危及安全；炼钢车间中，氧气能与焦炭反应提升炉温，加速铁矿石冶炼，提高钢铁质量与生产效率。可以说，氧气在我们的生活和生产中有着广泛且重要的应用。
【提出问题】既然氧气这么重要，那大家有没有想过，在实验室中我们该如何制取氧气呢？它又具有哪些神奇的化学性质呢？这就是我们今天要一起走进实验室去探究的内容——氧气的实验室制取与性质。
设计意图
1.激发学习兴趣：展示医疗急救、潜水、炼钢等场景中氧气应用的图片，将抽象的化学知识与生动直观的画面结合，能迅速抓住学生注意力，让学生直观感受氧气的重要性，进而对氧气的制取和性质产生强烈好奇心，为后续学习奠定积极的心理基础。
2.搭建生活与化学桥梁：通过介绍视频中氧气在生活和生产中的实际用途，打破化学与生活的壁垒，让学生认识到化学知识并非脱离实际，而是与日常生活紧密相关，增强学生对化学学科的认同感，提升学习化学的内在动力。
3.自然引入课堂主题：在展示氧气应用后，及时提出实验室制取氧气和氧气化学性质的问题，实现从生活实际到课堂知识的自然过渡，引导学生带着问题主动思考，让学生以探索者的姿态进入新课学习，提高学习的主动性和针对性。
教学环节二 氧气的实验室制取
活动一：实验室制取气体的一般思路
【问题】根据生活常识和之前所学知识，大家能说一说哪些物质可能可以用来制取氧气吗？选择的药品需要满足什么要求呢？
【学生思考】学生分组讨论，各小组代表发言，可能会提到过氧化氢、高锰酸钾等物质，对于选择药品的要求可能会回答原料易得、价格低廉、操作简便、反应速率适中等。
【教师讲解】评价学生的回答，强调选择制取氧气的药品需要考虑原料易得、价格低廉、操作简便、反应速率适中、制得气体纯净等因素。接下来我们一起回顾实验室制取气体的一般思路。
【师生总结】实验室制取气体的一般思路：
1.确定制取气体的化学反应原理：根据实验室条件（如常温、加热、催化剂等），选择合适的药品和反应。
2.选择发生装置：根据反应物状态和反应条件选择。固体 + 固体加热型（如高锰酸钾制氧气）；固体 + 液体常温型（如过氧化氢制氧气）。
3.选择收集装置：根据气体的密度、水溶性、是否与空气反应选择。排水法适用于难溶于水且不与水反应的气体（如氧气、氢气）；向上排空气法适用于密度比空气大且不与空气反应的气体（如二氧化碳、氧气）；向下排空气法适用于密度比空气小且不与空气反应的气体（如氢气、甲烷）。
4.检验与验满：通过特定的化学反应或物理性质验证气体是否为目标气体以及是否收集满。例如，用带火星的木条检验氧气，用澄清石灰水检验二氧化碳。
5.实验注意事项：检查装置气密性；控制反应速率（如通过分液漏斗滴加液体）。
设计意图
1.引发探究兴趣：再次强调氧气在生活和生产中的关键作用，呼应导入环节，进一步强化学生对氧气重要性的认知，从而激发学生探究实验室制取氧气方法的兴趣，让学生带着明确的目标开启探究过程。
2.激活已有知识储备：提出关于制取氧气药品及选择要求的问题，引导学生结合生活常识和前期所学知识进行思考，促使学生主动调动已有知识，为新知识的学习做好铺垫，同时培养学生知识迁移和初步分析问题的能力。
3.明确学习思路：通过师生共同总结实验室制取气体的一般思路，为学生后续学习氧气制取搭建清晰的框架，让学生明白学习方向和方法，避免盲目学习，帮助学生形成系统的学习思维，提升学习效率。
活动二： 实验室制取氧气的原理
【问题】回顾之前所学，小组讨论并写出实验室制取氧气的反应表达式。
【学生活动】学生分组讨论，写出过氧化氢制取氧气和高锰酸钾制取氧气的反应表达式：
1.过氧化氢制取氧气的实验原理：，化学表达式为，二氧化锰作催化剂。
2.高锰酸钾制取氧气的实验原理：，化学表达式为。
【教师讲解】对学生写出的反应表达式进行评价和讲解，强调催化剂的作用以及反应条件的重要性。
设计意图
1.深化原理理解：组织学生分组讨论并书写过氧化氢、高锰酸钾制取氧气的反应表达式，让学生在主动参与中深入思考反应的本质，将抽象的化学原理转化为具体的表达式，加深对氧气制取原理的理解和记忆。
2.培养合作与运用能力：小组讨论的形式为学生提供了交流合作的平台，学生在讨论中相互启发、共同进步，不仅提升了团队协作能力，还能在运用已有知识书写反应表达式的过程中，提高知识运用和解决问题的能力。
3.突出重点知识：教师对学生的反应表达式进行评价和讲解，重点强调催化剂作用和反应条件，帮助学生梳理知识重点，纠正可能存在的错误认知，确保学生准确掌握制取氧气原理中的关键知识点，为后续实验操作奠定理论基础。
活动三：选择实验室制取氧气的装置
【问题】根据实验室制取气体的一般思路和氧气的制取原理，小组讨论并选择合适的发生装置和收集装置。
【学生思考】学生分组讨论，结合反应物状态、反应条件、气体的密度和溶解性等因素，选择合适的装置。
【讲解】老师展示不同的发生装置和收集装置，讲解其适用范围和特点：
1.发生装置：
固体加热型：适用于反应物是固体，反应需要加热的情况，如高锰酸钾制氧气。
固液常温型：适用于反应物是固体和液体，反应不加热的情况，如过氧化氢制氧气。
2.收集装置：
排水集气法：适合溶解性小，不与水反应的气体，收集的气体较纯净。
向上排空气法：适合密度大于空气的气体，收集的气体较干燥。
向下排空气法：适合密度小于空气的气体。
设计意图
1.提升分析判断能力：引导学生根据制取氧气的原理和实验室制取气体的一般思路，分组讨论选择合适的发生装置和收集装置，让学生在分析反应物状态、反应条件以及气体性质的过程中，锻炼逻辑思维和分析判断能力。
2.强化装置选择依据：教师展示装置图片并讲解装置特点和适用范围，进一步明确装置选择的依据，帮助学生将理论知识与具体装置结合，让学生不仅知道选择何种装置，还明白为何这样选择，构建完整的知识体系。
3.衔接理论与实践：装置选择是连接氧气制取原理和实际实验操作的关键环节，通过该活动，让学生在理论层面确定实验所需装置，为后续分组实验的顺利开展做好准备，实现理论知识向实践操作的过渡。
活动四：氧气制取的实验操作及注意事项
【问题】我们已经确定了氧气的制取原理和装置，那在实验操作过程中需要注意哪些问题呢？
【学生思考】学生分组讨论，结合之前学过的知识和老师的讲解，思考实验操作中的注意事项。
【讲解】老师详细讲解高锰酸钾制取氧气和过氧化氢制取氧气的实验步骤及注意事项：
1.高锰酸钾制取氧气：
实验步骤：按照自下而上、从左到右的顺序安装实验装置，并检查装置的气密性；将适量高锰酸钾装入试管中，使其平铺在试管底部。在试管口放一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口，根据酒精灯火焰高度确定试管高度，并将试管固定在铁架台上；将两个盛满水的集气瓶用玻璃片盖住瓶口倒扣于水槽中；给试管加热。当产生连续均匀气泡时，再把导管口伸入集气瓶口，待瓶口有大气泡冒出时，在水面下用玻璃片盖住集气瓶口，小心地把集气瓶移出水槽，集气瓶口向上放在实验台上。收集满两瓶气体后将导管从水下移出，再停止加热。实验步骤口诀：茶（检查）→庄（装药）→定（固定）→点（点燃）→收（收集）→利（撤离）→息（熄灭）。
注意事项：试管口要略向下倾斜，以防止冷凝水回流使试管炸裂；用KMnO4制取氧气时，试管口要塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管堵塞导气管；实验结束后先撤离导管再熄灭酒精灯，防止水倒吸造成试管炸裂。
2.过氧化氢制取氧气：
实验步骤：按照自下而上、从左到右的顺序安装实验装置，并检查装置的气密性；先向锥形瓶中加入约0.1g二氧化锰，再向分液漏斗中加入约15mL10的过氧化氢溶液，并将盛满水的集气瓶倒扣于水槽中；打开分液漏斗的活塞，将过氧化氢溶液缓缓滴入锥形瓶中，待导管口有气泡连续、均匀产生时，再把导管口伸入集气瓶中集气。集满后用玻璃片在水面下盖住瓶口，移出水面，正放在实验台上。
注意事项：若使用长颈漏斗，则长颈漏斗的下端应伸入到液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；当集气瓶口有大气泡逸出时，证明已收集满；当导管口刚开始有气泡放出时，不宜立即收集，会使气体不纯。
【学生活动】学生分组进行实验，按照实验步骤进行操作，制取并收集氧气。在实验过程中，注意观察现象，记录实验数据。
设计意图
1.夯实知识，构建系统操作框架：通过拆解两种制取氧气的步骤、总结记忆口诀，帮助学生理解操作逻辑而非机械记忆；对比两种方法的差异与核心注意事项（如试管口放棉花、长颈漏斗液封），并解释原理（如冷凝水回流致试管炸裂），让学生精准区分要点，完善氧气制取知识体系，为规范操作提供理论支撑。
2.提升能力，培养科学思维：先让学生结合已有知识分组思考注意事项，再听教师讲解，锻炼知识迁移应用能力（如推断试管口放棉花的必要性）；引导学生分析操作要求原因、归纳共性原则（如检查气密性、防气体不纯），强化逻辑思维；通过讲解违规后果，培养学生实验预判能力，形成 “先思后果再操作” 的思维习惯。
3.强化安全，养成规范习惯：多次强调安全注意事项并说明违规危害，帮助学生树立 “安全第一” 理念；明确操作标准（如缓缓滴加过氧化氢、水下盖玻璃片），培养规范操作意识；从实验前准备到结束处理，引导学生形成 “事前充分、事中规范、事后得当” 的良好实验习惯，为后续科学探究筑牢基础。
【对应训练1】实验室用高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：①固定装置；②装入药品；③加热；④检查装置的气密性；⑤用排水法收集；⑥熄灭酒精灯；⑦从水槽中取出导气管。其操作顺序正确的是
A．①②③④⑤⑥⑦ B．②③①④⑤⑦⑥ C．④②①③⑤⑦⑥ D．④①②⑤③⑥⑦
【答案】C
【详解】实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤和注意点分别是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→装（装入固体药品，注意用高锰酸钾时，在试管口放一团棉花）→定（用铁架台固定仪器装置）→点（用火柴点燃酒精灯，给试管加热）→收（收集氧气）→移（把导管移出水面）→熄（熄灭酒精灯），因此操作顺序正确的是④②①③⑤⑦⑥，故选C。
【对应训练2】高锰酸钾制取氧气的实验装置如图，下列操作符合安全规范的是
A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞
B．收集气体——当水中导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集
C．结束实验——熄灭酒精灯后，再将导管移出水面
D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗
【答案】B
【详解】A、连接仪器时，将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞，这种操作容易压破试管，不符合安全规范，故A选项不符合题意；
B、收集气体时，当水中导管口有气泡连续均匀冒出时，此时产生的氧气较纯，开始收集是正确的操作，符合安全规范，故B选项符合题意；
C、结束实验时，熄灭酒精灯后，再将导管移出水面，会导致水槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂，不符合安全规范，故C选项不符合题意；
D、整理复位时，加热后的试管，立即用冷水清洗，会使试管因骤冷而炸裂，不符合安全规范，故D选项不符合题意。
故选B。
教学环节三 氧气的性质
活动五：探究氧气与木炭的反应
【引入】我们已经学会了在实验室制取氧气，那氧气具有哪些化学性质呢？下面我们通过实验来探究氧气与木炭的反应。
【问题】大家思考一下，在做木炭在氧气中燃烧的实验时，我们应该注意什么？
【学生思考】学生可能会回答要注意安全，要观察实验现象等。
【实验操作】老师进行演示实验，用坩埚钳夹取一块木炭，在酒精灯上加热至燃烧，然后将木炭插入盛有氧气的集气瓶中。待燃烧停止后，向集气瓶中加入少量澄清石灰水并振荡，让学生观察现象。
【学生观察】学生观察实验现象，并记录下来。
【讲解】老师总结实验现象：木炭在空气中燃烧持续红热，放出热量；在氧气中燃烧发出白光，放出热量，澄清石灰水变浑浊。反应的表达式为：，。。
设计意图
1.自然衔接教学内容：在完成氧气制取后，顺势开展氧气与木炭反应的实验探究，实现从氧气制取到氧气性质学习的自然过渡，让教学流程更加连贯，符合学生的认知规律，确保课堂教学的顺畅进行。
2.培养观察与总结能力：教师演示实验，引导学生仔细观察木炭在空气和氧气中燃烧的不同现象，再通过对比分析，总结实验现象差异，让学生在观察、对比、总结的过程中，提升观察能力和归纳总结能力。
3.深化氧气性质认知：通过讲解实验现象产生的原因，书写反应表达式并强调氧气的助燃性，帮助学生将实验现象与化学原理结合，从本质上理解氧气的化学性质，使学生对氧气性质的认知更加深入、全面。
活动六：探究氧气与铁丝的反应
【问题】接下来我们探究氧气与铁丝的反应，大家思考一下，在做这个实验时，我们需要注意哪些问题？
【学生思考】学生分组讨论，可能会提到要注意铁丝的处理、集气瓶底部的处理等。
【实验操作】老师进行演示实验，将细铁丝绕成螺旋状，用坩埚钳夹持，在酒精灯上加热。待铁丝红热后迅速插入盛有氧气的集气瓶中（瓶中预先留少量水或铺一层细沙），让学生观察现象。
【学生观察】学生观察实验现象，并记录下来。
【讲解】老师总结实验现象：铁丝在空气中燃烧持续红热，放出热量；在氧气中燃烧剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。反应的表达式为：，。同时，讲解实验过程中的注意事项：火柴的作用是引燃铁丝，增大铁丝的受热面积和集中受热；预留细沙或水的作用是防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底。。
设计意图
1.直观感知氧气性质：教师演示铁丝在氧气中燃烧的实验，让学生亲眼目睹 “火星四射” 的剧烈反应现象，这种直观的实验现象能给学生留下深刻印象，帮助学生更直观地理解氧气的助燃性和化学活泼性。
2.提升问题分析能力：提出关于火柴作用、铁丝绕成螺旋状原因等问题，引导学生分组讨论，促使学生主动思考实验设计的细节和原理，在分析问题、解决问题的过程中，提升逻辑思维和问题分析能力。
3.强化实验安全意识：讲解集气瓶底部预留水或细沙的作用，强调实验安全注意事项，让学生认识到实验安全的重要性，在今后的实验操作中能更加重视安全问题，培养安全规范的实验意识。
活动七：反思与交流
【问题】通过这两个实验，我们对氧气的性质有了更深入的了解。大家思考一下，在实验过程中还有哪些需要注意的问题？用高锰酸钾制取氧气时，试管口为什么要放一团棉花？实验结束时，为什么要先移出导管，再停止加热？
【学生思考】学生分组讨论，结合实验过程和老师的讲解，思考这些问题。
【讲解】老师总结学生的讨论结果，讲解相关问题：
1.试管口放棉花是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，避免导管堵塞或污染收集到的氧气。
先移导管再停加热是为了防止停止加热后试管内气压骤降，导致水槽中的水倒吸入热试管，使试管炸裂。
【学生活动】回顾课堂内容，整理实验台，将仪器归位，完成自我评价和小组评价后有序离开实验室。
设计意图
1.联结生活应用，凸显知识价值：通过举例 “居家清洁”“植物营养液配制”“奶粉冲调” 等生活场景，让学生意识到溶液配制知识在生活中的实际用途，避免知识 “学用脱节”。这一过程增强学生对化学学科的认同感，契合 “科学态度与社会责任” 的素养目标。
2.促进自我反思，深化实验体会：让学生分享 “实验中的体会”，引导其反思操作中的不足（如是否规范使用天平）、误差分析的困惑等。这一设计帮助学生从 “单纯做实验” 上升到 “思考实验背后的严谨性”，深化对实验科学的认知。
3.强化知识迁移，提升应用能力：让学生将 “溶质质量分数” 知识迁移到生活场景中，学会用 “确定比例、准确称量 / 量取” 的方法解决实际问题。这一过程检验知识的迁移应用能力，实现 “从课堂知识到生活实践” 的延伸。
【对应训练1】某同学做木炭在氧气中燃烧的实验过程如下，下列有关说法中错误的是
①夹取木炭 ②点燃木炭 ③木炭在氧气中燃烧 ④注入澄清石灰水
A．②中的现象是木炭发红光 B．③中操作是将木炭迅速插入集气瓶
C．④的目的是证明有二氧化碳气体生成 D．对比②③现象说明氧气浓度越大，木炭燃烧越剧烈
【答案】B
【详解】A、②为木炭在空气中燃烧，发出红光，该选项说法正确；
B、③中应将木炭缓慢插入集气瓶中，使其和氧气充分接触，该选项说法不正确；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则④的目的是证明有二氧化碳气体生成，该选项说法正确；
D、木炭在氧气中比在空气中燃烧更旺，则对比②③现象说明氧气浓度越大，木炭燃烧越剧烈，该选项说法正确。
故选B。
【对应训练2】如图是物质在氧气中燃烧的实验。下列叙述正确的是
A．甲中水可以换成细沙
B．丙中铁丝燃烧的现象：剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
C．乙中燃着的木炭应迅速插入集气瓶中
D．可向乙中加入澄清石灰水检验产物
【答案】D
【详解】A、甲中水的作用是吸收二氧化硫，防止空气污染，不可以换成细沙，选项错误；
B、生成四氧化三铁，是实验结论，不是现象，选项错误；
C、为了使木炭和氧气充分反应，应将木炭由瓶口向下缓慢插入到集气瓶的中下部，若插入过快会使集气瓶中上部氧气没有与木炭反应就膨胀逸出，选项错误；
D、木炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳用澄清石灰水，故可向乙中加入澄清石灰水检验产物，选项正确；
故选D。
第四单元 我们周围的空气
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学生实验4 氧气的实验室制取与性质21世纪教育网(www.21cnjy.com)
一、氧气的实验室制取
1.实验室制取气体的一般思路
o确定化学反应原理
o选择发生装置
o选择收集装置
o检验与验满
o实验注意事项
2.制取氧气的原理
o过氧化氢水 + 氧气
o高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
3.制取氧气的装置
o发生装置
固体加热型（高锰酸钾制氧气）
固液常温型（过氧化氢制氧气）
o收集装置
排水法
向上排空气法
4.制取氧气的步骤及注意事项
o高锰酸钾制取氧气
步骤：查、装、定、点、收、离、熄
注意事项：试管口略向下倾斜、放棉花、先移导管再熄灯等
o过氧化氢制取氧气
步骤：连接装置、检查气密性、加药品、收集气体
注意事项：长颈漏斗末端伸入液面以下等
二、氧气的性质
1.氧气与木炭反应
o现象：空气中持续红热，氧气中发出白光
o表达式：碳 + 氧气→点燃二氧化碳
2.氧气与铁丝反应
o现象：空气中持续红热，氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
o表达式：铁 + 氧气四氧化三铁
3.实验注意事项
o铁丝绕成螺旋状
o火柴梗即将燃尽时伸入集气瓶
o集气瓶底部放少量水或细沙21世纪教育网(www.21cnjy.com)
1.实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如图，正确的是
A．试管口应该倾斜 B．用酒精灯火焰加热
C．气泡连续放出时开始收集 D．收集前集气瓶应装满水
【答案】D
【详解】A、加热固体时试管口应该略向下倾斜，防止冷凝水回流引起试管炸裂，此选项错误；
B、因为酒精灯的外焰温度最高，所以用酒精灯的外焰加热，此选项错误；
C、气泡连续、均匀放出时，此时是纯净的氧气，开始收集，此选项错误；
D、收集前集气瓶应装满水，否则收集到的氧气中会混有空气，此选项正确；
故选：D。
2.如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验的叙述正确的是
A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中
B．观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁固体
C．实验中水的作用与硫在氧气中燃烧时水的作用相同
D．集气瓶底部的水可以用少量细沙代替
【答案】D
【详解】A、点燃系在细铁丝下端的火柴，待火柴快燃尽时，再插入充满氧气的集气瓶中，主要原因是防止火柴燃烧消耗氧气过多，导致反应现象不明显，故A错误；
B、铁丝在氧气中燃烧实验现象主要是：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，生成四氧化三铁是结论而不是现象，故B不正确；
C、实验中水的作用与硫在氧气中燃烧时水的作用不相同，硫在氧气中燃烧集气瓶底部放少量水的目的是吸收有害气体二氧化硫，防止污染空气，铁丝在氧气中燃烧集气瓶底部预先放少量水目的是防止高温熔化物溅落炸裂瓶底，故C错误；
D、铁丝在氧气中燃烧集气瓶底部预先放少量细沙，能起到与水相同的作用，防止高温熔化物溅落炸裂瓶底，所以集气瓶底部的水能用少量细沙代替，故D正确。
综上，故选：D。
本课时围绕氧气的实验室制取与性质展开，旨在通过实验操作让学生掌握核心知识并提升实践能力。从课堂实施情况来看，整体达成了预设目标，但也存在一些需改进的细节。
在教学亮点方面，首先，新课导入环节结合医疗急救、潜水、炼钢等生活与工业场景，有效激发了学生的学习兴趣，让学生直观感受到氧气的重要性，自然引出 “实验室如何制取氧气” 的探究问题，为后续教学奠定了良好基础。其次，实验教学环节采用小组合作模式，明确了操作员、观察员、记录员、安全员的分工，不仅提升了学生的团队协作能力，还让每个学生都能深度参与实验过程，尤其是在装置搭建和操作步骤执行中，学生通过亲自动手，更熟练地掌握了气密性检查、药品添加、气体收集等关键操作，对 “固体加热型” 和 “固液常温型” 发生装置的差异有了更直观的认知。此外，通过对比木炭、铁丝在空气和氧气中的燃烧现象，学生清晰理解了氧气的助燃性，且能准确描述实验现象并书写化学方程式，知识掌握较为扎实。
不过，课堂也暴露了一些问题。一是实验操作规范性有待加强，部分小组在高锰酸钾制取氧气时，存在试管口未略向下倾斜、导管伸出胶塞过长等问题，虽及时纠正，但反映出学生对操作注意事项的理解不够深入，课前预习可能不够充分。二是时间分配不够合理，氧气制取实验环节耗时较长，导致氧气性质探究中的讨论环节略显仓促，部分学生未能充分表达对实验现象的分析思路，尤其是对铁丝燃烧实验中 “火柴作用”“集气瓶底放水原因” 的深层理解不够透彻。三是个体差异关注不足，少数操作能力较弱的学生在实验中参与度较低，多依赖组员指导，自身动手能力未得到有效锻炼。
针对这些问题，后续教学可从三方面改进。其一，课前布置预习任务，通过微课或导学案明确实验原理、步骤及注意事项，让学生提前熟悉操作要点，减少课堂操作失误。其二，优化时间分配，将实验环节细化，提前准备部分实验器材（如预装好药品的试管），为讨论和答疑预留充足时间，同时设计分层问题，引导学生逐步深入思考实验本质。其三，加强个性化指导，在实验过程中，教师多关注操作能力较弱的学生，通过一对一示范、提问等方式，鼓励其主动操作，确保每位学生都能掌握核心实验技能。
总体而言，本课时通过实验探究的方式让学生主动获取知识，符合化学学科特点，但在细节把控和个性化教学上仍需完善，后续需不断调整教学策略，提升课堂教学效率与质量。
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鲁教版化学(新教材)九年级上册
学生实验4
氧气的实验室制取与性质
学习内容导览
氧气的性质
2
氧气的实验室制取
1
明·学习目标
1.掌握用高锰酸钾、过氧化氢溶液制取氧气的实验原理、装置使用及操作步骤、注意事项，熟练掌握装置气密性检查、气体收集等基本实验操作技能。
2.理解氧气的化学性质，能描述木炭、铁丝在氧气中燃烧的实验现象，并写出反应的化学方程式。
3.通过小组合作实验，提升团队协作能力和实验操作的规范性。树立严谨的科学态度和实验安全意识，养成规范操作、认真观察的实验习惯。
引·新课导入
氧气是维持生命与工业生产的关键物质。医疗急救中，它能为呼吸困难者补充氧气，维持呼吸功能，挽救生命；潜水员下潜时，高浓度氧气可平衡水下压力，避免缺氧危及安全；炼钢车间里，氧气能与焦炭反应提升炉温，加速铁矿石冶炼，提高钢铁质量与生产效率。
氧气在生活和生产中应用广泛，那么在实验室中如何制取氧气？它又具有哪些化学性质呢？今天我们走进实验室，亲自探究氧气的制取与性质。
氧气的实验室制取
01
探·知识奥秘
一、氧气的实验室制取
实验室制取气体的一般思路
确定制取气体的化学反应原理
根据实验室条件（如常温、加热、催化剂等），选择合适的药品和反应。需考虑原料易得、价格低廉、操作简便、反应速率适中、制得气体纯净等因素。
选择发生装置
根据反应物状态和反应条件选择。
固体+固体加热型
如高锰酸钾制氧气
固体+液体常温型
如过氧化氢制氧气）
选择收集装置
根据气体的密度、水溶性、是否与空气反应选择。
排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体
（如氧气、氢气）。
向上排空气法：适用于密度比空气大且不与空气反应的气体（如二氧化碳、氧气）。
向下排空气法：适用于密度比空气小且不与空气反应的气体（如氢气、甲烷）。
检验与验满
通过特定的化学反应或物理性质验证气体是否为目标气体以及是否收集满。例如，用带火星的木条检验氧气，用澄清石灰水检验二氧化碳。
实验注意事项
检查装置气密性。
控制反应速率
（如通过分液漏斗滴加液体）。
根据实验室制取气体的一般思路，小组讨论并选择一种原理，设计实验方案并制定实验步骤。
哪些药品更适合用来制取氧气？选择的药品需要满足什么要求？
回顾之前所学，小组讨论并写出实验室制取氧气的反应表达式。
小组讨论：实验室制取氧气的原理
探·知识奥秘
一、氧气的实验室制取
O2
过氧化氢
二氧化锰
水+ 氧气
H2O2
H2O
过氧化氢制取氧气的实验原理：
二氧化锰作催化剂
O2
高锰酸钾
加热
锰酸钾+ 二氧化锰+氧气
KMnO4
高锰酸钾制取氧气的实验原理：
K2MnO4
MnO2
探·知识奥秘
一、氧气的实验室制取
发生装置（考虑反应物状态和反应条件） 收集装置（气体的密度和溶解度）
固体加热型 反应物是固体 反应需要加热 固液常温型 反应物是固体和 液体，反应不加热 排水集气法 适合溶解性小 不与水反应的气体 向上排空气法 适合密度大于 空气的气体 向下排空气法
适合密度小于
空气的气体
适合 高锰酸钾制氧气 适合 过氧化氢制氧气
气体从短管进集气瓶，水从长管排出 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出
小组讨论：实验室制取氧气的装置选择
探·知识奥秘
一、氧气的实验室制取
小组讨论：实验室制取氧气的装置选择
过氧化氢制取氧气的实验装置：
高锰酸钾制取氧气的实验装置：
排水法
向上排空气法
探·知识奥秘
一、氧气的实验室制取
小组讨论：实验室制取氧气的检验及验满
检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，则说明该气体为氧气
验满方法 将带火星的木条靠近集气瓶中，木条复燃，则说明已收集满
实验前准备：
实验仪器：锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、铁架台、试管、单孔橡皮塞、玻璃导管、胶皮管、集气瓶、水槽、酒精灯、玻璃片、量筒、坩埚钳、药匙等。
实验药品：高锰酸钾、10%过氧化氢溶液、二氧化锰、棉花、木条、木炭、细铁丝、澄清石灰水等。
实验分组：明确实验目的、原理和操作要点；以4人为一组进行分组，明确组内分工（操作员、观察员、记录员、安全员）。
探·知识奥秘
一、氧气的实验室制取
理清了实验室制取气体的一般思路，
回忆：过氧化氢制氧气和高锰酸钾制氧气的实验步骤有哪些？要注意些什么？
(1)如图1所示，按照自下而上、从左到右的顺序安装实验装置，并检查装置的气密性。
(2)将适量高锰酸钾装入试管中，使其平铺在试管底部。在试管口放一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口，根据酒精灯火焰高度确定试管高度，并将试管固定在铁架台上。
(3)将两个盛满水的集气瓶用玻璃片盖住瓶口倒扣于水槽中。
(4)给试管加热。当产生连续均匀气泡时，再把导管口伸入集气瓶口，待瓶口有大气泡冒出时，在水面下用玻璃片盖住集气瓶口，小心地把集气瓶移出水槽，集气瓶口向上放在实验台上。收集满两瓶气体后将导管从水下移出，再停止加热。
实验步骤口诀：茶（检查） 庄（装药） 定（固定） 点（点燃） 收（收集） 利（撤离） 息（熄灭）
高锰酸钾制取氧气的实验步骤
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一、氧气的实验室制取
检验装置气密性的方法
连接装置，将导管末端伸入水中，用手紧握试管，观察水中的导管口有没有气泡冒出。如果有气泡冒出，说明装置气密性良好。
试管口放一团棉花：以防加热时高锰酸钾粉末进入导气管堵塞导管
试管口应略向下倾斜：防止冷凝水回流使试管炸裂
导管伸出胶塞少许：便于气体排出
药品平铺在试管底部：使其受热均匀，反应充分。
给试管加热时，应先移动酒精灯使试管受热均匀，然后加热放在试管底部盛装药品的部位
气泡连续冒出时再开始收集：此时收集的
O2更纯净
实验过程中的注意事项
探·知识奥秘
一、氧气的实验室制取
过氧化氢制取氧气的实验步骤
(1)如图所示，按照自下而上、从左到右的顺序安装实验装置，并检查装置的气密性。
(2)先向锥形瓶中加入约0.1g二氧化锰，再向分液漏斗中加入约15mL10%的过氧化氢溶液，并将盛满水的集气瓶倒扣于水槽中。
(3)打开分液漏斗的活塞，将过氧化氢溶
液缓缓滴人锥形瓶中，待导管口有气泡连续、均匀产生时，再把导管口伸入集气瓶中集气。集满后用玻璃片在水面下盖住瓶口，移出水面，正放在实验台上。
连接装置，关闭分液漏斗的活塞，然后将导管一端放入烧杯的水中，再用双手紧握烧瓶的外壁，若导管口处有气泡冒出，说明装置气密性良好。
检验装置气密性的方法
探·知识奥秘
一、氧气的实验室制取
实验过程中的注意事项
长颈漏斗的末端应没入液面以下，以防止气体从漏斗口逸出（分液漏斗则不必）
当集气瓶口有大气泡逸出时，证明已收集满。当导管口刚开始有气泡放出时，不宜立即收集，会使气体不纯
收集的气体较纯净
排空气法导气管应该伸入接近瓶底的位置，以利于空气的排出
收集的气体较干燥
向上排空气法的验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃证明已满。
分组实验：
每组选择一种制取氧气的方法（高锰酸钾或过氧化氢），完成氧气的制取，收集一瓶氧气备用。
1．实验室用高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：①固定装置；②装入药品；③加热；④检查装置的气密性；⑤用排水法收集；⑥熄灭酒精灯；⑦从水槽中取出导气管。其操作顺序正确的是（ ）
A．①②③④⑤⑥⑦
B．②③①④⑤⑦⑥
C．④②①③⑤⑦⑥
D．④①②⑤③⑥⑦
析·典型范例
C
2．高锰酸钾制取氧气的实验装置如图，下列操作符合安全规范的是（ ）
A．连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞
B．收集气体——当水中导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集
C．结束实验——熄灭酒精灯后，再将导管移出水面
D．整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗
析·典型范例
B
氧气的性质
02
探·知识奥秘
二、氧气的性质
实验探究氧气的化学性质
氧气与木炭的反应
实验操作：用坩埚钳夹取一块木炭，在酒精灯上加热至燃烧，然后将木炭插入盛有氧气的集气瓶中。待燃烧停止后，向集气瓶中加入少量澄清石灰水并振荡，观察现象。
木炭在空气中燃烧 持续红热，放出热量
木炭在氧气中燃烧 发出白光，放出热量，澄清石灰水变浑浊
记录实验现象
表达式：
利用刚才收集的氧气进行下列实验
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二、氧气的性质
实验探究氧气的化学性质
氧气与铁丝的反应
实验操作：将细铁丝绕成螺旋状，用坩埚钳夹持，在酒精灯上加热。待铁丝红热后迅速插入盛有氧气的集气瓶中(瓶中预先留少量水或铺一层细沙),观察现象。
铁丝在空气中燃烧 持续红热，放出热量
铁丝在氧气中燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质
记录实验现象
表达式：
氧气具有助燃性
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二、氧气的性质
火柴的作用：增大铁丝的受热面积和集中受热
预留细沙或水的作用：防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底
火柴的作用：引燃铁丝
实验过程中的注意事项
思考与讨论：
1.火柴的作用是什么？
2.为什么将铁丝绕成螺旋状？
3.预先在集气瓶中装少量水或细沙的作用是什么？
各组代表汇报实验现象，结合符号表达式分析现象，补充完善自己的实验记录。
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二、氧气的性质
反思与交流
试管口放棉花：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，避免导管堵塞或污染收集到的氧气。
先移导管再停加热：防止停止加热后试管内气压骤降，导致水槽中的水倒吸入热试管，使试管炸裂
用高锰酸钾制取氧气时，试管口为什么要放一团棉花？实验结束时，为什么要先移出导管，再停止加热？
01
装置气密性检查：实验前必须检查，将导管末端浸入水中，双手紧握试管，若导管口有气泡冒出，说明气密性良好，否则会导致氧气泄漏，收集量不足。
药品用量：高锰酸钾需平铺在试管底部，用量不宜过多，避免加热时产生过多气体导致试管内压强过大，也不宜过少，以免氧气产量不足。
收集时机：用排水法收集时，需待导管口排出的气泡连续、均匀后再收集，刚开始的气泡是空气，过早收集会导致氧气纯度低。
试管倾斜角度：试管口需略向下倾斜（约 45°），防止加热时试管壁上的冷凝水倒流回试管底部，引起试管炸裂。
制取氧气的操作过程中，还有哪些注意事项？
02
探·知识奥秘
二、氧气的性质
铁丝打磨：实验前需用砂纸打磨铁丝表面的铁锈（氧化铁），去除氧化膜，保证铁丝能与氧气充分接触，否则难以点燃。
火柴使用：需待火柴梗即将燃尽时再将铁丝伸入集气瓶，避免火柴燃烧消耗瓶内大量氧气，导致铁丝无法持续燃烧。
集气瓶处理：集气瓶底部需预先放少量水或铺一层细沙，防止铁丝燃烧生成的高温熔融物（四氧化三铁）直接落到瓶底，使集气瓶炸裂。
要保证铁丝燃烧实验成功，需要注意哪些问题？
03
小组讨论问题，积极发言，总结实验注意事项和易错点，深化对实验的理解。
回顾课堂内容，整理实验台，将仪器归位，完成自我评价和小组评价后有序离开实验室。
探·知识奥秘
二、氧气的性质
评价维度 具体评价内容 自评等级（打 “√”）
一、知识掌握 1. 能准确写出高锰酸钾、过氧化氢制取氧气的化学方程式 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
2. 能清晰区分 “固固加热型”“固液不加热型” 装置的差异及适用场景 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
3. 能完整描述木炭、铁丝在氧气中燃烧的实验现象及对应化学方程式 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
二、实验操作 1. 能规范完成装置气密性检查、药品添加（如高锰酸钾平铺试管、分液漏斗控速） 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
2. 能准确把握氧气收集时机（连续均匀气泡冒出时收集），操作无失误 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
3. 能正确完成木炭 / 铁丝燃烧实验（如铁丝绑火柴、集气瓶底放水 / 细沙） 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
4. 实验结束后能有序整理仪器（清洗、归位），保持实验台整洁 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
三、合作能力 1. 明确自身分工（操作员 / 观察员 / 记录员 / 安全员），主动承担对应任务 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
2. 能配合组员完成实验（如协助递仪器、提醒操作要点），不擅自离岗 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
3. 实验后能参与小组讨论，主动分享观察结果或疑问 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
四、安全意识 1. 实验中严格遵守安全规范（如不触摸热试管、铁丝燃烧时远离集气瓶） 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
2. 能注意关键安全细节（如高锰酸钾试管口放棉花、实验结束先移导管后熄灯） 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
3. 发现潜在安全问题时，能及时提醒组员或向教师反馈 优秀□ 良好□ 合格□ 待改进□
1．某同学做木炭在氧气中燃烧的实验过程如下，下列有关说法中错误的是（ ）
A．②中的现象是木炭发红光
B．③中操作是将木炭迅速插入集气瓶
C．④的目的是证明有二氧化碳气体生成
D．对比②③现象说明氧气浓度越大，木炭燃烧越剧烈
析·典型范例
B
2.图是物质在氧气中燃烧的实验。下列叙述正确的是（ ）
A．甲中水可以换成细沙
B．丙中铁丝燃烧的现象：剧烈燃烧，火
星四射，生成四氧化三铁
C．乙中燃着的木炭应迅速插入集气瓶中
D．可向乙中加入澄清石灰水检验产物
析·典型范例
D
理·核心要点
装置类型 固固加热型 固液不加热型
实验装置
反应物的状 态、条件 固体、加热 固体和液体、不加热
反应 原理 ①高锰酸钾制氧气： 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 ③过氧化氢溶液制氧气：
过氧化氢水 + 氧气
注意事项 A.试管口要略向略向下倾斜，以防止冷凝水倒流，造成试管炸裂； B．用KMnO4制取氧气时，试管口要塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管堵塞导气管； C．实验结束后先撤离导管再 熄灭酒精灯，防止水倒吸造成试管炸裂 若使用长颈漏斗，则长颈漏斗的下端应伸入到液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出
理·核心要点
性质1 氧气与木炭反应
实验现象：空气中燃烧持续红热，放出热量，氧气中燃烧发出白光
性质2 氧气与铁丝反应
实验现象：空气中持续红热，氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
氧气的化学性质
1．实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如图，正确的是（　 ）
A．试管口应该倾斜
B．用酒精灯火焰加热
C．气泡连续放出时开始收集
D．收集前集气瓶应装满水
析·典型范例
D
2．如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图，下列有关该实验的叙述正确的是（　 ）
A．点燃系在细铁丝下端的火柴，立即插入盛有氧气的集气瓶中
B．观察到铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁固体
C．实验中水的作用与硫在氧气中燃烧时水的作用相同
D．集气瓶底部的水可以用少量细沙代替
析·典型范例
D
THANKS!
谢谢观看

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