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课题3 制取氧气 学案
一、学习目标
1. 化学观念
知道实验室、工业制取氧气的原理，能判断分解反应类型，建立物质转化、化学反应分类的基本观念；
理解催化剂能改变化学反应速率、反应前后质量和化学性质不变的核心概念，认识化学反应条件对反应的调控作用。
2. 科学思维
通过对比高锰酸钾、过氧化氢制氧气的两套实验，归纳不同制氧方法的优缺点，形成实验方案优化的思维；
根据实验现象推理催化剂的特征，建立证据推理的思维模式，能区分分解反应与化合反应的差异。
3. 科学探究
熟练掌握高锰酸钾制氧气的操作步骤、气密性检查、排水法收集氧气的规范操作；
能独立完成“探究二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用”对照实验，遵循实验探究“明确目的→设计方案→实施实验→获取证据→分析推理→得出结论”的完整思路。
4. 科学态度与责任
严谨规范完成化学实验，养成实验安全、废弃物规范处理的习惯；
了解催化剂的应用，体会化学技术对社会生产的价值。
二、课前预习
（一）生活情境问题
医用氧气瓶、家用制氧机都能提供氧气，医院钢瓶氧气是工业大规模制备的，家用小型场景可以化学制备。请思考：工业和实验室制取氧气的原料选择思路有什么区别？
（二）教材基础填空
工业制取氧气采用______的方法，利用液态空气中______和______的沸点不同，先汽化分离出______，剩余主要为液态氧，加压后储存在______色钢瓶中。
实验室制取氧气的两种常用方法：（1）加热暗紫色固体______，分解生成______、二氧化锰和氧气；试管口放一团棉花的作用是______。（2）常温下缓慢分解______溶液，通常加入______作催化剂加快反应速率，反应生成水和氧气。
催化剂的定义：在化学反应里能______其他物质的化学反应速率，而本身的______和______在反应前后都没有发生变化的物质，催化剂所起的作用叫______。
分解反应：由______种反应物生成______种或以上其他物质的反应，和化合反应“多变一”的特点相反，分解反应特征是______。
三、课堂探究
探究活动1：加热高锰酸钾制取氧气（实验2-5）
实验步骤梳理
连接装置→______；
装药品：试管口放棉花，塞紧橡胶塞，固定试管；
加热：先预热试管，再对准药品部位加热；
收集：导管口______时，再用排水法收集；
气体验证：将______伸入集气瓶，观察现象。
实验现象记录表填写
实验编号 现象
（1）加热收集阶段 导管口连续均匀冒出气泡，集气瓶内水面逐渐下降，最终集满无色气体
（2）木条检验阶段 带火星的木条复燃
反应文字表达式：
思考讨论
排水法收集氧气的时机为什么要等导管口气泡连续均匀再收集？
探究活动2：探究过氧化氢分解中二氧化锰的作用
对照实验现象记录表
实验编号 现象
（1）仅加过氧化氢溶液 带火星木条不复燃，常温下过氧化氢分解速率极慢，短时间产生氧气量极少
（2）加入二氧化锰后 快速产生大量气泡，带火星木条迅速复燃
（3）反复补加过氧化氢 每次加入过氧化氢都快速产生大量气泡，木条复燃，二氧化锰可以重复发挥作用
分析与讨论
实验（1）木条不复燃、实验（2）木条复燃的原因是什么？
二氧化锰在该实验中起到什么作用？
反应文字表达式：
探究活动3：反应类型对比思考
高锰酸钾、过氧化氢制氧气的共同特征：都只有一种反应物，生成两种及以上生成物，都属于分解反应；和化合反应区别：化合反应是“多变一”（多种物质生成一种），分解反应是“一变多”（一种物质生成多种）。
探究活动4：实验探究一般思路
回顾本次两个探究实验，梳理流程：明确探究目的→______→实施实验→______→分析推理→形成结论。
四、课堂检测
选择题
1. 实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花的作用是（ ）
A. 防止试管炸裂
B. 防止加热时高锰酸钾粉末进入导管
C. 防止冷凝水倒流
D. 吸收有害气体
2. 下列有关催化剂的叙述中，正确的是（ ）
A. 催化剂能增加生成物的质量
B. 催化剂在反应前后质量和化学性质均不变
C. 催化剂只能加快化学反应速率
D. 催化剂在反应前后物理性质也不变
3. 下列反应中，属于分解反应的是（ ）
A. 硫 + 氧气 二氧化硫
B. 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
C. 铁 + 氧气 四氧化三铁
D. 石蜡 + 氧气 二氧化碳 + 水
4. 用排水法收集氧气时，判断集气瓶已集满的现象是（ ）
A. 导管口有气泡冒出
B. 集气瓶口有大气泡向外冒出
C. 带火星的木条伸入瓶内复燃
D. 集气瓶内水面下降至瓶底
填空简答题
5. 某同学用加热高锰酸钾的方法制取氧气，并用排水法收集，请回答：
（1）实验开始前，应先检查装置的 ______ 。
（2）加热时，先对试管 ______ ，再集中加热药品部位，目的是防止试管受热不均而炸裂。
（3）当导管口出现 ______ 气泡时，开始收集，这样收集到的氧气较纯净。
（4）实验结束时，应先 ______ ，再 ______ ，以防止水槽中的水倒吸炸裂试管。
五、课后拓展
拓展任务1：工业制氧深度思考
工业分离液态空气制氧气，属于物理变化还是化学变化？说明理由。
拓展任务2：生活催化剂调研
查找生活中催化剂的实例（如酿酒酶、汽车尾气催化转化器），记录它催化的反应、起到的作用，体会化学在生活中的应用。
六、课后习题
6. 对比实验室用高锰酸钾和过氧化氢制取氧气的两种方法，完成下表：
比较项目 加热高锰酸钾 过氧化氢溶液+二氧化锰
反应物状态 固体 ______
反应条件 ______ 常温、需催化剂
发生装置类型 固固加热型 ______
文字表达式 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 ______
基本反应类型 ______ ______
7. 根据所学知识回答下列问题：
（1）工业上制取氧气的方法叫什么？该过程属于物理变化还是化学变化？请说明理由。
（2）在“探究二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用”实验中，实验①（仅加过氧化氢）中带火星木条不复燃，实验②（加入二氧化锰）中木条复燃，这一对比说明了什么？
（3）实验③中，待反应停止后重新加入过氧化氢，又能快速产生气泡并使木条复燃，该现象说明了二氧化锰的什么性质？
（4）硫在氧气中燃烧的实验现象是什么？集气瓶底部加少量水的作用是什么？
七、考点总结说明
1. 核心考点梳理&对应考法&易错点
知识点内容 对应考法 易错点提示
实验室高锰酸钾制氧气 仪器选择、操作排序、收集时机、气密性检查、棉花作用、气体验证 1. 先熄灯后移导管导致倒吸；2. 刚冒气泡就收集导致氧气不纯；3. 棉花作用和铁丝燃烧加水作用混淆
过氧化氢制氧气&催化剂概念 催化剂判断、反应速率控制、对照实验设计 1. 误以为催化剂只能加快反应；2. 认为催化剂反应前后质量/化学性质改变；3. 把催化剂当成反应物消耗掉
分解反应判断 结合化合反应区分反应类型 只看生成物数量，忽略反应物必须只有1种的要求
氧气收集与检验 排水法适用条件、验满vs检验的操作差异 检验伸入瓶内、验满放在瓶口，位置不能颠倒
工业制氧气 变化类型判断、制备原理 误以为工业制氧是化学变化，实际是利用沸点差异的物理变化
2. 生活科技联系（适配中考情景化命题）
中考常以化工生产、医疗航天、汽车尾气处理等真实情景，考察催化剂、制氧方案选择、反应类型判断，只要牢牢抓住课本核心定义就能应对。
参考答案（含解析、易错提示、考点）
一、课前预习填空答案
1. 分离液态空气；氮气；氧气；氮气；蓝
2. （1）高锰酸钾；锰酸钾；防止加热时粉末进入导管堵塞导管 （2）过氧化氢；二氧化锰
3. 改变；质量；化学性质；催化作用
4. 一；两；一变多
二、课堂探究填空&思考题答案
1. 实验步骤梳理填空：检查装置气密性；连续均匀冒出气泡；带火星的木条
2. 思考讨论答案：刚开始排出的是装置内残留的空气，若立即收集会导致收集的氧气纯度偏低。
3. 分析与讨论答案：
（1）常温下过氧化氢分解速率很慢，短时间产生氧气极少，因此木条不复燃；加入二氧化锰后，二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率，快速产生大量氧气，使带火星的木条复燃。
（2）二氧化锰起到催化作用，能加快过氧化氢的分解速率，反应前后自身的质量和化学性质不变。
4. 探究活动4填空：设计实验方案；获取证据
三、课堂检测答案
选择题
1.【答案】B
解析： “试管口放一团棉花的作用是防止加热时粉末进入导管堵塞导管”，故选B。
2.【答案】B
解析：催化剂定义：“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”。A错在“增加质量”；C错在“只能加快”，可以减慢；D错在物理性质可能变，只保证化学性质不变。
3.【答案】B
解析：分解反应特征“一变多”。B中一种反应物生成三种物质，符合；A、C是“多变一”化合反应；D反应物有两种，不属于分解反应。
4.【答案】B
解析：排水法收集时，集气瓶口有大气泡向外冒出说明已满（实验现象记录表有“集气瓶口有大气泡向外冒出”）。C是检验方法，不是验满。
填空简答题
5.（1）气密性
（2）预热
（3）连续均匀
（4）将导管移出水槽；熄灭酒精灯（顺序不可颠倒）
四、课后拓展答案
拓展任务1：物理变化；理由：工业分离液态空气制氧气，只是利用空气中氮气和氧气的沸点不同进行分离，过程中没有新物质生成，属于物理变化。
五、课后习题答案
6.
比较项目 加热高锰酸钾 过氧化氢溶液+二氧化锰
反应物状态 固体 液体
反应条件 加热 常温、需催化剂
发生装置类型 固固加热型 固液常温型
文字表达式 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 过氧化氢 水+氧气
基本反应类型 分解反应 分解反应
7.（1） 分离液态空气法。属于物理变化，因为只是利用氮气和氧气沸点不同将其分离，过程中没有新物质生成。
（2） 说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，使产生氧气的速率明显加快。
（3） 说明二氧化锰的化学性质在反应前后没有发生改变（仍具有催化能力）。
（4） 硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。集气瓶底加水的目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。
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