资源简介

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氧气的实验室制取与性质 学案
一、学习目标
1. 化学观念
明确实验室加热高锰酸钾制取氧气的反应原理、装置特点，认识氧气的物理、化学性质，建立物质性质决定制取、收集、检验方法的认知逻辑。
2. 科学思维
能根据氧气的性质推理选择收集方法、实验操作细节的原因，能分析氧气制取不纯、实验装置炸裂等异常现象的成因，形成严谨的实验逻辑推理能力。
3. 科学探究
独立完成高锰酸钾制氧气、氧气性质验证的全套实验操作，熟练掌握装置气密性检查、排水法收集、物质在氧气中燃烧探究等实验技能，规范完成实验现象观察、记录与分析。
4. 科学态度与责任
养成规范实验操作、注重实验安全的习惯，体会化学实验严谨性的重要性，树立环保、规范处理实验耗材的实验责任意识。
二、课前预习
（一）生活情境问题
鱼塘缺氧时，养鱼师傅会向水中投放增氧剂产生氧气，或是用增氧机搅动水体增加溶氧。请结合生活思考：想要在实验室顺利获取一瓶纯净的氧气，需要解决哪些核心问题？（提示：从原料、装置、收集、安全角度思考）
（二）教材基础填空
1.本次实验制取氧气选用的药品是________，实验需要在试管口放置一团________，防止加热时粉末进入导管。
2.搭建发生装置时，试管口需要________倾斜，目的是防止冷凝水流回热的试管底部导致试管炸裂。
3.排水法收集氧气时，不能在导管刚冒出气泡就收集，要等到________时再收集。
4.停止加热的操作顺序是先________，再________，避免水槽中水倒吸炸裂试管。
5.木炭在氧气中燃烧后，向集气瓶加入________检验生成的二氧化碳；铁丝燃烧实验集气瓶要预留少量水，目的是________。
6.配套集气瓶的玻璃片磨砂面应该向________盖住瓶口，保证气密性。
三、课堂探究
探究任务 1：高锰酸钾制取氧气的装置与操作探究
活动 1：装置辨识
观察教材图 2-18 装置，完成问题：
（1）该装置用到的仪器有：试管、________、单孔橡胶塞、乳胶管、玻璃导管、铁架台（带铁夹）、升降台、________、集气瓶、玻璃片、水槽、 棉花。
（2）气体发生装置由________等仪器组成；气体收集装置由________等仪器组成。
（3）氧气可以用排水法收集的原因是：氧气________，且不与水发生反应。
活动 2：气密性检查方法拓展
教材给出手握试管查气密性的方法，请思考除手握法外的可行方法，完成实验操作验证。
活动 3：实验操作细节研讨
思考 “想一想” 问题：为什么刚开始有气泡放出时不立即收集？
结合提示内容，分析先熄灭酒精灯会造成什么后果，梳理实验结束的操作逻辑。
分组按教材步骤完成氧气制取，收集 2 瓶氧气（其中 1 瓶预留少量水），记录操作中的注意事项。
探究任务 2：氧气的性质验证实验
活动 1：木炭在氧气中燃烧实验
按图 2-19 步骤操作：坩埚钳夹取木炭酒精灯引燃发红，由瓶口向下缓慢伸入氧气中，观察燃烧现象；反应结束加澄清石灰水振荡，记录现象并分析结论。
活动 2：细铁丝在氧气中燃烧实验
按图 2-20 步骤操作：铁丝绕螺旋状、末端系火柴，火柴快燃尽再伸入留水的氧气瓶，观察燃烧现象，分析实验操作细节的作用。
探究任务 3：问题与交流小组研讨
检查装置的气密性时，除了用手紧握的方法，还可以用什么方法？
如果制得的氧气不纯，分析可能的原因有哪些？
红热木炭要由瓶口向下缓慢插入集气瓶，原因是什么？
四、课堂检测
选择题
1.高锰酸钾制氧气实验中，试管口略向下倾斜的目的是（）
A. 方便氧气排出 B. 防止冷凝水回流炸裂试管 C. 利于药品充分受热 D. 加快反应速率
2.排水法收集氧气的合适时机是（）
A. 加热后立刻收集 B. 导管口有连续均匀气泡冒出时 C. 瓶内水面下降一半时 D. 试管内出现大量白烟时
填空题
3.铁丝在氧气燃烧实验集气瓶预留少量水的作用是________。
4.木炭燃烧后加入澄清石灰水，会观察到________现象，证明生成了二氧化碳。
简答题
5.实验结束若先熄灭酒精灯，会出现什么实验风险？
五、课后拓展
生活拓展任务
家庭鱼缸的增氧设备、户外露营便携氧气瓶，分别对应本实验哪些制取、收集氧气的设计思路？查阅资料简单写出二者和实验室制氧气的异同点（控制在 3 条以内）。
六、课后习题
1.写出本次实验制取氧气的反应物名称，说明试管口棉花的作用。
2.玻璃片盖集气瓶时，磨砂面朝向有什么要求？原因是什么？
提升题
3.某同学收集的氧气做铁丝燃烧实验，铁丝始终无法燃烧，请结合教材操作细节分析 2 条可能原因。
4.请完整梳理高锰酸钾制氧气从装置搭建到实验结束的操作步骤顺序。
探究题
5.设计另一种装置气密性检验方案，写出操作、现象和判断依据。
答案 + 解析 + 易错提示 + 考点标注
（一）课前预习 答案解析
1.高锰酸钾；棉花
考点：氧气制取发生装置细节；易错提示：不要写成 “棉花团放在试管中部”，必须紧贴试管口，阻挡粉末进入导管。
2.略向下
考点：装置安装规范；易错提示：不能写 “竖直向下”，只需轻微倾斜，避免药品滑落。
3.气泡连续并比较均匀地放出
考点：收集时机选择；易错提示：刚排出的是装置内空气，早收集会导致氧气不纯。
4.把导管移出水面；熄灭酒精灯
考点：实验收尾操作顺序；易错提示：顺序绝对不能颠倒，颠倒会引发倒吸炸管。
5.澄清石灰水；防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底
考点：氧气性质实验防护；易错提示：铁丝实验不能用细沙替换水的表述错误，细沙也可以，本题按教材答水的作用即可。
6.下
考点：集气瓶密封操作；易错提示：磨砂面接触瓶口才能密封，光滑面向外。
生活情境问题参考作答：需要选择合适能产生氧气的原料、搭建密封的发生装置、选择合适方法收集氧气、做好防炸裂、防倒吸的安全操作。
（二）课堂探究 答案解析
探究任务 1
活动 1：
（1）酒精灯、水槽（按装置仪器填写）；考点：实验仪器辨识；易错提示：不要漏写铁架台、升降台，按图中出现仪器填写。
（2）试管、铁架台、酒精灯、橡胶塞导管；集气瓶、水槽、玻璃导管；考点：发生 / 收集装置区分；易错提示：发生装置是产生气体的部分，收集装置是储存气体的部分。
（3）不易溶于水；考点：排水法收集的依据；易错提示：不能写 “不溶于水”，氧气是不易溶，绝对不溶的表述错误。
活动 3 研讨：
刚开始排出的气泡是装置内残留的空气，立刻收集会让收集的氧气混有空气，纯度大幅下降；考点：收集时机；易错提示：只说空气没说 “装置内残留空气” 表述不完整。
先熄灯试管温度下降，内部气压减小，水槽冷水会沿导管倒吸入高温试管，冷热不均导致试管炸裂，所以必须先移导管再熄灯。
探究任务 3 问题与交流答案
方法 1：用酒精灯小火微热试管，导管口冒出气泡，冷却后导管内形成一段稳定水柱，气密性良好；方法 2：用热毛巾捂住试管，观察导管气泡；考点：气密性检查原理（气压变化）；易错提示：微热不能长时间加热，防止试管受热过猛。
氧气不纯原因：①未等气泡连续均匀就收集，混入空气；②集气瓶初始未装满水，瓶内残留空气；③装置气密性不佳，漏气混入空气；考点：实验误差分析；易错提示：不要把 “药品量不足” 当成不纯原因，药品不足只是收集量少，不影响纯度。
缓慢插入能让木炭和氧气充分持续反应，若快速插入，燃烧放热使上部氧气受热逸出，木炭很快熄灭，无法充分观察燃烧现象、充分检验产物；考点：燃烧实验操作优化；易错提示：核心是防止氧气受热逸出，不是防止炸裂集气瓶。
（三）课堂检测 答案解析
1.B
解析：冷凝水回流会让高温试管炸裂，试管口向下倾斜规避该风险；考点：装置安装规范；易错提示：A、C 不是倾斜目的，是附带效果。
2.B
解析：连续均匀气泡时装置内空气已排尽，氧气纯净度达标；考点：收集时机；易错提示：A 会收集到空3.气导致不纯。
防止铁丝燃烧生成的高温熔融物溅落，炸裂集气瓶瓶底
考点：铁丝燃烧实验防护；易错提示：不能写 “灭火”，是防瓶底炸裂。
4.澄清石灰水变浑浊
考点：二氧化碳检验方法；易错提示：不能写 “产生白色沉淀”，现象描述要直观观察到的浑浊。
5.试管内温度骤降、气压减小，水槽中的冷水会倒吸入高温试管，试管遇冷急剧收缩发生炸裂；考点：实验操作顺序安全；易错提示：要把气压变化的逻辑写完整。
（四）课后习题 答案解析
基础题
1.反应物：高锰酸钾；棉花作用：阻挡加热时高锰酸钾粉末进入导管，避免导管堵塞、粉末进入水槽染色水体。
考点：装置细节作用；易错提示：棉花不能用来加快反应，仅阻挡粉末。
2.磨砂面向下盖住瓶口；磨砂面和集气瓶瓶口贴合更紧密，提升装置气密性，防止氧气逸出。
考点：集气瓶密封操作；易错提示：光滑面密封效果差，氧气容易泄漏。
提升题
3.可能原因：①火柴刚点燃就伸入瓶中，火柴燃烧消耗大量氧气，氧气浓度不足铁丝无法燃烧；②集气瓶内氧气纯度太低，收集过早混入大量空气；③铁丝表面有铁锈，阻碍铁和氧气接触反应。
考点：实验失败误差分析；易错提示：不能答 “瓶内留水”，留水是防护措施不影响燃烧能否发生。
4.步骤顺序：①组装仪器检查气密性；②试管加高锰酸钾、放棉花，塞胶塞试管口略向下固定；③集气瓶装满水倒置水槽；④预热试管后对准药品加热；⑤连续气泡时排水收集氧气；⑥收集完毕先移导管出水槽，再熄灭酒精灯。
考点：完整实验操作流程；易错提示：气密性检查必须在装药品之前，收尾顺序不能颠倒。
探究题
5.方案：连接装置，将导管末端浸入水中，用酒精灯隔着石棉网小幅微热试管；现象：导管口持续冒出气泡，撤去热源冷却后，导管内形成一段稳定不回落的水柱；结论：装置气密性良好。
考点：气密性多方案设计；易错提示：微热幅度要小，防止试管炸裂，必须出现冷却后形成水柱的现象才能证明气密性好，只冒气泡不严谨。
七、考点总结说明
1. 核心考点梳理 + 对应考法
核心知识点 对应中考考法
高锰酸钾制氧气装置仪器、发生 / 收集装置区分 选择题识图辨析、填空题仪器名称填写
装置气密性检查的多种方法 实验探究题方案设计、简答题拓展提问
实验操作先后顺序（加热、收尾、收集时机） 选择题正误判断、流程排序题
氧气化学性质（木炭、铁丝燃烧）操作、现象、防护措施 实验现象描述、异常误差分析
产物二氧化碳的检验方法 实验填空、现象分析题
2. 知识点易错点集中提示
（1）操作顺序易错：查气密→装药品→固定→加热→收集→移导管→熄灯，收尾 “先移管后熄灯” 是高频挖坑点；
（2）收集时机易错：刚开始气泡是空气，必须连续均匀冒气泡再收集；
（3）现象描述易错：铁丝燃烧不能写 “生成黑色四氧化三铁”（这是结论，现象只能写 “剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放热”）；木炭燃烧不能提前把木炭快速插到底部；
（4）装置细节易错：试管口略向下倾斜、试管口放棉花、玻璃片磨砂面向下，三处细节经常综合考察。
3. 生活科技情景化联系（适配中考情景命题）
养鱼增氧：对应氧气不易溶于水的性质，增氧机搅动水体增大氧气溶解量，和排水法利用氧气水溶性的原理一致；
便携登山氧气瓶：高压密封储存氧气，对应集气瓶磨砂密封防止气体逸出的原理；
焊接钢铁氧炔焰：利用铁丝等物质在高浓度氧气中剧烈放热燃烧的性质，和本实验铁丝燃烧的化学原理相通；
中考常以这类生活、工业场景切入，考察氧气制取、性质的基础知识点，只要牢牢抓住 “性质决定操作、用途” 的逻辑就能解题。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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