资源简介

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4.3氧气的实验室制取
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一、基础信息
（一）核心基础信息
项目 内容
课题 鲁教版（2024）初中化学九年级上册 4.3 氧气的实验室制取
课时 1 课时（45 分钟）
授课年级 九年级
课型 新授课
授课教师
授课时间
（二）课标要求
初步学习氧气的实验室制取方法，认识催化剂的作用；能根据实验目的选择实验药品与装置，规范完成基础实验操作；建立实验室制取气体的一般思路，体会化学实验的实践价值。
二、教学设计依据
（一）教材分析
本节是初中化学气体制备的起始内容，承接氧气的性质知识，核心围绕 “实验室制取气体的通用思路” 展开，涵盖分解过氧化氢、加热高锰酸钾两种制氧方法，以及催化剂概念、装置选择逻辑、实验操作规范等内容。
教材遵循 “原理 — 装置 — 操作” 的认知逻辑，引导学生建立 “反应原理决定发生装置、物质性质决定收集方法” 的化学思维，既是对氧气性质的应用延伸，也为后续二氧化碳等气体的制取奠定方法基础，是培养学生实验探究与逻辑推理能力的核心载体。
（二）学情分析
九年级学生已掌握氧气的物理性质与助燃性，对化学实验有较强好奇心，具备基础的实验观察能力，但对气体制取的系统思路较为陌生，对 “催化剂” 这类抽象概念理解存在困难，实验操作中易忽略先后顺序、安全细节等要点。
教学中以对照实验为核心载体，结合生活实例与逻辑推导，帮助学生拆解装置选择的依据，梳理实验操作步骤，突破认知难点。
三、教学目标与重难点
（一）教学目标
掌握实验室制取氧气的两种反应原理，理解催化剂 “一变两不变” 的核心特征。
能依据反应物状态、反应条件选择气体发生装置，依据气体密度、溶解性选择收集装置。
能规范表述氧气制取的实验操作步骤，明确关键操作的注意事项与安全要求。
建立实验室制取气体的通用思路，树立严谨求实的实验态度与安全环保意识。
（二）教学重难点
教学重点
催化剂的概念与核心特征
气体发生装置、收集装置的选择依据
氧气制取的实验操作步骤与注意事项
教学难点
实验室制取氧气的反应原理辨析
装置选择的逻辑推理与灵活应用
实验操作细节的理解与规范落实
四、教学准备
多媒体资源：本节同步 PPT 课件、实验规范操作演示视频
实验器材：过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾、试管、锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、集气瓶、水槽、酒精灯、铁架台、导气管、单孔橡皮塞、棉花、带火星的木条、玻璃片
学习资料：实验现象记录单、课堂练习题单
前置任务：回顾氧气的物理性质与化学性质，预习制取氧气的相关内容
五、教学过程设计
（一）新课导入（5 分钟）
教师结合生活场景提问：医院危重病人供氧、潜水员水下呼吸、炼钢炉提高炉温、节日烟花燃放，这些场景都离不开氧气。空气中虽含有约 21% 的氧气，但实验室研究需要纯净可控的氧气，我们该如何制备？
引导学生回顾氧气的性质（不易溶于水、密度比空气略大、支持燃烧），由此引出课题，明确本节课将从反应原理、实验装置、操作细节三个维度，系统探究氧气的实验室制取方法。
（二）实验室制取气体的思路分析（10 分钟）
反应原理的选择依据
提出问题：确定实验室制取气体的反应时，需要考虑哪些因素？组织学生讨论，共同总结核心要点：原料是否易得、实验条件是否易控、实验装置是否易装配、操作是否安全、过程是否环保、制得的气体是否纯净。
发生装置的选择逻辑
引导学生归纳结论：气体发生装置由反应物状态和反应条件共同决定。
固液不加热型：适用于固体与液体反应、无需加热的反应，可搭配长颈漏斗（方便添加液体药品）或分液漏斗（控制液体滴加速度，进而控制反应速率）。
固体加热型：适用于反应物为固体、反应需要加热的场景。
结合过氧化氢、高锰酸钾两种制氧原料的状态与反应条件，让学生对应选择装置并说明理由。
收集装置的选择逻辑
引导学生归纳结论：气体收集装置由气体密度和溶解性共同决定。
排水集气法：适用于难溶 / 不易溶于水、不与水发生反应的气体，优点是收集的气体纯度较高。
向上排空气法：适用于密度比空气大、不与空气中成分反应的气体，优点是操作简便，可收集干燥的气体。
向下排空气法：适用于密度比空气小、不与空气中成分反应的气体。
结合氧气的性质，分析得出氧气可选用排水法、向上排空气法收集，对比两种方法的优缺点，梳理对应的集气操作要点。
（三）分解过氧化氢制取氧气（12 分钟）
实验探究：催化剂的作用
教师演示 4 组对照实验，学生观察并记录实验现象：
① 向试管中加入过氧化氢溶液，伸入带火星的木条，木条不复燃；
② 向试管中加入二氧化锰粉末，伸入带火星的木条，木条不复燃；
③ 将过氧化氢溶液倒入盛有二氧化锰的试管中，产生大量气泡，木条复燃；
④ 待反应无明显现象后，倒出上层液体，重新加入过氧化氢溶液，再次快速产生气泡，木条复燃。
师生共同分析：常温下过氧化氢分解速率很慢，二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，且反应前后化学性质不变，由此引出催化剂的概念，总结 “一变两不变” 的核心特征 —— 改变其他物质的化学反应速率，自身的质量和化学性质在反应前后不变。
实验步骤与操作规范
梳理完整实验流程：
① 按照自下而上、从左到右的顺序组装仪器，检查装置气密性；
② 向锥形瓶中加入少量二氧化锰，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液，将盛满水的集气瓶倒扣在水槽中；
③ 打开分液漏斗活塞，缓缓滴加过氧化氢溶液，待导管口产生连续均匀的气泡时，开始收集气体；
④ 集气瓶口有大气泡冒出时，在水下用玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面，正放在桌面上。
注意事项强调
二氧化锰用量以覆盖锥形瓶底部为宜，实验结束后可通过过滤回收重复使用；
过氧化氢溶液浓度控制在 3%~6%，避免浓度过高导致反应过于剧烈；
控制液体滴加速度，保证反应平稳进行，防止液体溢出；
实验结束先将导管移出水面，再停止反应，防止水倒吸；
过氧化氢具有腐蚀性，避免溅到皮肤或衣物上，不慎接触需立即用大量清水冲洗。
（四）加热高锰酸钾制取氧气（10 分钟）
反应原理与装置特点
明确该反应为固体加热型发生装置，强调试管口需放置一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。
实验操作步骤
以 “查、装、定、点、收、离、熄” 七个字梳理操作顺序，逐一解释核心要点：
查：组装仪器，检查装置的气密性；
装：将高锰酸钾药品平铺在试管底部，塞紧带导管的胶塞；
定：将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管；
点：点燃酒精灯，先均匀预热试管，再对准药品部位集中加热；
收：待导管口气泡连续均匀冒出时，将导管伸入集气瓶开始收集；
离：收集完毕后，先将导管从水槽中移出；
熄：最后熄灭酒精灯。
重点强调 “先离后熄” 的操作顺序，明确其目的是防止水槽中的水倒吸入热的试管，导致试管炸裂。
（五）课堂练习与小结（5 分钟）
随堂巩固
完成课件配套的基础习题，围绕操作顺序判断、装置选择辨析、催化剂概念理解等易错点进行讲解纠错。
课堂小结
师生共同梳理核心知识：实验室制取气体的通用思路为 “确定反应原理→选择发生与收集装置→明确操作规范”；两种制氧方法分别对应固液不加热、固体加热两类发生装置；催化剂的核心特征是 “一变两不变”。
作业布置
整理两种制氧方法的反应原理、装置类型、操作要点，形成对比笔记；
完成课后对应习题，思考生活中还有哪些物质可能对过氧化氢分解起到催化作用。
六、板书设计
4.3 氧气的实验室制取
一、制取气体的一般思路
确定反应原理
发生装置：反应物状态 + 反应条件
收集装置：气体密度 + 溶解性
二、分解过氧化氢制氧气
反应原理：
催化剂：一变（改变化学反应速率）两不变（质量、化学性质不变）
装置类型：固液不加热型
三、加热高锰酸钾制氧气
反应原理：
操作步骤：查、装、定、点、收、离、熄
注意事项：试管口放棉花、先移导管后熄灯
七、教学评价与反思
（一）教学评价
过程性评价
课堂表现：通过提问、小组讨论，评价学生对装置选择逻辑的理解程度与课堂参与度；
实验记录：根据学生提交的实验现象记录单，评价实验观察与现象分析能力；
知识应用：通过装置选择类问题，评价学生对制气通用思路的迁移应用能力。
终结性评价
通过随堂练习题检测学生对反应原理、操作步骤、催化剂概念的掌握情况，重点排查操作顺序、装置辨析等易错点，及时反馈巩固。
（二）教学反思
成功之处：以 “制气通用思路” 为主线串联全课，通过对照实验直观突破催化剂的抽象概念，操作步骤结合口诀便于记忆，符合初中生的认知规律。
不足之处：以演示实验为主，学生动手操作机会有限；部分学生对陌生气体的装置选择灵活应用能力不足。
改进措施：条件允许时增设学生分组实验，强化实操体验；补充不同气体的装置选择辨析题，深化制气思路的迁移应用。

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