資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
課題三 制取氧氣
【學習目標】
1.通過高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置及操作步驟的學習，初步歸納通過化學實驗制取物質的一般思路；
2.通過探究過氧化氫分解反應中二氧化錳的作用，能說出催化劑的作用；
3.通過分析實驗室制取氧氣的原理，歸納出分解反應的概念，并能夠判斷分解反應。
重點：學習實驗室制取氧氣的反應原理、實驗裝置和收集方法。
難點：能從定性和定量的角度認識催化劑。
【學習過程】
引入：野外生存，用高錳酸鉀和白糖進行鉆木取火
發現之旅一：氧氣制備原理
探究一: 根據視頻，你能猜想高錳酸鉀在什么條件下產生氧氣嗎？
你的猜想： 。
藥品： 高錳酸鉀 色的 。
反應的文字表達式：
請同學們思考，如果要通過化學方法制取氧氣，反應物應具備什么樣的條件？發生反應的條件是怎樣的？生成物應具備什么要求
發現之旅二：制取氧氣的裝置
探究二：根據氧氣制取原理，你能根據提供的儀器，組裝高錳酸鉀制取氧氣的裝置嗎？
你的組裝方案（寫出所用儀器名稱）
。
請同學們思考，你選擇發生裝置考慮的因素有哪些呢？
。
發現之旅三：收集氧氣的裝置
探究三：怎樣收集氧氣，請說成你的方案。
你的收集方案（簡要說明收集方法） 。
請同學們思考，你選擇的依據是什么？
還可以用什么方法收集？
比較兩種收集方法有什么優缺點
發現之旅四：用高錳酸鉀制取氧氣的操作步驟
探究四：根據教師演示高錳酸鉀制取氧氣的過程，歸納制取氧氣的簡要步驟。
你的歸納（簡要說明操作步驟） 。
請認真觀察教師演示實驗，結合上面的裝置圖，歸納儀器的安裝順序、操作步驟并說明理由。
1．儀器的安裝順序： 。
2．總結操作步驟：
① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦
3. 如果某同學制得的氧氣不純，你認為可能的原因有哪些？
【總結提升】
引入：野外生存不僅需要生火，還需要食物，在捕魚時，發現魚塘里很多魚浮出水面，你知道什么原因嗎？怎樣解決這個問題？
發現之旅五：常溫氧氣制備原理
探究五：根據圖片，你能猜想常溫下采用什么方法制取氧氣嗎？
你的猜想： 。
藥品： 雙氧水是 色的 。 二氧化錳 色的 。
反應的文字表達式：
發現之旅六：催化劑及其作用
探究六：用過氧化氫制取氧氣加入的二氧化錳有什么作用？說出你的猜想。
你的猜想（簡要說明） 。
分組實驗：
實驗編號 現象 原因 產生氧氣快慢
①觀察過氧化氫溶液，然后伸入帶火星的木條
②加入二氧化錳后，再伸入帶火星的木條
③往停止反應后的試管中重新加入適量的過氧化氫溶液
提出問題：常溫下，為什么單獨的過氧化氫溶液分解很慢，而加入MnO2后，產生氧氣的速率會明顯加快呢？
作出假設：
推測一：MnO2與H2O2發生化學反應（相互消耗）生成O2
推測二：MnO2只起到加快H2O2分解的作用（類似于給過氧化氫光照、加熱），實際二氧化錳不參與反應。
設計實驗：二氧化錳在反應前后的化學性質和質量是否改變了呢？如何設計實驗驗證？
結論：二氧化錳在過氧化氫分解前后質量和化學性質都沒有發生變化。只是起催化作用。
拓展：一個化學反應只有一種催化劑嗎？硫酸銅溶液是否也能做此反應的催化劑呢？請同學們自己設計實驗去驗證它。
組裝反應儀器：根據分解過氧化氫制氧氣的反應原理，選擇合適的儀器組裝氣體發生裝置
如果要一次性制取較多量的氧氣，我們可以選擇怎樣的裝置呢？
發現之旅七：化學反應的基本類型之一——分解反應
探究七：觀察高錳酸鉀和雙氧水制取氧氣的文字表達式，你發現有什么共同點嗎？
說出你的發現（從反應物和生成物物質種類說起）
。
發現之旅八：制取氧氣的其他方法
探究八：你知道空氣中的氧氣是如何制取的？你知道工業使用的氧氣又是如何制取的嗎？
你的猜想 。
分離液態空氣法是利用 的沸點比 的沸點低， 先從液態空氣中蒸發出來。該過程發生了 變化
【課堂小結】
課題3 制取氧氣 課時作業
【基礎題】
1. 實驗室用一定質量的高錳酸鉀制取干燥的氧氣，應選擇的發生裝置和收集裝置是（　　）
A．①⑤ B．①④ C．②④ D．②③
2.（2024江蘇揚州中考）實驗室用KMnO4制取并用排水集氣法收集較純凈的O2。下列實驗操作的先后順序合理的是（　　）
A．檢查裝置氣密性時，先用手握住試管，再將導管的一端伸入水中
B．先向試管中加入KMnO4固體，再檢查裝置氣密性
C．實驗時，先將導管伸入集氣瓶中，再點燃酒精燈
D．氣體收集完畢后，先將導管移出水面，再熄滅酒精燈
3.下列化學變化屬于分解反應的是( )
A.氧化汞 汞+氧氣B.硫+氧氣 二氧化硫
C.甲烷+氧氣 二氧化碳+水 D.氫氣+氧氣 水
4．如圖是實驗室用高錳酸鉀制取并收集氧氣的裝置。
(1）寫出圖中儀器 a 的名稱 。
(2）用高錳酸鉀制取氧氣時，用一團棉花放在試管口的主要
作用是 。
在實驗過程中，當觀察到氣泡在導管口連續均勻的
冒出時，才開始收集氣體，其目的是 .
A.為了檢驗該實驗裝置的氣密性； B.為了提高收集到的氧氣的純度；C .防止水槽中的水倒吸入試管；
(4）利用該裝置制取氧氣時，稱取一定質量的高錳酸鉀固體放入試管中，試管內的藥品放入試管底部，開始加熱時，要讓試管均勻受熱，具體操作是 。
5.工業制取氧氣主要有下列步驟。將經過除塵、除二氧化碳、除水的空氣進行下列操作：
（1）工業制氧氣屬于 　 　變化；
（2）從步驟②可以得出氮氣的沸點比氧氣的沸點 　 　（填“高”或“低”）；
（3）步驟②剩余液體為 　 　（填“有色”或“無色”）；
（4）儲存在藍色鋼瓶里的“工業液氧”是 　 　（填“純凈物”或“混合物”）；
【能力題】
1.在實驗室里，常采用分解過氧化氫溶液（或高錳酸鉀）的方法制氧氣；工業上則常用分離液態空氣法制取氧氣．對上述兩類制取氧氣的方法的認識正確的是（ ）
A.從物質變化的角度看：前者是化學變化，后者是物理變化；
B.從消耗能量的角度看：前者要消耗能量，后者不消耗能量；
C.從制得的氧氣純度看：后者制得的氧氣純度高于前者；
D.從制備所用的原料看：前者用的是純凈物，后者用的是混合物。
2．請結合下列實驗常用裝置，回答有關問題。
(1)寫出圖中標有字母的儀器名稱①______；②______。
(2)實驗室若用高錳酸鉀制取氧氣，應選用的發生裝置是______（填編號），該反應屬于__________（填反應的基本類型）。
(3)若用過氧化氫取氧氣，該反應的文字表達式是________________________。與B裝置對比C裝置的優點是________________如果用F裝置收該氣體，則氣體從______端進入（填“a”或“b”）。
在實驗室可用硫化亞鐵固體與稀硫酸溶液常溫下反應來制取硫化氫氣體，可選用的發生裝置是______（填編號），常溫下，硫化氫氣體是無色、有臭雞蛋氣味、易溶于水、密度比空氣的密度大，不能燃燒也不能支持燃燒的氣體，收集硫化氫氣體可用裝置______（填編號）。
（5）根據______（填“注射器”或“量筒”）的示數，可以知道收集的氧氣的體積。
3. 學習了二氧化錳對過氧化氫分解有催化作用的知識后，某同學想：氧化銅能否起到類似二氧化錳的催化作用呢？于是進行了以下探究。
（猜想）（1）Ⅰ.氧化銅不是催化劑，也不參與反應，反應前后質量和化學性質不變。
Ⅱ.氧化銅參與反應，反應前后質量和化學性質發生了改變。
Ⅲ.氧化銅是反應的催化劑，反應前后 。
（實驗）用天平稱量0.2g氧化銅，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，實驗過程如下：
（2）步驟③現象是試管內有 放出，帶火星木條復燃；步驟⑥的結果是 。
（3）步驟⑦的現象是溶液中有大量氣泡產生， ；由此可得出結論；綜上證明猜想 （填序號）成立。
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課題3 制取氧氣教學設計
一．教學目標
1.通過高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置及操作步驟的學習，初步歸納通過化學實驗制取物質的一般思路；
2.通過探究過氧化氫分解反應中二氧化錳的作用，能說出催化劑的作用；
3.通過分析實驗室制取氧氣的原理，歸納出分解反應的概念，并能夠判斷分解反應。
二．教學重點
學習實驗室制取氧氣的反應原理、實驗裝置和收集方法。
三．教學難點
能從定性和定量的角度認識催化劑。
四.課標分析
《課標》要求主要有：一是學習實驗室制備氧氣原理，并上升到實驗室制取氣體的一般思路和方法。同時了解催化劑、催化作用和分解反應。二是學生動手實驗進行科學探究，培養信息加工處理、觀察能力、分析能力和實驗操作能力。三是引導學生進行實驗設計，動手操作，體驗試驗成功的喜悅，激發學習興趣，增強探究欲。
五.教材分析
《制取氧氣》選自九年級化學上冊第二單元的課題3，教材從學生非常熟悉的空氣入手，介紹了空氣的組成和用途，引導學生從已有的知識和生活體驗出發，逐步引出氧氣，詳細介紹了氧氣的制備方法和原理。教材內容符合當下學生的認知特點，設計由淺入深，層層遞進，既有理論講解，又包含活動與探究，培養學生實驗探究精神和實驗動手的能力。過渡自然流暢，學生很容易理解和掌握。學生通過學習如何制取氧氣，為學習第六單元課題2《二氧化碳的制取》奠定了堅實的基礎。
六.教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
新課導入 【教師】觀看野外生存，高錳酸鉀和白糖進行鉆木取火。 學生們觀看視頻并積極思考。 引入課題，激發學生的學習興趣，激發學生探究氧氣的欲望。既提高了學生學習的興趣，又增強了利用化學知識解決問題的能力。
課內探究 【教師】 根據視頻，你能猜想高錳酸鉀在什么條件下產生氧氣嗎？ 觀察高錳酸鉀的顏色，試寫出制取氧氣的文字表達式。 請同學們思考，如果要通過化學方法制取氧氣，反應物應具備什么樣的條件？發生反應的條件是怎樣的？生成物應具備什么要求 觀察高錳酸鉀發言，并從色、態、味方面描述。努力寫出高錳酸鉀制取氧氣的文字表達式。思考制備氧氣的物質需要滿足的條件， 討論并發言。 并通過觀察，思考確定高錳酸鉀如何制取氧氣。同時升華概括出制取氧氣的物質需要滿足的條件。
【教師】有了反應原理，同學們接著思考制取氧氣需要什么儀器？ 根據氧氣制取原理，你能根據提供的儀器，組裝高錳酸鉀制取氧氣的裝置嗎？ 請同學們思考，你選擇發生裝置考慮的因素有哪些呢？ 思考并積極發言。 由第一單元學習的化學儀器相關的知識經驗引出新知識，并思考選擇的原因
【教師】制取的氧氣怎樣收集起來，請說出你的方案。請同學們思考，你選擇的依據是什么？ 還可以用什么方法收集？ 比較收集方法有什么優缺點。 【演示實驗】教師演示高錳酸鉀制取氧氣的過程，歸納制取氧氣的簡要步驟。 教師提問學生 1.儀器的安裝順序： 2．總結操作步驟： 3. 如果某同學制得的氧氣不純，你認為可能的原因有哪些？ 總結提升： 學生根據已有經驗及課題二學過的氧氣的性質思考，如何收集氧氣。 學生認真觀察教師演示實驗，結合上面的裝置圖，歸納儀器的安裝順序、操作步驟并說明理由。 讓學生了解氣體制備的一般步驟，為第六單元二氧化碳的制取奠定基礎，同時培養了學生的語言組織表達能力。
【教師】野外生存不僅需要生火，還需要食物，在捕魚時，發現魚塘里很多魚浮出水面，你知道什么原因嗎？怎樣解決這個問題？ 常溫下可以采用什么方法制取氧氣嗎？ 雙氧水和二氧化錳的物理性質哪些？試寫出過氧化氫制氧氣的文字表達式。 學生思考：如何常溫下制取氧氣？ 激發學生興趣，引導學生通過所學知識解決實際問題
【教師】用過氧化氫制取氧氣加入的二氧化錳有什么作用？說出你的猜想。 【分組實驗】分組進行過氧化氫制氧氣實驗。 思考、交流、分工合作、發言。實驗結束后描述操作、現象、結論 根據現象得出結論的能力。嘗試動手的樂趣，學習一些常見儀器的使用方法。認識科學研究的一般方法，受到科學態度和科學方法的教育。
提出問題：常溫下，為什么單獨的過氧化氫溶液分解很慢，而加入MnO2后，產生氧氣的速率會明顯加快呢？ 作出假設： 推測一：MnO2與H2O2發生化學反應（相互消耗）生成O2 推測二：MnO2只起到加快H2O2分解的作用（類似于給過氧化氫光照、加熱），實際二氧化錳不參與反應。 設計實驗：二氧化錳在反應前后前后的化學性質和質量是否改變了呢？如何設計實驗驗證？ 結論：二氧化錳在過氧化氫分解前后質量和化學性質都沒有發生變化。只是起催化作用。 拓展：一個化學反應只有一種催化劑嗎？硫酸銅溶液是否也能做此反應的催化劑呢？請同學們自己設計實驗去驗證它。 【教師】除了剛才分組實驗使用的儀器，你還能組裝幾套氣體發生裝置？ 如果要一次性制取較多量的氧氣，我們可以選擇怎樣的裝置呢？ 【教師】觀察高錳酸鉀和雙氧水制取氧氣的文字表達式，你發現有什么共同點嗎？ 【教師】你知道空氣中的氧氣是如何制取的？你知道工業使用的氧氣又是如何制取的嗎？ 分離液態空氣法原理是什么？該過程發生了物理變化還是化學變化？ 思考并探究二氧化錳在過氧化氫制取氧氣中的作用，并設計實驗驗證猜想。 學生通過觀察文字表達式總結得出分解反應。 學生根據已學的光合作用思考空氣中氧氣來源。通過思考工業制取氧氣需要滿足的條件，思考工業如何制取氧氣。 培養學生科學研究的一般思維過程 由課題二中化合反應的特點總結得出分解反應，屬于知識的遷移，為后續學習其他基本反應提供理論基礎。 理論聯系實際，大量制取原料，不僅要考慮反應條件及產物，還要考慮原料價格、是否對環境友好等因素
總結提升 【教師】制取氧氣可以通過生物制氧——光合作用，還以通過分離液態空氣法，以及我們今天重點學習的實驗室制取氧氣。 傾聽、思考 認識制取氧氣的方法，并思考不同的制氧途徑有不同的用途。
七．板書設計
課題3制取氧氣
高錳酸鉀制氧氣
分解反應
實驗室制氧氣
過氧化氫制氧氣（催化劑及催化作用）
制取氧氣 生物制氧氣
工業制氧氣：分離液態空氣法
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第二單元
課題三
制取氧氣（O2）
學習目標：
1.初步學習實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置及操作步驟，初步了解通過化學實驗制取物質的一般思路；
2.通過探究過氧化氫分解反應中二氧化錳的作用，知道催化劑的作用，初步體會調控化學反應的重要意義；
3.通過分析實驗室制取氧氣的原理，歸納分解反應的概念，并能夠判斷分解反應。
重點：實驗室制取氧氣的反應原理、實驗裝置和收集方法。
難點：催化劑和催化作用的理解。
高錳酸鉀在鉆木取火時產生了什么物質？
加熱高錳酸鉀制取氧氣原理
高錳酸鉀
暗紫色固體
紫藥水
高錳酸鉀
加熱
錳酸鉀 +
二氧化錳 +
氧氣
KMnO4
K2MnO4
MnO2
O2
棉花的作用：
防止高錳酸鉀粉末進入導管。
加熱高錳酸鉀制氧氣組裝實驗裝置
氧氣制取裝置
發生裝置
產生氣體
收集裝置
收集氣體
實驗室常見的發生裝置
固體加熱型
固液不加熱型
思考：
加熱高錳酸鉀制取氧氣，應選取哪一種類型的發生裝置呢？你考慮的因素有哪些呢？
①反應物的狀態
②反應條件
實驗室常見的收集裝置
排水法
向上排空氣法
向下排空氣法
不易溶于水
且不與水發生反應
密度比空氣大且不與空氣
中任何成分發生反應
密度比空氣小且不與
空氣中任何成分發生反應
比較兩種收集方法的優缺點
從收集到的氧氣的純度和
是否容易驗滿的角度考慮
優點：
收集到的氣體較純
容易判斷氣體是否收集滿了。
缺點：
收集到的氣體混有水蒸氣。
優點：
缺點：
收集到的氣體較干燥。
收集到的氣體可能不純
較難判斷氣體是否收集滿了
確定操作步驟
1. 請認真觀察教師演示實驗，結合上面的裝置圖，歸納儀器的安裝順序、操作步驟并說明理由。
檢查裝置氣密性
裝入藥品
固定裝置
點燃酒精燈
收集氣體
將導管撤離水面
熄滅酒精燈
茶莊定點收利息
2.總結實驗步驟：
3.如果某同學制得的氧氣不純，你認為可能的原因有哪些？
①用排水法收集，開始時集氣瓶中沒有裝滿水；
②用排水法收集，沒等到氣泡連續均勻放出時就開始收集，原試管內空氣進入集氣瓶；
魚塘發現很多魚浮出水面，你知道什么原因嗎？
分解過氧化氫制氧氣
過氧化氫溶液
無色透明的液體
醫療3％
過氧化氫
H2O2溶液
消毒液
俗稱：
（雙氧水）
過氧化氫 水 + 氧氣
二氧化錳
H2O2
H2O +
O2
MnO2
受熱易分解
演示實驗：分解過氧化氫制氧氣
-----探究MnO2作用
帶火星的木條不復燃
常溫下過氧化氫溶液分解很慢，放出的氧氣少，不足以使帶火星的木條復燃。
加入二氧化錳后，帶火星的木條復燃。
二氧化錳加速了過氧化氫溶液的分解，放出的氧氣量能使帶火星的木條復燃。
重新多次加入過氧化氫溶液后，帶火星的木條依舊復燃。
MnO2反應前后“能加快H2O2分解”的這種化學性質，未發生改變。
MnO2能加快該反應速率且反應前后MnO2化學性質未發生改變。
提出疑問：
常溫下，為什么單獨的過氧化氫溶液分解很慢，而加入MnO2后，產生氧氣的速率會明顯加快呢？
推測：
MnO2與H2O2發生化學反應（相互消耗）生成O2
MnO2只起加快H2O2分解的作用（類似于給過氧化氫光照、加熱），實際二氧化錳不參與反應。
實驗：
化學反應前后二氧化錳的質量改變了嗎？怎樣通過實驗證明呢？
稱量反應前
MnO2的質量
過濾
干燥
稱量反應后
MnO2的質量
洗滌
在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質。又叫（觸媒）
催化劑：
催化劑在化學反應中起的作用
催化作用：
“一變”！
“兩不變”！
結論：二氧化錳在過氧化氫分解過程中作催化劑，起催化作用。
一個化學反應只有一種催化劑嗎？硫酸銅溶液是否也能做此反應的催化劑呢？請同學們自己設計實驗去驗證它。
拓展：
選擇合適儀器搭建發生裝置
長頸漏斗
分液漏斗
組裝反應儀器
提示：
先裝固體，再加液體，使用長頸漏斗時，長頸漏斗的末端
要伸入液面以下，形成液封，防止生成的氣體從長頸漏斗口逸出。
高錳酸鉀
錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
加熱
過氧化氫
二氧化錳
水 + 氧氣
交流討論：分析下列兩個化學反應有什么共同的特征？
由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質的反應，叫做分解反應。
工業制取氧氣
-196℃
-183℃
升溫
物理變化or化學變化
空氣
降溫
加壓
液態空氣
升溫
蒸發出氮氣
剩余液體
貯存
液氧
制取氧氣的方法
實驗室制氧
高錳酸鉀制氧氣
過氧化氫制氧氣
1.實驗室用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣，從圖中選取的最佳裝置組合是( )
A.①⑤ B.①④ C.②③ D.②④
課堂檢測 【練基礎】
2.（2024江蘇揚州中考）實驗室用KMnO4制取并用排水集氣法收集較純凈的O2。下列實驗操作的先后順序合理的是（　　）
A．檢查裝置氣密性時，先用手握住試管，再將導管的一端伸入水中
B．先向試管中加入KMnO4固體，再檢查裝置氣密性
C．實驗時，先將導管伸入集氣瓶中，再點燃酒精燈
D．氣體收集完畢后，先將導管移出水面，再熄滅酒精燈
3.下列化學變化屬于分解反應的是( )
A.氧化汞 汞+氧氣
B.硫+氧氣 二氧化硫
C.甲烷+氧氣 二氧化碳+水
D.氫氣+氧氣 水
4.如圖是實驗室用高錳酸鉀制取并收集
氧氣的裝置。
(1）寫出圖中儀器 a 的名稱 。
(2）用高錳酸鉀制取氧氣時，用一團棉花
放在試管口的主要作用是
。
(3）在實驗過程中，當觀察到氣泡在導管口連續均勻的冒出時，才開始收集氣體，其目的是＿ .
A.為了檢驗該實驗裝置的氣密性； B.為了提高收集到的氧氣的純度； C .防止水槽中的水倒吸入試管；
(4）利用該裝置制取氧氣時，稱取一定質量的高錳酸鉀固體放入試管中，試管內的藥品放入試管底部，開始加熱時，要讓試管均勻受熱，具體操作是 .
5. 工業制取氧氣主要有下列步驟。將經過除塵、除二氧化碳、除水的空氣進行下列操作：
（1）工業制氧氣屬于 　 　變化；
（2）從步驟②可以得出氮氣的沸點比氧氣的沸點　 （填“高”或“低”）；
（3）步驟②剩余液體為 　 　（填“有色”或“無色”）；
（4）儲存在藍色鋼瓶里的“工業液氧”是 　 　（填“純凈物”或“混合物”）；
6. 學習了二氧化錳對過氧化氫分解有催化作用的知識后，某同學想：氧化銅能否起到類似二氧化錳的催化作用呢？于是進行了以下探究。
（猜想）（1）Ⅰ.氧化銅不是催化劑，也不參與反應，反應前后質量和化學性質不變。
Ⅱ.氧化銅參與反應，反應前后質量和化學性質發生了改變。
Ⅲ.氧化銅是反應的催化劑，反應前后 。
（實驗）用天平稱量0.2g氧化銅，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，實驗過程如下：
（2）步驟③現象是試管內有 放出，帶火星木條復燃；步驟⑥的結果是 。
（3）步驟⑦的現象是溶液中有大量氣泡產生， ；由此可得出結論；綜上證明猜想 （填序號）成立。
請各位專家老師批評指正！
謝謝
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