2020化学新课堂九年级上册：第2单元 全单元教案

课题1空气

课题分析

空气与人类的生活关系最为密切，是我们身边最熟悉的物质，但却是学生从

化学角度接触到的第一种物质，教材把空气作为初中化学认识具体物质知识的开

端，是因为学生在生活中对它有一定的感性认识，更重要的是它在自然界分布极

广、是自然界维持生态平衡的重要条件、是化工生产的廉价资源。

本课题包含了三个部分，即“空气是由什么组成的”、“空气是一种宝贵的资

源”、“保护空气”。这三个部分的内容是相互密切联系，并逐步深入的。空气是

由什么组成的（氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等）、空气是一种宝贵的资源（氧

气、氮气、稀有气体的用途）、保护空气（污染与保护）。本课题教学是很容易引

起学生学习兴趣的，可以说不存在什么教学难点，主要研究空气的成分及空气污

染的有关知识。小学自然课中学过有关空气的知识，学生有一定的知识基础。“从

熟悉的事物入手”有利于培养学生的兴趣。把“空气”作为较系统地学习和研究

化学的开始，有利于引导学生进入化学殿堂。

教学目标

1.知识与技能：

（1）了解空气的主要成分，初步认识纯净物、混合物的概念。

（2）了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。了解空气污染给

人类带来的危害，增强学生的环保意识。

（3）能从生活经验出发，对空气的成分进行合理的推测，并能利用教师提

供的简单仪器和药品，对空气的成分进行科学的探究。在探究过程中初步学会简

单的实验设计、学会观察实验现象并加以描述，对相关实验现象能给出合理的解

释。

2.过程与方法：

（1）通过对“测定空气里氧气含量”实验的操作、观察、分析，了解空气

的组成。通过对空气、氧气等几种常见物质的比较，了解混合物和纯净物的概念。

（2）通过对空气污染情况的调查，知道污染空气的途径及污染的危害，学

会一些简单的防治方法。

（3）初步学会用观察、实验的方法获取信息，并从实验信息中得出科学的

结论。在探究过程中，能主动与人交流、讨论，清晰的表达自己的观点，逐步形

成良好的学习习惯和科学的学习方法。

3.情感态度和价值观：

（1）树立对待任何事物都必须有一个实事求是的科学态度；

（2）保持对生活中化学现象的好奇心和求知欲，充分发展学习化学的兴趣;

（3）养成关注环境、热爱自然的情感。

♦重点难点

重点：

（1）了解空气的组成，及其各组成物质的性质和用途。

（2）区分纯净物和混合物。

（3）认识空气污染的危害，培养环保意识。

难点：

（1）了解物质用途与性质的关系，如何联系实际解决空气污染的防治方法。

（2）培养学生对实验的观察能力和分析思维能力，不断激发学生学习化学

的兴趣，以便能很快适应化学课的教学。

。教学设计

1.教具准备

集气瓶、燃烧匙、红磷、烧杯、塞子（带导管）、弹簧夹、火柴，水。

2.实验探究

因为空气是一种无色、无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚。17世

纪中叶以前，人们一直认为空气是一种单一成分的物质，直到18世纪，通过对

燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂

性。那么，空气到底是由什么成分组成的呢？

♦空气是由什么组成

在古时的中国和希腊，科学家都认为空气是组成世界的一种基本物质，但这

种看法是对的吗？随着科学水平的发展，这中思想逐渐受到了质疑，直到二百多

年前，法国化学家拉瓦锡最早运用天平作为研究工具，用液态的金属汞作为研究

对象，最终得出了空气的成分。

［提问］那么，拉瓦锡是通过什么方法研究出了空气的成分呢？【请学生阅读

课本P26拉瓦锡研究空气成分的实验过程，并引导学生观看课本P26图2—2（拉

瓦锡研究空气成分所用的装置）1

［教师讲解］其实，拉瓦锡并不是最早研究空气成分的人，在他之前已有很多

科学家着手研究空气的组成。如瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里，他们

很早就发现了空气中的氧气。但拉瓦锡最早用实验得出了结论：空气是由氧气和

氮气组成的。

拉瓦锡的实验因为受到当时条件的限制，所以他的实验比较麻烦。现在我们

已经能用简单的实验来验证拉瓦锡所得出的结论，接下来我们就用红磷作原料来

测定一下空气中氧气的含量。

［实验演示］实验2-1

实验步骤：

（1）检查装置的气密性；

（2）在集气瓶内加少量的水，并作上记号，将水面以上的容积划分为5等

份，并加以标记；

（3）用弹簧夹夹紧乳胶管，在燃烧匙内放入过量的红磷，点燃后迅速伸入

集气瓶，立即塞紧橡皮塞，观察；

（4）待集气瓶冷却到室温时把导管插入到盛水的烧杯中，打开止水夹，观

察实验现象及水面的变化情况。

实验现象：

（1）红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生成，放出热量；

（2）冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积

约占集气瓶内空气总体积的l/5o

实验分析：红磷燃烧生成五氧化二磷固体，其扩散到空气中形成“白烟”；

五氧化二磷固体极易溶于水不占有集气瓶中空气的体积，而红磷燃烧过程中消耗

了瓶内的氧气，使得瓶内气体体积减少,冷却后大气压把烧杯内的水压进集气瓶,

压进瓶内的水约是集气瓶内消耗的氧气的体积。

反应的文字表达式：磷+氧气，占区燃五氧化二磷

［讨论］（1）拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5,

而在我们的实验中，为什么气体减少的体积小于1/5?

（2）红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气？

［讲解］（1）我们的实验中引起测定氧气的体积偏小的可能原因有：①红磷

量不足，没有将氧气消耗完；②装置漏气；③装置未冷却就打开弹簧夹。

（2）随着燃烧的进行，氧气的含量不断减少，当氧气含量低到一定值时，

红磷就可能熄灭了，因此瓶中还可能含有少量残余的氧气。这也是导致测定氧气

体积偏小的原因之一。

注意事项：

（1）红磷要过量：如果红磷的量不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完

全反应掉，集气瓶内水面上升不到原剩余空气的体积的1/5,导致测得空气中氧

气的体积分数偏小。

（2）装置必须密封：若装置的气密性不好，当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内

压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减少，测得的氧气的体

积分数偏小。

（3）冷却后打开弹簧夹：只有冷却到室温时，才能打开弹簧夹，这是因为

温度较高时集气瓶内气体的压强较大，进入瓶内水的体积减少，引起测量结果偏

低。

（4）插入燃烧匙的速度要快：插入燃烧匙的速度若是太慢，瓶内部分空气

受热会逸出，所以进入集气瓶内的水的体积会增大，会引起测量结果大于1/5。

（5）弹簧夹要夹紧：弹簧夹若是没有夹紧，红磷燃烧时瓶内部分空气受热

从导管逸出，使得最后进入集气瓶内的水的体积会增大，从而使测量结果大于

l/5o

归纳总结：

随着科学技术的不断发展和实验仪器的不断精密化，空气中的其他成分也被

科学家通过实验一一发现。实验表明：空气的成分按体积计算，大约是：氮气

78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。

♦纯净物和混合物（简单了解）

（1）混合物是各成分简单混合，它们之间没有发生化学反应，各成分保持

其原来的性质，在一定条件下可将其分离。

（2）纯净物是相对而言的，绝对纯净的物质是没有，通常说的纯净物是含

杂质很少，纯度相对较高的物质。

（3）判断一种物质是纯净物还是混合物，关键是这种物质是由几种物质组

成，不能与物质的名称混淆。例如五氧化二磷是一种物质的名称，是一种纯净物,

这里的“氧”“磷”是组成五氧化二磷的两种元素，不是两种物质。

♦空气是一种宝贵的资源

空气不仅是人类生活必需的物质，而且还是一种宝贵的自然资源。空气中的

各种成分作为原料广泛用于生产化肥、化工产品、炼钢、石油加工、运输、电光

源等领域，是人类生产活动的重要资源。

（1）氧气

［提问］氧气为什么叫“养气”，它有哪些用途呢？（提示：学生根据自己的

经验并结合课本内容回答，教师引导学生看课本P28图2-5）

［小结］纵观氧气的各种应用领域，可知氧气的用途主要表现在供

给呼吸和支持燃烧两个方面。

（2）氮气

［提问］你们知道为什么要在这些装入零食的食品袋中充入氮气吗？

［学生］甲：为了防止食品被挤碎或压碎。

乙：为了掩盖袋里食品量比较少的真相。

丙：为了防止食品变质。

［讲解］氮气之所以能用于食品防腐，是由于氮气性质不活泼。灯泡中充氮

以延长使用寿命，焊接金属用氮作保护气，都是利用了氮气不活泼这一性质。

［提问］氮气除了可用作保护气外，还可用作什么呢？

①用氮气制硝酸和氮肥。

②液态氮气用于医疗手术（冷冻细胞，杀伤细胞，防止癌细胞扩散）。

③超导材料在液氮低温环境下能显示超导性能。

［讨论］课本P29在测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要

是氮气。结合实验和日常生活经验讨论：

①燃着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？

②集气瓶内水平面上升一定高度后，还继续上升吗？这种现象能不能说明氮

气不易溶于水？

（可以先让学生进行讨论，然后总结归纳讨论结果）

［总结］①燃烧着的红磷熄灭了，说明氮气不能支持燃烧。

②集气瓶内水面上升一定高度后，不会继续上升，这种现象能说明氮气不易

溶于水。

［提问］通过日常生活对空气的观察及上面的讨论，并结合物理性质的概念,

你能描述氮气的物理性质吗？

颜色状态气味标准状况熔点沸点是否易

下的密度溶于水

-209.9-195.8不易溶

氮气无色气态无味1.251g/L

℃℃于水

（3）稀有气体

没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。化学性质很不活泼，但在一定条件

下也能与某些物质发生化学反应。稀有气体是氨、筑、氤、氯、值等气体的总称。

稀有气体化学性质不活泼，一般不与其他物质发生反应，过去曾把它们叫做惰性

气体。

用途：

①作为保护气：焊接金属时用来隔绝空气；灯泡中充稀有气体使灯泡耐用；

②制成多种电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓红灯等；

③用于激光技术或医疗麻醉；

④用氢气代替氢气填充气球，不会发生爆炸。

♦保护空气

少量有害物质进入空气中，依靠大自然的自我净化能力，仍能保持空气的洁

净。如果进入空气的有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力，就会造成

空气的污染。

［讨论］看课本P30空气污染图，思考下列问题：

（1）在你身边发生过哪些污染空气的现象？

（2）大气污染会造成哪些危害？

（3）为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？

［学生分组讨论，并交流讨论结果］

（1）汽车尾气、工业废气、沙尘暴、酸雨、使用含氟冰箱造成臭氧空洞、

温室效应等。

（2）使人发生呼吸道疾病、农作物不能正常生长、水中生物濒临死亡、温

室效应使沿海城市下陷、酸雨使建筑物被腐蚀、臭氧空洞使人受到紫外线的伤害

而易得皮肤病和影响视力等等。

（3）积极植树、造林、种草、爱护花木，向周围的人宣传保护空气的重要

性及保护空气应采取的措施。

［拓展延伸］空气的污染与防治

（1）污染源：排放到空气中的有害物质，大致可分为粉尘和气体两大类。

从世界范围看，排放到空气中的气体污染物较多的是二氧化硫、一氧化碳、二氧

化氮等。这些气体主要来自化石燃料的燃烧和工厂的废气。

（2）危害：被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物的生长，破坏生

态平衡。人类面临的与大气污染有关的三大环境问题是温室效应、酸雨、臭氧层

破坏。温室效应是由于大气中二氧化碳含量上升引起的，使全球气候变暖；酸雨

是由于空气被硫、氮的氧化物污染形成的，可使土壤酸化、建筑物腐蚀等；人类

向空气中排放的含氟物质，如氟氯代烷等使臭氧层遭到破坏，臭氧空洞的出现会

使紫外线危害人类和动植物。

（3）防治措施：①加强大气监测；②使用清洁能源，对煤等化石燃料进行

脱硫处理，对汽车排放的尾气使用催化净化装置等；③工厂的废气处理以后再排

放等。④积极植树造林、种草种花等。

［阅读资料］加强空气质量监测，有针对性地改善环境状况，是我们常常采

取的一种措施，那么，你知道空气质量日报的内容吗？请学生看课本P31资料卡

片。

［教师讲解］(1)空气质量日报的主要内容包括“空气污染指数”“首要污

染物”“空气质量级别”“空气质量状况”等。目前计入空气污染指数的项目暂定

为二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。空气污染指数越大,

空气质量级别越高，空气质量越差。二氧化碳不是空气主要污染物，不计入空气

污染指数。

(2)绿色化学又称环境友好化学，其核心就是利用化学原理从源头消除污

染。它的主要特点是采用无毒、无害的原料，在无毒无害的条件下进行反应，提

高原子利用率，生产出环境友好产品。

［讨论］假如你当了市长或省长，你会如何去改善当地的空气质量呢？请你

谈一谈。

［学生谈自己的想象，教师要对他们丰富的想象力予以肯定］回答可能有多

种。

(1)大量植树造林，鼓励市民种草养花。

(2)把工厂建在人口不太集中的地区。

(3)使用和开发化石燃料以外的清洁能源。

(4)汽车不再用汽油，而用车用乙醇汽油。

(5)加大检测汽车尾气的力度，禁止没达到环保标准的汽车上路。

(6)加大宣传力度，提高居民的环保意识。

。课堂小结

在本课题的教学过程中，主要以教师作演示实验及学生观察实验现象的形式

进行教学。教师主要是正确演示实验，引导学生发现实验中的问题，学生主要是

在教师的启发下自主地分析实验现象、原理。这样的教学方式优点在于能够让学

生更清晰地理解实验原理，但不足的是学生不能够亲自动手做实验，学生对实验

过程和步骤的记忆也就不够深刻。

同时，还学习了空气中氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途，知道空气

是一种宝贵的自然资源；了解了空气中污染物、污染源以及污染空气给人类带来

的严重危害，学会一些防治空气污染方法，关键是要学以致用，增强环保意识。

♦作业布置

课本P32练习与应用

课题2氧气

。课题分析

本课题选取了学生身边最熟悉的物质氧气作为学习素材，这些素材为学生提

供了丰富、生动的感性知识，学生学起来亲切，易于理解和接受。首先从氧气的

物理性质入手，通过木条燃烧归纳出氧气的检验方法，进一步通过硫、木炭、铁

丝燃烧实验介绍氧气的化学性质，并根据文字表达式讨论总结出氧化反应和化合

反应的概念，最后还介绍了缓慢氧化。

本课题是学生第一次系统地学习物质，所以，要引导学生逐步学会认识物质

的一般方法。学生对实验探究还刚起步，需要在老师的不断引导下，逐步增强、

提高和掌握。学生对实验现象的观察才刚刚开始，所以让学生通过观察程序，对

实验的观察和描述做到系统、准确，是需要老师引导的。

教学目标

1.知识与技能：

（1）认识氧气的主要物理性质；

（2）观察和描述硫、木炭、铁丝在空气中和氧气中燃烧的现象，从中归纳

出氧气的化学性质。认识硫、碳、铁与氧气反应的现象、文字表达式。

（3）通过对已知反应共性的归纳总结，初步建立化合反应与氧化反应的概

念。并能对已学的典型反应进行分类。

2.过程与方法：

（1）通过实验来探讨氧气的化学性质，同时培养学生观察，分析及语言表

达能力；

（2）培养学生观察和描述实验现象的能力，使他们学习通过实验来研究物

质及其变化的科学方法。加深对知识的理解，体会实验中的观察、比较、分析和

归纳的方法。

（3）通过活动与探究，培养学生观察与分析、合作与交流的能力；学习从

具体到抽象、从个别到一般的归纳方法。重点是让学生学会“观察现象一分析现

象一得出结论”的科学思维方法。

3.情感态度和价值观：

（1）通过氧气化学性质的实验，激发学生的学习兴趣，培养学生求实、严

谨的优良品质。在学习知识与技能的过程中获取知识，增强学习能力。

（2）培养学生实事求是、尊重科学、尊重事物发展规律的科学态度；养成

细致的观察习惯和严谨的工作作风，激发学生探索科学的进取精神。

♦重点难点

重点：氧气的化学性质，化合反应、氧化反应概念的建立。

难点：（1）化合反应与氧化反应的区别。

（2）学习从具体到抽象、从个别到一般的归纳方法。

。教学设计

1.教具准备

氧气（用集气瓶装五瓶）、木条、硫、木炭、细铁丝、细沙、燃烧匙、火柴、

生烟钳、水。

2.实验探究

在通常情况下，氧气是一种无色、无味的气体；在标准状况下，氧气的密度

为1.429g/L,比空气的密度（1.293g/L）略大；不易溶于水。在室温下，1L水

中只能溶解约30mL氧气；在压强为lOlkPa时，氧气在一183℃时变为淡蓝色液

体，在一218℃时凝固成淡蓝色雪花状的固体。

［提问］（1）氧气不易溶于水，鱼儿为什么能在水中生存呢？

（2）登山运动员在攀登高山为什么要带氧气袋？

［解答］（1）水生动物能在水中生活，说明氧气不是不溶于水，只是水中溶

有少量氧气。

（2）登山运动员在攀登高山时需要带氧气袋，说明高山地区氧气稀薄。

下面我们就来认识一下氧气。

［实验演示］实验2-2氧气可使带有火星的木条复燃

将一根带有火星的木条，放入装有氧气的集气瓶中，观察木条是否复燃。

结论：氧气能使带火星的木条复燃，说明氧气支持燃烧。

［提问］如何检验氧气？

［解答］把带火星的木条伸入集气瓶，若复燃则为氧气。

［实验演示］实验2-3硫分别在空气和氧气里燃烧

在燃烧匙里放少量硫，加热，直到发生燃烧，观察硫在空气里燃烧时发生的

现象。然后把盛有燃着的硫的燃烧匙伸进充满氧气的集气瓶中，再观察硫在氧气

里燃烧时发生的现象。比较硫在空气里和在氧气里燃烧有什么不同？

教师在演示过程中随时提醒学生注意观察实验前、中、后的现象。

实验内容现象

硫在空气里燃

淡蓝色火焰

烧放热，有刺激性气

硫在氧气里燃味

明亮的蓝紫色火焰

烧

占燃

结论：在氧气中燃烧比在空气中更剧烈。硫+氧气"•二氧化硫

注意：

(1)硫的用量不宜过多，以减少对空气的污染；

(2)二氧化硫有毒，有刺激性气味，实验时集气瓶中应放少量水吸收二氧

化硫;

（3）实验完毕应将燃烧匙立即插入水中，防止二氧化硫污染空气；盛有硫

的燃烧匙要由上而下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中。

［拓展］二氧化硫是污染空气的主要气体之一。一些化工厂排放的气体中常含

有二氧化硫，空气中二氧化硫过多，下雨时会形成酸雨。燃放爆竹时也会产生二

氧化硫，为保护环境，我们不应燃放爆竹、烟花。

［实验演示］木炭分别在空气和氧气里燃烧

现象：木炭在空气中燃烧表面发红，在氧气中燃烧发出白光，两种情况下都

会放出热量，都能生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。

注意：（1）火焰是气态物质燃烧时的特征，木炭等在氧气中燃烧，看到的是

“发出白光”，而不是“产生白色火焰”。结论：碳在氧气中燃烧生成二氧化碳。

碳+氧气邈二氧化碳

（2）夹木炭的珀烟钳应由上而下缓慢伸入集气瓶中，以便使集气瓶中的木

炭与氧气充分反应，如果一开始就把红热的木炭很快地插至瓶中下部，则燃烧生

成的热的二氧化碳会把中部和上部的尚未起反应的氧气排出，木炭不能顺利燃

烧，甚至很快就熄灭了。

［讨论］木炭分别在空气和氧气里燃烧的现象不同，这说明了什么？

燃烧的剧烈程度跟氧气浓度有关，氧气浓度越大，燃烧越剧烈。

［实验演示］实验2-4铁丝在空气中红热，在氧气中剧烈燃烧

把两根光亮的细铁丝分别盘成螺旋状，取一根在酒精灯上烧至红热，另一根

下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入充满氧气的集气瓶中（集气

瓶底部要先放一些水或细沙），观察现象。

5

现象：在空气中，铁丝红热，不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放

热，生成黑色固体。

结论：铁在空气中不易燃烧，在氧气中能燃烧。

占燃

铁+氧气"四氧化三铁

注意：（1）光亮的铁丝盘成螺旋状。

（2）铁丝的下端系一根火柴。

（3）集气瓶底部预先装少量水或铺一薄层细沙。

［提问］做铁在氧气中燃烧实验时：

（1）实验前为什么在瓶底铺一层沙或少量水？

（2）火柴起什么作用？

（3）为什么待火柴燃尽时，才将铁丝伸入氧气中？

［回答］

（1）为防止生成的高温熔化物溅落下来炸裂集气瓶底。

（2）利用火柴燃烧放出的热量使铁丝的温度升高，达到着火点，引燃铁丝。

（3）防止火柴燃烧消耗过多的氧气使铁丝不能顺利燃烧。

［总结归纳］

（1）可燃物在氧气中比在空气中燃烧要剧烈。

（2）某些在空气中不能燃烧的物质，在氧气中能燃烧，说明氧气的化学性

质较活泼。

（3）物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发生反应，由于空气中氧

气的含量较少，因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈，即物质燃烧的剧烈程度与

氧气的浓度有关。

3.化合反应和氧化反应

［讨论］比较上述三个化学反应有什么共同的特征？

（1）反应条件都是点燃。

（2）反应物中都有氧气。

（3）都有新物质生成，所以都是化学反应。

（4）反应物都是两种物质，生成物都是一种物质。

［结论］从上面的三个反应来看都是生成了一种物质。像这种由两种或两种

以上物质生成另一种物质的反应，就叫做化合反应。这三个反应还有另一个共同

点：即反应物中都有氧气，我们把这一类反应叫氧化反应。在这些反应中，氧气

提供氧，把别的物质氧化。氧气具有氧化性，是常用的氧化剂。

注意：化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应，两者没

有必然的联系.如：蜡烛在空气中燃烧是氧化反应，但不是化合反应。而铁丝燃

烧既是化合反应，又是氧化反应。

［问题］在什么情况下氧化反应也一定是化合反应呢？

有氧气参加反应，生成物只有一种物质的反应。

［提示］前面的物质在氧气中的燃烧都是比较剧烈的氧化反应，但并不是所

有的氧化反应都那样剧烈。有些氧化反应进行得很慢，甚至不容易被察觉，这样

的氧化叫缓慢氧化。生活中有很多缓慢氧化的例子，如动植物的呼吸、食物的腐

败、酒和醋的酿造等。缓慢氧化和燃烧的共同点：都是氧化反应，都放出热量，

但缓慢氧化不发光。

。课堂小结

本节课我们学习了氧气的物理性质和化学性质。氧气的物理性质：氧气是一

种无色、无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水，有三态变化。氧气的化学

性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下能与许多物质发生反

应，并放出热量，在化学反应中提供氧，具有氧化性，是常用的氧化剂。另外，

我们通过具体反应的讨论学习了化合反应、氧化反应等概念。

作业布置

课本P32练习与应用

课题3制取氧气

♦：♦课题分析

本课题讲的是实验室制取氧气的反应。首先讲述了用加热高镒酸钾的方法制

取氧气，接着再讲用过氧化氢来制取氧气，同时介绍催化剂和催化作用，催化作

用虽不是重点，但却是教学的难点。再通过介绍实验室加热氯酸钾和二氧化镒来

制取氧气的方法，对比化合化应提出了分解反应的概念。在这部分教学中，要使

学生知道实验室如何制取氧气，同时了解几个重要的概念。为拓展学生视野，丰

富学生的课外知识，教材还特意介绍了工业上如何大量制取氧气。

教学目标

1.知识与技能：

（1）了解实验室中制取氧气的主要方法和原理，初步了解通过化学实验制

取新物质的方法。

（2）练习连接仪器的操作，学习检查装置的气密性，动手制取氧气。

（3）认识分解反应，了解催化剂和催化作用的概念。

2.过程与方法：

（1）通过学生动手实验进行科学探究，在活动过程中对获取的信息进行加

工处理。从中培养学生的观察能力、分析能力、实验操作能力等。

（2）通过分组实验中的交流活动，优化思维过程，从而提高对实验进行分

析、思考的能力。

3.情感态度和价值观：

（1）通过实验探究活动，体验实验的快乐，引导学生养成科学严谨的科学

态度和良好的实验习惯。

（2）逐步认知用实验去验证化学理论，从而知道化学是一门以实验为基础

的课程，学化学离不开做实验。养成实事求是，严肃认真的科学态度和良好的实

验习惯。

♦重点难点

重点：实验室制取氧气的原理和主要方法，催化剂和分解反应的概念。

难点：催化剂的概念和催化作用、反应表达式的书写。

教学设计

1.教具准备

仪器：实验室制气体两种类型的制气装置、排水集气装置、火柴、酒精灯、

棉花、铁架台、木条、镶子、药匙。

药品：5%的过氧化氢溶液、二氧化镒、氯酸钾、高镒酸钾。

2.实验探究

氧气的用途很多，既可以供给呼吸，也可以帮助燃烧，那么，在生产生活中

所需要的纯净的氧气，是如何获得的呢？这节课我们就来学习氧气的制取。

［实验演示］实验2-5加热高镒酸钾制取氧气

取少量的高镒酸钾(暗紫色固体)放入试管中，并在试管口放一团棉花，用

带导管的塞子塞紧试管。

(1)加热试管，用排水法收集一瓶氧气。

(2)把带有火星的木条伸入集气瓶中，观察有什么现象发生。

实验编号现象

(1)暗紫色固体逐渐变为黑色，导管口有气泡冒出

(2)带火星的木条复燃

［教师讲解］高锦酸钾具有杀菌消毒的作用，医院里常用作消毒剂，俗称“PP”

粉。实验证明高镒酸钾受热可产生氧气，同时生成镒酸钾和二氧化镒。

加执

高镒酸钾一二镒酸钾+二氧化镒+氧气

除了加热高镒酸钾以外，在实验室里还常常用分解过氧化氢的方法制取氧

气。

［探究］分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化镒的作用

实验操作：

(1)在试管中加入5mL5畀的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观

察现象。

(2)向上述试管中加入少量二氧化镒，把带火星的木条伸入试管，观察现

象。

(3)待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星

的木条伸入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作,

观察现象。

溶液

分析与谈论：

（1）在实验（1）和（2）中木条是否复燃？发生这种现象的原因可能是什

么？

（2）在实验（3）的重复试验中，反应后二氧化镒有无变化？

（3）综合分析实验（1）〜（3）中所观察到的现象，你认为二氧化镒在过

氧化氢分解的反应中起了什么作用？

实验编现象分析

号

5%的过氧化氢溶液在常温下分解很

(1)带火星的木条不复燃慢，放出的氧气少，不足以使带火星

的木条复燃

(2)有大量气泡产生，带二氧化镒加速了过氧化氢溶液的分

火星的木条复燃解，放出的氧气使带火星的木条复燃

(3)又有大量气泡产生，氧气是过氧化氢产生的，二氧化镒只

带火星的木条复燃起加快产生氧气的作用

结论二氧化镒能加快过氧化氢制氧气的速率，二氧化镒本身未见

变化

［提问］在分解过氧化氢溶液制氧气的反应中，二氧化镒是不是一种反应

物？如果是，为什么没有二氧化镒，加热过氧化氢同样也能产生氧气？那么一个

化学反应发生的时候，是不是某一种反应物可以有也可以无呢？

［讲解］任何一个化学反应发生的时候，反应物必须存在。而在用过氧化氢

溶液制取氧气这个实验中，有二氧化镒不加热即可产生氧气，没有二氧化镒加热

过氧化氢溶液也能产生氧气，可见二氧化镒不是一种必须有的物质，它也就不是

一种反应物。

［提问］二氧化镒到底是一种什么物质？它在这里起什么作用？

［讲解］通过以上实验可知：在过氧化氢分解的过程中，二氧化镒好像永远

用不完，可重复使用。将反应后的混合物过滤、洗净、干燥、称量，会发现反应

后的二氧化镒与反应前的二氧化镒质量相等，且化学性质不变。

在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学

反应前后没有改变的物质叫催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作

用叫催化作用。

［思考］在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中，二氧化镒这种催化剂起了加

快化学反应速率的作用，是不是所有化学反应的速率都需要加快？所有的催化剂

都起加快反应速率的作用呢？（教师引导学生讨论不是所有的化学反应速率都需

要加快，如钢铁的生锈，食物的变质，我们就希望它发生得越慢越好）

［提问］是不是催化剂就只能加快化学反应的速率呢？它能不能减慢化学反

应的速率？（教师引导学生思考）

［讲解］事实上，为了加快化学反应的进行我们使用催化剂，而为了减缓反

应的进行我们也使用催化剂。如在橡胶制品中常加入一些催化剂以减缓橡胶的老

化速度；食用油脂里加入一些催化剂可以有效地防止酸败。所以催化剂的概念中

说催化剂能〃改变〃其他物质的化学反应速率，而不是片面地说成“加快”。

［小结］在理解催化剂概念时，还应注意以下几点：

（1）“一变”是指催化剂能改变其他物质的化学反应速率，这里“改变”包

括加快和减慢，也就是有时用催化剂是为了加快反应速率，有时是用它减慢反应

速率。

（2）“两不变”是指催化剂的质量和化学性质在化学反应的前后没有改变。

因为催化剂参与了化学反应，在反应过程中其性质可能改变，所以只能说催化剂

的化学性质在化学反应前后没有改变。

（3）在某个化学反应中，可以选择不同的物质作为催化剂，如在用过氧化

氢溶液制取氧气的实验中，既可以选择二氧化镒作催化剂，也可以选择氧化铁、

硫酸铜溶液作催化剂。

（4）催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量。对于

某些化学反应，没有催化剂，并不意味该反应不能发生，只是反应速率较小。

注意：二氧化镒既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，催化剂应算

作一个反应条件，所以二氧化镒应写在箭头的上方。

过氧化氢--------►水+氧气

在实验室里还可以通过加热混有二氧化镒的氯酸钾固体制取氧气。那么，如

何在实验室中用氯酸钾制取氧气呢？实验说明氯酸钾和二氧化镒的混合物加热

产生氧气，同时产生氯化钾，二氧化镒是这个反应的催化剂。这个反应可表示如

下：

氯酸钾二氯化钾+氧气

3.分解反应

［讨论］分析上面三个制取氧气的反应，它们有什么共同特征？与化合反应有

什么不同？

［讲解］化学上，我们把这种由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反

应叫做分解反应。

［提问］化合反应可表示为A+B+……-AB,那么分解反应该如何表示呢？

［回答］分解反应可表示为AB-A+B+……。

［总结］简单地讲，化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一

变多”。

［教师陈述］分解反应和化合反应一样，都是化学反应中的常见类型，我们

以后还会经常遇到。

［提问］在化学学习过程中，常常要用到分类的方法。大家想一下，我们在

前面学到过哪些有关分类的方法？

［回答］按照物质的成分可以把物质分为纯净物和混合物，按照反应物和生

成物的种类可以把化学反应分为化合反应和分解反应等等。

［小结］若我们采用分类的方法来学，就简单得多了，它可以起到事半功倍

的效果。利用分类的方法来学习化学，这也是我们所走的一条捷径，今后我们还

将分类学习更多的化学知识。所以遇到一些相关知识时，大家要注意进行归类。

课堂小结

通过本节课的学习我们知道，实验室制取氧气通常用分解过氧化氢溶液、加

热氯酸钾或加热高镒酸钾三种方法。二氧化镒在过氧化氢溶液和加热氯酸钾制取

氧气的反应中作催化剂，了解了催化剂的概念和特点。通过对比化合反应，又认

识了分解反应，同时还初步感悟了用分类的方法，对比的方法学习化学。

♦作业布置

课本P41练习与应用

实验活动1氧气的实验室制取与性质

实验分析

本实验部分是活动与探究，由学生制取氧气并检验氧气的性质。学生通过亲

自动手进行实验，明白了制取气体时应如何检查装置的气密性，如何连接装置、

如何制取气体，以及如何验证气体并检验气体的性质。本课题是学生学化学以来

遇到的第一种气体的制取，所以氧气的制法及实验操作是本课题的重点，如何引

导学生亲自动手做好实验便成了重中之重。

。教学目标

1.知识与技能：

（1）了解实验室制取氧气的主要方法，初步了解通过化学实验制取新物质

的方法。

（2）练习连接仪器的基本操作，动手制取氧气。

2.过程与方法：

（1）通过让学生设计实验方案去制取氧气与探究氧气的性质，培养学生的

实验设计能力，进一步提高学生动手操作能力和科学探究能力。

（2）初步学会运用实验自主探究的方法获得信息，加深学生对氧气制取与

氧气性质的认识。

3.情感态度和价值观:

（1）通过实验探究，让学生参与到知识的形成过程中，从而获得成功的喜

悦和对化学学习的持续兴趣。

（2）进一步激发学生乐于探究的情感和发扬互助合作的团队精神。

重点难点

重点：氧气的制法和实验操作。

难点：装置气密性检查，气体性质检验的过程及现象描述。

。教学设计

1.教具准备

仪器：大试管、单孔橡皮塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台（带

铁夹