2024-2025年高中化学 专题4 微专题3 常见气体制备装置教学实录 苏教版必修1

2024-2025年高中化学专题4微专题3常见气体制备装置教学实录苏教版必修1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容苏教版必修1教材中，本章节涉及常见气体制备装置的教学，具体内容包括实验室制取氧气、二氧化碳、氢气等常见气体的原理、装置和操作步骤。通过本节课的学习，学生将掌握气体制备装置的原理和操作方法，为后续化学实验打下基础。核心素养目标培养学生化学实验操作技能，提高观察能力和分析问题的能力；增强科学探究精神，培养严谨的科学态度；发展学生的科学思维，提升化学学科的核心素养，包括实验设计、实验操作、数据分析、科学解释等能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了化学基本概念、化学变化和物质性质等基础知识。他们可能已经接触过简单的化学实验操作，如使用试管、酒精灯等实验器材。然而，对于气体制备装置的原理和操作，学生可能还处于初步了解阶段，缺乏系统的实验技能训练。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中学生对化学实验通常抱有较高的兴趣，尤其是与实际操作相关的实验。学生的学习能力方面，部分学生可能具有较强的动手能力和空间想象力，能够快速理解实验装置的原理。而部分学生可能对实验操作不够熟练，需要更多实践机会来提高技能。学习风格上，学生可能以视觉学习为主，通过观察实验现象来理解原理；也有学生倾向于动手操作，通过实际操作来巩固知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习气体制备装置时，学生可能遇到的困难包括对实验原理理解不透彻、实验操作步骤记忆不牢固、实验过程中安全问题意识不足等。此外，部分学生可能因为缺乏实践经验而难以将理论知识与实际操作相结合。因此，教学中需要注重理论与实践的结合，通过示范、练习和反馈来帮助学生克服这些困难。教学资源-软硬件资源：实验室设备（试管、酒精灯、集气瓶、导管、橡皮塞等），多媒体教学设备（投影仪、电脑、实物展示台）

-课程平台：学校内部教学平台，用于发布教学资料和在线互动

-信息化资源：实验室制取气体实验操作视频、气体制备装置原理动画

-教学手段：实验演示、小组讨论、课堂提问、实验操作指导教学过程一、导入新课

（1）教师：同学们，大家好！今天我们来学习专题4微专题3“常见气体制备装置”。在之前的课程中，我们学习了物质的性质和化学反应，今天我们将把理论知识与实验操作结合起来，探究如何制备常见气体。

（2）学生：老师，我们准备好了，期待学习新知识。

二、新课讲授

（1）教师：首先，我们来看一下本节课的学习目标。通过这节课的学习，希望大家能够掌握气体制备装置的原理、操作步骤，以及实验安全注意事项。

（2）教师：接下来，我们先来回顾一下氧气的制备原理。氧气可以通过加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取。这个反应方程式是2KClO3→2KCl+3O2↑。

（3）教师：在这个反应中，我们需要用到哪些实验装置呢？请大家根据我们学过的知识来讨论一下。

（4）学生：我们需要试管、酒精灯、集气瓶、导管、橡皮塞等。

（5）教师：很好，大家已经能够根据原理推断出所需的实验装置。接下来，我们来看一下氧气的制备实验步骤。

（6）教师：首先，取一定量的氯酸钾和二氧化锰混合物放入试管中；然后，用橡皮塞和导管将试管连接到集气瓶；最后，用酒精灯加热试管，观察氧气的产生。

（7）教师：同学们，在实验过程中，需要注意哪些安全问题呢？

（8）学生：加热时要保持试管倾斜，防止冷凝水回流；实验过程中，不要用手直接触摸试管等。

（9）教师：很好，同学们已经能够意识到实验过程中的安全问题。接下来，我们来看一下二氧化碳的制备原理。

（10）教师：二氧化碳可以通过大理石和盐酸的反应来制取。这个反应方程式是CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O。

（11）教师：同样的，我们需要哪些实验装置呢？

（12）学生：试管、酒精灯、集气瓶、导管、橡皮塞等。

（13）教师：同学们，请根据原理和二氧化碳的性质，来讨论一下实验步骤。

（14）学生：首先，将大理石放入试管中；然后，用导管连接集气瓶，倒入盐酸；最后，观察二氧化碳的产生。

（15）教师：很好，大家已经能够掌握二氧化碳的制备实验步骤。接下来，我们来看一下氢气的制备原理。

（16）教师：氢气可以通过锌和稀硫酸的反应来制取。这个反应方程式是Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑。

（17）教师：同样的，我们需要哪些实验装置呢？

（18）学生：试管、酒精灯、集气瓶、导管、橡皮塞等。

（19）教师：同学们，请根据原理和氢气的性质，来讨论一下实验步骤。

（20）学生：首先，将锌放入试管中；然后，用导管连接集气瓶，倒入稀硫酸；最后，观察氢气的产生。

（21）教师：很好，大家已经掌握了氢气的制备实验步骤。接下来，我们来进行一个小组讨论，请同学们根据所学知识，总结一下气体制备装置的注意事项。

（22）学生：实验前要检查装置的气密性；实验过程中，要注意安全，避免发生意外；实验结束后，要妥善处理实验器材，保持实验室的整洁。

三、实验操作演示

（1）教师：下面，我将为大家演示氧气的制备实验。首先，取一定量的氯酸钾和二氧化锰混合物放入试管中；然后，用橡皮塞和导管将试管连接到集气瓶；最后，用酒精灯加热试管，观察氧气的产生。

（2）教师：在实验过程中，请大家注意观察反应现象，以及安全操作。

（3）学生：认真观察实验现象，并记录实验数据。

四、课堂练习

（1）教师：下面，请同学们根据所学知识，进行以下练习：

a.请列举三种常见气体制备装置，并说明其原理。

b.请设计一个实验，制备氧气，并说明实验步骤和注意事项。

c.请分析实验过程中可能出现的意外情况，并提出相应的解决方法。

（2）学生：根据所学知识，认真完成练习题。

五、课堂小结

（1）教师：通过本节课的学习，我们掌握了气体制备装置的原理、操作步骤和安全注意事项。希望大家在今后的学习中，能够将所学知识应用于实际实验，提高自己的实验操作能力。

（2）学生：认真回顾本节课所学内容，总结学习心得。

六、课后作业

（1）教师：请同学们课后完成以下作业：

a.复习本节课所学内容，加深对气体制备装置的理解。

b.查阅资料，了解其他气体的制备方法。

c.准备一篇实验报告，总结本次实验的收获和体会。

（2）学生：认真完成课后作业，巩固所学知识。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

a.《化学实验安全手册》：这本书详细介绍了化学实验的安全知识，包括气体制备过程中的安全操作和意外事故的处理方法。

b.《高中化学实验教程》：本书提供了丰富的实验案例，包括气体制备实验的具体操作步骤和注意事项，适合学生课后自学和参考。

c.《化学与生活》：这本杂志收录了化学在生活中的应用实例，可以让学生了解化学知识在实际生活中的重要性。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

a.学生可以尝试自己设计实验，制备教材中未提到的气体，如氨气、氯气等，通过实际操作加深对气体制备原理的理解。

b.学生可以查阅资料，了解不同气体制备装置的原理和优缺点，分析其在实际应用中的适用性。

c.学生可以结合所学知识，探讨气体制备技术在环境保护、工业生产等方面的应用前景。

d.学生可以参与实验室开放活动，与其他同学合作完成复杂的气体制备实验，提高实验技能和团队合作能力。

e.学生可以尝试将气体制备实验与其他学科知识相结合，如物理中的气体定律、数学中的数据处理等，实现跨学科的学习。

3.拓展实验设计：

a.设计一个实验，利用家用物品（如小苏打、白醋）制备二氧化碳气体。

b.探究不同温度下，氯酸钾分解速率对氧气产量的影响。

c.研究不同催化剂对氯酸钾分解反应速率的影响。

4.拓展实验操作：

a.学习使用气体分析仪，测定制备气体的纯度。

b.学习使用气体收集装置，收集不同密度的气体。

c.学习使用气体干燥装置，干燥制备的气体。典型例题讲解例题1：实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制备氧气。请写出该反应的化学方程式，并计算在标准状况下，25mL5%的过氧化氢溶液（密度为1.05g/mL）可以产生多少升氧气。

解答：化学方程式为：2H2O2→2H2O+O2↑

首先计算过氧化氢的质量：质量=体积×密度=25mL×1.05g/mL=26.25g

然后计算过氧化氢的物质的量：物质的量=质量/相对分子质量=26.25g/34.01g/mol≈0.768mol

根据化学方程式，2molH2O2生成1molO2，所以0.768molH2O2可以生成0.384molO2。

在标准状况下，1mol氧气的体积为22.4L，所以0.384molO2的体积为：体积=物质的量×摩尔体积=0.384mol×22.4L/mol≈8.6016L

答：25mL5%的过氧化氢溶液可以产生约8.6016升氧气。

例题2：实验室制备二氧化碳时，常使用大理石与盐酸反应。请写出该反应的化学方程式，并计算在标准状况下，10g大理石（CaCO3）可以产生多少升二氧化碳。

解答：化学方程式为：CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O

首先计算大理石的物质的量：物质的量=质量/相对分子质量=10g/100.09g/mol≈0.0999mol

根据化学方程式，1molCaCO3生成1molCO2，所以0.0999molCaCO3可以生成0.0999molCO2。

在标准状况下，1molCO2的体积为22.4L，所以0.0999molCO2的体积为：体积=物质的量×摩尔体积=0.0999mol×22.4L/mol≈2.2432L

答：10g大理石可以产生约2.2432升二氧化碳。

例题3：实验室制备氢气时，常使用锌与稀硫酸反应。请写出该反应的化学方程式，并计算在标准状况下，25g锌可以产生多少升氢气。

解答：化学方程式为：Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑

首先计算锌的物质的量：物质的量=质量/相对原子质量=25g/65.38g/mol≈0.382mol

根据化学方程式，1molZn生成1molH2，所以0.382molZn可以生成0.382molH2。

在标准状况下，1molH2的体积为22.4L，所以0.382molH2的体积为：体积=物质的量×摩尔体积=0.382mol×22.4L/mol≈8.5872L

答：25g锌可以产生约8.5872升氢气。

例题4：实验室制备氧气时，使用高锰酸钾加热分解。请写出该反应的化学方程式，并计算在标准状况下，10g高锰酸钾可以产生多少升氧气。

解答：化学方程式为：2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑

首先计算高锰酸钾的物质的量：物质的量=质量/相对分子质量=10g/158.03g/mol≈0.0633mol

根据化学方程式，2molKMnO4生成1molO2，所以0.0633molKMnO4可以生成0.03165molO2。

在标准状况下，1molO2的体积为22.4L，所以0.03165molO2的体积为：体积=物质的量×摩尔体积=0.03165mol×22.4L/mol≈0.7115L

答：10g高锰酸钾可以产生约0.7115升氧气。

例题5：实验室制备氯气时，使用二氧化锰与浓盐酸反应。请写出该反应的化学方程式，并计算在标准状况下，10g二氧化锰可以产生多少升氯气。

解答：化学方程式为：MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2↑+2H2O

首先计算二氧化锰的物质的量：物质的量=质量/相对分子质量=10g/86.94g/mol≈0.1145mol

根据化学方程式，1molMnO2生成1molCl2，所以0.1145molMnO2可以生成0.1145molCl2。

在标准状况下，1molCl2的体积为22.4L，所以0.1145molCl2的体积为：体积=物质的量×摩尔体积=0.1145mol×22.4L/mol≈2.576L

答：10g二氧化锰可以产生约2.576升氯气。板书设计①气体制备装置概述

-常见气体制备方法

-气体制备装置的选择原则

②氧气的制备

-化学方程式：2H2O2→2H2O+O2↑

-实验装置：试管、酒精灯、集气瓶、导管、橡皮塞

-操作步骤：取氯酸钾和二氧化锰混合物，加热，收集氧气

-安全注意事项：防止冷凝水回流，避免直接接触试管

③二氧化碳的制备

-化学方程式：CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O

-实验装置：试管、大理石、盐酸、集