氧气的实验室制取及性质实验教学设计

氧气的实验室制取及性质实验教学设计一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解实验室制取氧气的原理，掌握相关化学反应方程式。熟练掌握实验室制取氧气的实验装置、操作步骤及注意事项。学会运用排水法和向上排空气法收集氧气，并能正确检验和验满氧气。了解氧气的主要性质，如氧气能支持燃烧、能使带火星的木条复燃等。2.过程与方法目标通过实验探究，培养学生的观察能力、动手操作能力和分析解决问题的能力。经历实验室制取氧气的过程，让学生体验科学探究的一般方法，提高学生的科学探究素养。3.情感态度与价值观目标激发学生对化学实验的兴趣，培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。通过实验操作，让学生认识到化学实验的安全性和规范性的重要性，增强学生的安全意识。

二、教学重难点1.教学重点实验室制取氧气的原理和实验操作。氧气的性质实验及现象观察。2.教学难点对实验室制取氧气实验装置的选择和理解。引导学生正确分析实验过程中出现的问题并解决。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法相结合

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）通过播放一段火箭发射的视频，提问学生：火箭发射需要巨大的能量，其中燃料燃烧所需的氧气是如何获得的呢？在我们的实验室中，又怎样制取氧气呢？从而引出本节课的主题氧气的实验室制取及性质实验。

（二）知识讲解（15分钟）1.氧气的制取原理讲解实验室制取氧气的三种常见方法：过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂=2H₂O+O₂↑高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄=K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑氯酸钾在二氧化锰催化和加热条件下分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO₃=2KCl+3O₂↑分析每种方法的反应物、反应条件和生成物，强调催化剂在化学反应中的作用。2.实验装置发生装置：结合过氧化氢制取氧气的反应，讲解固液不加热型发生装置的特点和适用范围。展示高锰酸钾制取氧气的实验装置，介绍固固加热型发生装置的组成和注意事项，如试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管；试管内导管稍露出橡皮塞即可，便于气体导出等。收集装置：介绍排水法收集氧气的原理和适用情况，因为氧气不易溶于水。讲解向上排空气法收集氧气的原理，氧气密度比空气大，空气会从集气瓶底部排出。比较两种收集方法的优缺点，排水法收集的氧气较纯净，但含有水蒸气；向上排空气法收集的氧气较干燥，但可能混有空气。

（三）实验探究（25分钟）1.分组实验将学生分成小组，每组45人，分别进行过氧化氢溶液制取氧气和高锰酸钾制取氧气的实验。分发实验仪器和药品，如过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾、试管、酒精灯、铁架台、导管、集气瓶、水槽等。2.实验步骤过氧化氢制取氧气：检查装置的气密性：将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好。向试管中加入适量过氧化氢溶液，再加入少量二氧化锰，立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。将导管另一端放入水槽中，观察现象，待导管口有连续均匀的气泡冒出时，开始收集氧气。当集气瓶口有大气泡冒出时，表明氧气已收集满，用玻璃片盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，正放在桌面上。实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。高锰酸钾制取氧气：检查装置的气密性，方法同上。在试管中装入少量高锰酸钾，并在试管口放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。用铁架台固定好试管，使试管口略向下倾斜。点燃酒精灯，先预热试管，然后集中在药品部位加热。当导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集氧气，收集方法及验满方法同过氧化氢制取氧气。实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。3.教师巡视指导在学生实验过程中，教师巡回指导，及时纠正学生的错误操作，解答学生提出的问题，确保实验安全、顺利进行。提醒学生注意观察实验现象，如过氧化氢分解时产生气泡的速率、高锰酸钾受热分解时固体颜色的变化等。

（四）氧气性质实验（15分钟）1.氧气支持燃烧实验用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热至发红，然后将木炭插入盛有氧气的集气瓶中，观察现象。提问学生观察到的现象，引导学生分析得出木炭在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。讲解该实验的化学方程式：C+O₂=CO₂↑换用一根细铁丝，将铁丝绕成螺旋状，在其下端系一根火柴梗，点燃火柴梗，待火柴梗快燃尽时，将铁丝插入盛有氧气的集气瓶中（瓶底预先留少量水或铺一层细沙），观察现象。让学生描述实验现象，总结出铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。分析铁丝燃烧实验中瓶底留水或铺细沙的原因是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。写出铁丝燃烧的化学方程式：3Fe+2O₂=Fe₃O₄2.氧气使带火星木条复燃实验将带火星的木条伸入盛有氧气的集气瓶中，观察现象。引导学生得出氧气能使带火星的木条复燃的结论，强调这是检验氧气的重要方法。

（五）课堂小结（5分钟）1.请学生回顾本节课所学内容，包括实验室制取氧气的原理、实验装置、操作步骤、注意事项以及氧气的性质实验。2.教师进行总结补充，重点强调实验中的关键环节和容易出错的地方，如实验装置的连接顺序、气密性检查的方法、加热操作的要点、氧气性质实验的现象和结论等。

（六）课堂练习（10分钟）1.下列关于实验室制取氧气的说法正确的是（）A.必须选择含有氧元素的物质作原料B.只能用排水法收集氧气C.发生装置一定相同D.二氧化锰是所有反应的催化剂2.实验室用高锰酸钾制取氧气，不需要用到的仪器是（）A.酒精灯B.量筒C.试管D.集气瓶3.写出用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式：______________________。4.做铁丝在氧气中燃烧的实验时，铁丝绕成螺旋状的目的是______________________，瓶底预先留少量水或铺一层细沙的目的是______________________。

（七）布置作业（5分钟）1.书面作业：完成课后习题中与本节课相关的练习题，巩固所学知识。2.拓展作业：查阅资料，了解工业上制取氧气的方法和原理，与实验室制取氧气的方法进行比较。

五、教学反思通过本节课的教学，学生亲身体验了实验室制取氧气的过程，掌握了相关的实验技能和知识。在实验探究过程中，学生的观察能力、动手操作能力和团队合