氧气的实验室制法教学设计

氧气的实验室制法教学设计一、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，掌握三种制取氧气的方法（过氧化氢分解、氯酸钾分解、高锰酸钾分解）及其文字表达式。学生学会正确选择制取氧气的实验装置（包括发生装置和收集装置），并能理解选择的依据。学生熟练掌握氧气的收集方法（排水法和向上排空气法），理解两种收集方法的适用情况。学生能够正确进行实验室制取氧气的实验操作，包括仪器的连接、气密性检查、药品的取用、气体的收集与验满等。2.过程与方法目标通过对实验室制取氧气原理的探究，培养学生的观察能力、分析能力和归纳总结能力。在实验装置的选择和实验操作过程中，提高学生的实验设计能力和动手实践能力，让学生体会科学探究的一般过程。通过小组合作学习，培养学生的团队协作精神和交流表达能力。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勇于探索的精神。通过对实验废弃物的处理，增强学生的环保意识。二、教学重难点1.教学重点实验室制取氧气的三种方法及其原理。氧气制取实验装置的选择和实验操作步骤。2.教学难点理解催化剂的概念和作用。根据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置，根据气体的性质选择合适的收集装置。三、教学方法1.讲授法：讲解实验室制取氧气的原理、实验装置、操作步骤等基础知识，确保学生系统地掌握相关知识。2.实验探究法：通过学生亲自动手实验，探究实验室制取氧气的方法，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。3.小组合作学习法：组织学生进行小组合作学习，共同讨论实验方案、解决实验中遇到的问题，培养学生的团队协作能力和交流表达能力。4.多媒体辅助教学法：利用多媒体课件展示实验装置、实验操作过程、实验现象等，直观形象地帮助学生理解教学内容。四、教学过程（一）导入新课（5分钟）1.播放一段关于氧气在生活中广泛应用的视频，如医疗急救、燃烧、动植物呼吸等。2.提问学生："氧气如此重要，在实验室中我们如何制取氧气呢？"引发学生思考，导入新课。（二）知识讲解（15分钟）1.氧气制取方法的历史回顾简单介绍氧气制取方法的发展历程，让学生了解科学研究是不断进步的过程。2.实验室制取氧气的原理讲解过氧化氢分解制取氧气的原理：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气。讲解氯酸钾分解制取氧气的原理：氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，加热分解生成氯化钾和氧气，文字表达式为：氯酸钾$\stackrel{二氧化锰、加热}{→}$氯化钾+氧气。讲解高锰酸钾分解制取氧气的原理：高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气。3.催化剂的概念通过过氧化氢分解实验，引导学生观察实验现象：在常温下，过氧化氢分解速率很慢，几乎看不到气泡产生；当加入二氧化锰后，迅速产生大量气泡。讲解催化剂的概念：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。强调催化剂的"一变两不变"特点，即改变反应速率（加快或减慢），质量不变，化学性质不变。（三）实验探究（20分钟）1.实验准备展示实验仪器：过氧化氢溶液、二氧化锰、氯酸钾、高锰酸钾、试管、酒精灯、铁架台、导管、集气瓶、水槽等。介绍实验仪器的用途和使用方法。2.分组实验将学生分成小组，每组45人，分别进行过氧化氢分解、氯酸钾分解、高锰酸钾分解制取氧气的实验。教师巡视各小组，指导学生进行实验操作，提醒学生注意安全，观察实验现象，并记录实验数据。3.实验步骤过氧化氢分解制取氧气检查装置的气密性：将导管一端放入水中，用手握住试管，观察导管口是否有气泡冒出，若有气泡冒出，则气密性良好。向试管中加入少量过氧化氢溶液，再加入少量二氧化锰，迅速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：有大量气泡产生。用排水法收集一瓶氧气：当导管口气泡连续均匀冒出时，开始收集。待集气瓶口有大气泡冒出时，说明氧气已收集满，在水中用玻璃片盖住瓶口，移出水面，正放在桌面上。用向上排空气法收集一瓶氧气：将导管伸入集气瓶底部，用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满。氯酸钾分解制取氧气检查装置的气密性。将氯酸钾和二氧化锰按质量比3:1混合均匀后，装入试管中，管口略向下倾斜，用铁架台固定。点燃酒精灯，先预热试管，再集中加热药品部位。用排水法收集氧气，操作方法同过氧化氢分解制取氧气。实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。高锰酸钾分解制取氧气检查装置的气密性。在试管口放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。将高锰酸钾装入试管中，管口略向下倾斜，用铁架台固定。点燃酒精灯，先预热试管，再集中加热药品部位。用排水法收集氧气，操作方法同过氧化氢分解制取氧气。实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。4.实验现象记录各小组记录实验过程中观察到的现象，如气泡产生的速率、气体的颜色、收集满氧气所需的时间等。教师引导学生分析实验现象，得出实验结论。（四）实验装置分析（15分钟）1.发生装置展示过氧化氢分解、氯酸钾分解、高锰酸钾分解制取氧气的实验装置图。引导学生分析三种反应的反应物状态和反应条件：过氧化氢分解是固体与液体在常温下反应。氯酸钾分解和高锰酸钾分解是固体在加热条件下反应。讲解根据反应物状态和反应条件选择发生装置的原则：固体与液体在常温下反应，选择固液常温型发生装置（如过氧化氢分解制取氧气的装置）。固体在加热条件下反应，选择固体加热型发生装置（如氯酸钾分解、高锰酸钾分解制取氧气的装置）。2.收集装置展示排水法和向上排空气法收集氧气的装置图。引导学生分析氧气的性质：氧气不易溶于水，密度比空气大。讲解根据气体性质选择收集装置的原则：不易溶于水或难溶于水的气体，可用排水法收集（如氧气）。密度比空气大的气体，可用向上排空气法收集（如氧气）。密度比空气小的气体，可用向下排空气法收集。（五）总结归纳（10分钟）1.请各小组代表汇报实验结果和讨论收获，教师进行点评和总结。2.总结实验室制取氧气的三种方法、原理、实验装置、操作步骤及注意事项。方法：过氧化氢分解、氯酸钾分解、高锰酸钾分解。原理：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；氯酸钾$\stackrel{二氧化锰、加热}{→}$氯化钾+氧气；高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气。实验装置：发生装置：固液常温型（过氧化氢分解）、固体加热型（氯酸钾分解、高锰酸钾分解）。收集装置：排水法、向上排空气法。操作步骤：查、装、定、点、收、离、熄（谐音记忆：茶庄定点收利息）。注意事项：检查装置气密性。药品的取用方法和用量。试管口的朝向（略向下倾斜）。加热时的操作顺序（先预热，再集中加热）。排水法收集氧气时的时机（气泡连续均匀冒出时开始收集）。实验结束后先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。3.强调催化剂的重要作用和实验安全问题。（六）课堂练习（5分钟）1.实验室用氯酸钾制取氧气时，若忘记加入二氧化锰，其结果是（）A.不产生氧气B.产生氧气的速率慢C.产生氧气的总量减少D.没有影响2.实验室制取氧气，可选用的收集方法是（）A.排水法B.向下排空气法C.向上排空气法D.排水法或向上排空气法3.写出下列反应的文字表达式：过氧化氢分解制取氧气高锰酸钾分解制取氧气（七）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容，包括实验室制取氧气的方法、原理、实验装置、操作步骤、注意事项等。2.强调本节课的重点和难点，鼓励学生在课后继续思考和探索相关知识。（八）布置作业（5分钟）1.书面作业：完成课本上的相关练习题，加深对实验室制取氧气知识的理解和掌握。2.拓展作业：查阅资料，了解工业上制取氧气的方法和原理，并与实验室制取氧气的方法进行对比。3.实践作业：利用家中的物品，设计一个简单的制取氧气的实验，并尝试进行操作（注意安全）。五、教学反思通过本节课的教学，学生对实验室制取氧气的知识有了较为系统的学习和掌握。在教学过程中，采用实验探究法和小组合作学习法，充分调动了学生的积极性和主动性，培养了学生的实验操作能力、科学探