【核心素养·情景教学】2024年人教版化学九年级上册 2.3制取氧气 教案

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课题3 制取氧气
本课题是实验室制取氧气的反应。课本首先讲述了用加热高锰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，再对比化合反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，同时了解几种重要的概念。为了拓展学生视野，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。
课题 制取氧气 课型 新授课
素养目标 1.了解实验室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.认识催化剂和催化作用。 3.认识分解反应。 4.学习运用观察、实验等方法获取信息，从而提高对实验进行分析、思考的能力。 5.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。
教学重点 1.催化剂和分解反应的概念。 2.实验室制取氧气的原理和主要方法。
教学难点 催化剂的概念以及探究催化剂的方法。
教具准备 5％的过氧化氢溶液、二氧化锰、氯酸钾、高锰酸钾。 仪器：大试管(5支)、木条、酒精灯、棉花、塞子(带导管)、集气瓶(2个)、毛玻璃片、水槽、铁架台、火柴。
课前预习 1.实验室制取氧气的原理(用文字表达式);
备课笔记
课前预习 2.催化剂是指在化学反应里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都没有发生改变的物质。
3.分解反应是指由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
新课导入 氧气是我们日常生活中不可缺少的物质，它具有广泛的用途，如急救病人、电焊、炼钢等都需要较为纯净的氧气，那么生活生活中使用的氧气是如何获取的呢？这节课我们就来学习氧气的制取。
进行新课 知识点1 实验室制取氧气 1.高锰酸钾分解制氧气 ［讲解］高锰酸钾是一种暗紫色的固体，具有杀菌消毒的作用，医院里常用作消毒剂。 ［演示］教师演示并讲解课本P43高锰酸钾制氧气实验。 实验装置： 实验操作步骤：①检查装置的气密性；②将试剂装入试管；③把试管固定在铁架台上；④点燃酒精灯，加热；⑤收集氧气；撤离导管，熄灭酒精灯。 ［讲解］组装仪器装装置的顺序为先下后上，从左到右。反应开始前组装、检查气密性、加入试剂的顺序不能更改，防止浪费试剂。反应结束后应先撤离导管，后熄灭酒精灯，防止水倒吸进入热的试管，使试管炸裂。 ［思考］观察演示实验，仔细阅读课本P43实验2-5操作步骤，思考以下问题。 （1）试管口放一团棉花的原因。 （2）什么时候开始收集氧气最合适？请说明理由。 （3）本实验采用了什么方法收集氧气？ （4）如何验证收集到的气体是氧气？ ［答］（1）试管口放棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，造成导管堵塞。 （2）当导管口比较均匀的冒出气泡时开始收集，因为刚开始产生的气泡是试管中空气受热膨胀逸出产生的，一开始加热就收集会使收集的氧气不纯。 （3）排水法，即先将集气瓶盛满水，再通入氧气使水被排出，此法收集的氧气较纯净。 （4）可将带有火星的木条插入集气瓶中，若木条复燃说明收集的是氧气。
备课笔记
知识拓展：
1.气体发生装置的选择依据反应物（试剂）的状态（如固体和固体、固体和液体、液体和液体）和反应条件（如常温、加热等）。
2.气体收集装置的选择依据气体的性质（密度、溶解性、能否与水发生反应、能否与空气成分发生反应）。
方法巧记：
高锰酸钾制氧气的实验过程可简记为：查、装、定、点、收、离、熄。
特别提醒：
集满氧气的集气瓶应在水下盖好玻璃片，取出后正方在桌面上。
进行新课 ［小结］加热高锰酸钾制氧气的过程可表达为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 2.过氧化氢溶液分解制取氧气 ［讲解］过氧化氢溶液为无色透明液体，在医疗上可用于消毒防腐。 ［演示］演示课本P44-45探究实验，注意引导学生认真观察并进行思考。 ［资料］在常温下，过氧化氢可以分解放出氧气。 ［实验分析］由学生相互描述现象后讨论后总结得出结论： （1）不加二氧化锰时，带有火星的木条不能复燃，说明产生氧气的速率过慢。 （2）加入二氧化锰时，带有火星的木条复燃，说明二氧化锰加快了过氧化氢分解反应的速率。 （3）反应结束后，重新加入过氧化氢溶液时，带有火星的木条复燃，且重复多次现象相同，说明反应前后，二氧化锰能使过氧化氢分解速率加快的化学性质没有改变。 ［讲解］在过氧化氢分解反应中，二氧化锰使过氧化氢分解加速，其既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，应算作一个反应条件。该反应过程可表示为：过氧化氢水+氧气。 知识点2 催化剂和催化作用 ［思考］过氧化氢溶液与二氧化锰反应时，二氧化锰是不是一种反应物？如果是，为什么没有二氧化锰，过氧化氢同样也能产生氧气？ ［提问］什么叫反应物？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？ ［回答］参加反应的物质叫反应物。不是，必须有。 ［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，有二氧化锰可产生氧气，没有二氧化锰过氧化氢溶液也能产生氧气，可见二氧化锰不是一种必须有的物质，它也就不是一种反应物。 ［思考］二氧化锰到底是一种什么物质？它在这里起什么作用？ ［师］为了回答大家这个问题，我们再来做一个实验进行探讨，大家注意观察现象并进行思考。待实验的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察发生的现象。 ［现象］本已不产生气泡的试管，重新加入过氧化氢溶液不进行加热，仍有气泡产生，用带火星的木条进行检验，带火星的木条能够复燃，说明产生的气体还是氧气。 ［说明］此实验可以重复多次进行。 ［提问］这种现象说明什么？ ［回答］说明在用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰可以重复使用。
备课笔记
特别提醒：
过氧化氢在常温下分解缓慢，较短时间内放出的氧气很少，较低浓度的氧气不能是带火星的木条复燃。
知识拓展：
硫酸铜等物质对过氧化氢的分解也具有催化作用。
方法导引：
实验探究的一般思路
明确探究目的→设计实验方案→实施实验→获取证据→分析推理→形成结论。
进行新课 ［讲解］既然二氧化锰可以重复使用，说明在反应前后它的化学性质没有改变，那么它的质量有没有改变呢？ ［讲解］如果在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧 化锰洗净，干燥，再称量，你会发现它的质量没有发生变化。把它再加到过氧 化氢浴液中，还是可以加速过氧化氢分解。 ［设问］既然二氧化锰的质量和化学性质都没有变化，那么它在这里到底起一个什么作用呢？谈谈你的看法。 ［回答］没有加入二氧化锰时，过氧化氢溶液需要加热才能产生氧气，而加入二氧化锰后，过氧化氢溶液在常温下就能迅速产生氧气，可见二氧化锰起了一个加快化学反应速率的作用。 ［师］回答得很好，化学上我们把这种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作催化剂，如二氧化锰就是过氧化氢分解反应的催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫作催化作用。 ［讨论］在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中，二氧化锰作为催化剂起了加快化学反应速率的作用，引导学生围绕催化剂讨论下列问题： ①是不是所有化学反应的速率都需要加快？ ②所有的催化剂都起加快反应速率的作用吗？ ［归纳］①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。②催化剂能改变化学反应速率，这种改变即包含加快反应速率，也包含减慢反应速率。 ［拓展］催化剂在化工生产中有重要而广泛的应用，生产化肥、农药、化工原料等都要使用催化剂。 ［小结］在理解催化剂概念时，还应注意以下几点： （1）催化剂：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。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 （3）催化剂的特点：①“一变”能改变其他物质的化学反应速率；②“两不变”其质量和化学性质在化学反应的前后没有改变。 知识点3 分解反应 ［讲解］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作分解反应。 ［提问］化合反应可表示为A＋B+……→C，那么分解反应该如何表示呢？ ［回答］分解反应可表示为C→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”。 ［说明］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。 ［教师引导学生讨论］ 世界上的物质千千万万，如果我们一种一种地去学，穷尽我们的毕生之力是
备课笔记
特别提醒：
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。
知识延伸：
①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，既可以选择二氧化锰作催化剂，也可以选择氧化铁、硫酸铜溶液作催化剂。
②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。
③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。
归纳总结：
分解反应和化合反应都属于基本反应类型，分解反应的特点是“一变多”，化合反应的特点是“多变一”。
进行新课 否能学完呢？ ［学生］不能。 ［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。按照物质的成分的多少，可以把物质分为纯净物和混合物；按照反应的特点可以把化学反应分为化合反应和分解反应等等。今后我们还将利用分类的方法学习更多化学知识。
教学板书 课题3 制取氧气 1.加热高锰酸钾制取氧气 高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 2.分解过氧化氢溶液制取氧气 （1）催化剂：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。 （2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。 （3）过氧化氢水+氧气 3.分解反应 分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。 特点：一变多。表示：AB→A＋B+……。
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加热高锰酸钾或催化分解过氧化氢两种方法。活动中用设计对比实验的方法探究了二氧化锰对过氧化氢分解反应的催化作用，了解了催化剂的概念和特点。又通过对比化合反应和分解反应，进一步体会分类、对比的方法对化学学习帮助。
教材习题 解答 练习与应用（P48-49） １.Ａ　２.Ｄ　３.Ａ　４.Ｄ ５.（1）②④①③⑥⑤⑦　（2）不易溶于水、不与水反应 （3）将带有火星的木条插入瓶中，若木条复燃，则证明是氧气 ６.（1）高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 过氧化氢水＋氧气 相同点：都是分解反应（合理即可）。 不同点：反应物的状态不同、反应条件不同（合理即可）。 （2）硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，放出热量。 细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。
备课笔记
易错提醒：
“加热”与“点燃”的区别：点燃和加热都是化学反应的常见条件。“加热”是热源自始至终为反应提供热量，一旦撤掉热源，反应就会停止；“点燃”是可燃物燃烧后，就不必再提供热源。
教材习题 解答 （3）防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底；能。 7.（1）不相同。前者反应更剧烈，后者可以得到平稳的氧气流。 （2）略。 （3）略。 整理与提升(P50) 一、空气、稀有气体. 氮气、氧气、二氧化碳、氦气(合理即可) 二、供给呼吸、支持燃烧 医疗急救、炼钢、气焊等 高锰酸钾分解、过氧化氢分解、分离空气 点燃 三、1.碳+氧气二氧化碳(合理即可) 2.过氧化氢水+氧气(合理即可) 复习与提高（P50） C 2. C 3. C 4. B 5.（1）过氧化氢 二氧化锰 氧气 二氧化硫 （2）过氧化氢水+氧气（分解反应） 红磷+氧气五氧化二磷（化合反应） 硫+氧气二氧化硫（化合反应） 6.（1）不合理；步骤②只能说明红砖粉末改变了过氧化氢的分解速率，不足以证明红砖粉末是催化剂。步骤③只能说明红砖粉末在反应前后化学性质不变，没有验证其在反应前后质量不变，也不足以证明红砖粉末是催化剂。 （2）红砖粉末在反应前后质量不变
难题 解答 例1从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（ ） A.通电分解水：水氢气+氧气 B.加热分解高锰酸钾：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 C.加热分解氧化汞：氧化汞汞+氧气 D.催化分解过氧化氢:过氧化氢水+氧气 【解析】通电使水分解的方法，要消耗电能，且操作复杂，不安全；加热分解高锰酸钾或氧化汞也要消耗能源，而且操作复杂，其反应后的剩余固体处理不
备课笔记
课堂拓展：
实验室制取氧气的量较少，属于化学变化；而工业上大量制取氧气，利用了分离液态空气的方法，这种方法具有原料来源广泛、所制得的氧气价格低廉的特点，属于物理变化。
方法点拨：
催化剂的特点是改变其他物质的化学反应速率，其本身的质量、化学性质在化学反应前后不变。
难题 解答 当，还会造成环境的污染；而过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，常温下就可分解出氧气，其另一种生成物为水，不污染环境。 【答案】D 例2下列关于催化剂的说法中，正确的是（ ） A．加入催化剂能使反应速率加快? B．不使用催化剂，物质就不能发生化学反应? C．使用催化剂可以增加生成物的质量? D．使用催化剂能改变化学反应的速率 【解析】催化剂的作用是“改变”化学反应的速率，“改变”既包括“加快”，又包括“减慢”，所以D正确，A错误；催化剂不能决定化学反应是否发生，它只能改变化学反应的速率，对生成物的质量没有影响，故B、C都错误。故正确答案为D。 【答案】D
布置作业：完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。
教学反思 由于分解过氧化氢制取氧气时，需要用二氧化锰作催化剂，因此在这里介绍催化剂和催化作用。催化理论是一个难度较大的课题，在此只能根据实验的表面现象作些简单的介绍，使学生了解催化剂和催化作用。同时了解催化剂在生产和科学研究中具有广泛应用，生物活体中的酶也
教学反思 是一种生物催化剂。学习这些可以激发学生学习化学的自觉性和积极性。在本课题的习题中安排了一道习题，延续这个实验，让学生探索有没有其他物质能代替二氧化锰做催化剂，并用一些新的方法制取氧气。这样的习题有利于培养学生创造能力。
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：
备课笔记
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