21教育“胜哥课程”工作室
第1章第1节 空气的成分3教学设计
一、教学目标
知识与技能目标：
1. 了解工业制取氧气的两种主要方法：空气冷冻分离法和膜分离技术。
2. 掌握实验室用过氧化氢制取氧气的原理、装置和操作步骤。
3. 理解催化剂的概念及其"一变二不变"的特性。
4. 学会用排水法收集气体，掌握装置气密性检查的方法。
5. 通过实验观察氧气支持燃烧的性质，了解木炭、铝箔在氧气中燃烧的现象。
过程与方法目标：
1. 通过对比工业制氧与实验室制氧的方法，培养比较分析能力。
2. 通过分组实验操作，培养实验设计、动手操作和观察记录的能力。
3. 学习科学探究的基本方法，体验科学实验的严谨性和规范性。
情感态度与价值观目标：
1. 通过实验操作，增强科学探究的兴趣，培养严谨求实的科学态度。
2. 了解氧气在生产和生活中的重要应用，认识化学与社会的紧密联系。
3. 树立实验安全意识，养成规范操作的习惯。
二、教学重点与难点
教学重点：实验室制取氧气的原理、装置和操作方法；催化剂的概念和特点。
教学难点：实验装置的组装与气密性检查；理解催化剂"一变二不变"的特性；控制反应速率确保实验安全。
三、教学准备
教师准备：多媒体课件、实验演示装置、相关视频资料。
学生分组实验器材：锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管、药匙、集气瓶、坩埚钳、水槽、酒精灯、玻璃片、火柴。
药品：过氧化氢溶液（10%）、二氧化锰粉末、木炭、铝箔、澄清石灰水。
四、教学过程
一、工业制氧与实验室制氧原理
环节一：导入新课
提问导入：空气中氧气约占多少比例？氧气有哪些重要用途？如何从空气中获得纯净的氧气？通过问题引导学生思考，引出本节课的主题。
环节二：工业制取氧气
1. 讲解空气冷冻分离法的原理和步骤：空气→多次压缩降温→液态空气→低温蒸发（-196℃）→氮气先汽化→得到液氧。
2. 展示工业制氧的流程图，讲解沸点差异是分离的关键。
3. 介绍膜分离技术：利用富氧薄膜，通过多级分离获得高浓度氧气。
4. 组织学生讨论两种工业方法的优缺点及应用场景。
环节三：实验室制取氧气原理
1. 讲解过氧化氢分解制氧的化学方程式：2H O → 2H O + O ↑。
2. 引入催化剂概念，重点讲解二氧化锰的作用，强调"一变二不变"的特性。
3. 分析实验设计思路：为什么先加固体催化剂，再加水，最后滴加过氧化氢？
4. 通过多媒体展示实验装置图，讲解各部件功能。
教学提示：通过对比工业与实验室制氧方法，帮助学生理解不同应用场景下的技术选择。重点强调催化剂概念，为后续实验操作奠定理论基础。
二、实验操作与氧气性质探究
环节一：实验装置组装与气密性检查
1. 讲解并演示仪器组装顺序：从左到右，从下到上。
2. 重点讲解两种气密性检查方法：微热法（手捂法）和注水法，强调检查的重要性。
3. 学生分组练习装置组装和气密性检查，教师巡视指导。
环节二：氧气制取实验操作
1. 演示并讲解药品添加顺序：锥形瓶中加入二氧化锰粉末→加水30mL→塞紧橡皮塞→分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
2. 强调加水的作用：稀释初始反应区域的过氧化氢浓度，防止反应过于剧烈。
3. 讲解排水法收集氧气的操作要点：待导管口气泡连续均匀后开始收集。
4. 学生分组实验，教师巡视指导，强调实验安全。
环节三：氧气性质实验
1. 木炭在氧气中燃烧实验：观察现象（剧烈燃烧，发出白光），检验产物（澄清石灰水变浑浊）。
2. 铝箔在氧气中燃烧实验：观察现象（剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体）。
3. 重点强调实验安全：红热木炭要缓慢伸入集气瓶，防止反应过猛。
实验安全注意事项：1. 过氧化氢具有腐蚀性，避免接触皮肤；2. 使用酒精灯要注意防火；3. 实验过程中要佩戴护目镜；4. 反应剧烈时可调节滴加速度控制反应速率；5. 集气瓶要预先装满水，不留气泡。
五、教学评估
1. 课堂提问：检查学生对工业制氧原理、催化剂概念的理解。
2. 实验操作评估：观察学生实验装置组装、气密性检查、收集气体等操作是否规范。
3. 实验报告：要求学生记录实验步骤、观察现象、得出结论，分析可能出现的误差。
4. 课后作业：布置相关练习题，巩固催化剂概念、氧气制取原理和实验操作要点。
六、板书设计
1. 工业制氧方法：空气冷冻分离法（沸点差异）、膜分离技术
2. 实验室制氧：2H O → 2H O + O ↑（MnO 催化）
3. 催化剂：一变（反应速率）二不变（质量、化学性质）
4. 实验要点：先固后液再反应、装置气密性检查、排水法收集
5. 氧气性质：支持燃烧（木炭：白光；铝箔：耀眼白光）
、教学反思
（教学后填写）本次教学通过理论讲解与实验操作相结合的方式，使学生既掌握了氧气制取的基本原理，又培养了实验操作能力。实验部分学生参与度高，但在装置组装和气密性检查环节部分学生操作不够熟练，需在后续课程中加强基础操作训练。安全教育的融入较为成功，学生在实验过程中表现出较好的安全意识。
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第 1章第 1 节 空气的成分 3
1．下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
A．二氧化锰可以作任何反应的催化剂
B．化学反应前后催化剂的性质保持不变
C．在化学反应前后质量不变的物质一定是该反应的催化剂
D．不加入二氧化锰，过氧化氢也能分解产生氧气
2．“胜哥”将一定量过氧化氢溶液缓慢加入盛有二氧化锰的试管中，下列图像不正确的是
（ ）
A． B． C． D．
3．工业制取氧气主要有以下步骤，下列有关说法不正确的是（ ）
A．液态空气是混合物 B．氮气先被蒸发出来，说明氮气沸点比氧气低
C．步骤②属于化学变化 D．得到的剩余液体大部分为液氧，颜色为淡蓝色
4．下列说法正确的是（ ）
A．实验室制取氧气时，只能用排水法收集氧气
B．催化剂一定能加快化学反应速率
C．工业上制氧气的原理是利用了空气中各组分的沸点不同
D．氧气易溶于水，故鱼虾能在水中生存
5．化学实验基本操作是培养学生化学核心素养的基础。如表操作正确的是（ ）
A.检查气密性 B.收集氧气 C.氧气验满 D.氧气的性质
6．实验室制取氧气的装置中，有关几个“口”的位置错误的是（ ）
A．用排空气法收集时，导管口放在集气瓶口处
B．装满氧气的集气瓶，瓶口应向上放置
C．锥形瓶内的导管口应刚刚露出橡皮塞，不能伸入太长
D．用排水法收集时，集气瓶口应向下
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7．如图是实验室制备、收集、验满、验证氧气性质的操作，其中正确的是（ ）
A． 制备 B． 收集 C． 验满 D． 验证性质
8．下列图示的实验操作正确的是（ ）
A．气密性检验 B．闻气味 C．氧气验满 D．取用砝码
9．在如图收集气体装置中，可以用于收集氧气的是（ ）
A．①和⑤ B．①和④ C．①和③ D．②和③
10．实验室用加热 KMnO4固体的方法制取氧气，下列仪器中不需要的是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示是实验室常用的气体制取装置，在用双氧水和二氧化锰制取氧气的实验中，可
选用的发生装置是和收集装置最合适的是（ ）
A．a、c B．a、d C．b、c D．b、d
12．用空气、氧气、氮气填空
甲、乙、丙三个集气瓶分别盛有空气、氧气、氮气中的一种，用一根燃着的木条分别插
入瓶中，观察到的现象依次为：甲中火焰熄灭，则甲为 ；乙中木条继续燃烧如初，
则乙为 ；丙中木条燃烧更旺，则丙为 。
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答案解析部分
1．D 2．A 3．C 4．C 5．B
6．A 7．A 8．B 9．A 10．C 11．D
12．氮气；空气；氧气
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