探究式教学教学设计《制取氧气》化学人教九年级上册.docx

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探究式教学教学设计《制取氧气》化学人教九年级上册

《制取氧气》教学设计

探究式教学是以自主探究为主的教学。

它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主探究或合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的一种教学形式。

学生对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并进行小组合作交流，以自我获取，自我求证的方式深化知识的理解和运用。

从而较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求的一种教学模式。

其中认知目标涉及与学科相关知识、概念、原理与能力的掌握；情感目标注重科学素养与道德品质的培养。

教材分析

本课题是学生开始学习化学以来第一次接触到具体气体物质的制法，教师要引导学生分析制取气体时应考虑的各种因素，如反应原理、反应条件、制取气体的性质，学生会从中得到相关信息，确定制取氧气的发生装置和收集装置等，从而培养学生的分析能力和判断能力。

并为以后探究二氧化碳的制取方法奠定了坚实的基础。

思路说明

本课题课时分配两课时，第一课时了解实验室制取氧气的主要方法和原理，认识分解反应、催化剂和催化作用。

第二课时介绍如何利用实验仪器制取氧气。

教学目标

【知识与技能】

（1）了解实验室中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）练习连接仪器的操作，学习检查装置的气密性，动手制取氧气；

（3）认识分解反应、催化剂及催化作用。

【过程与方法】

通过学生动手实验进行科学探究，在活动过程中对获取的信息进行加工处理。

从中培养学生的观察能力、分析能力、实验操作能力等。

【情感态度与价值观】

通过亲自动手做实验，让学生体验实验成功的喜悦，激发学习兴趣；通过实验，增强学生的探究欲。

教学重难点

【教学重点】

氧气的制法及实验操作。

【教学难点】

催化剂的概念的理解和催化作用。

教具准备

1.教师用具：

（1）5％的过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾；

（2）大试管（3支）、木条、酒精灯、天平、火柴。

2.学生用具：

（1）高锰酸钾、木炭、细铁丝、澄清石灰水；

（2）大试管、棉花、塞子（带导管）、集气瓶（2个）、毛玻璃片、水槽、铁架台、坩埚钳、小烧杯、火柴。

教学过程

第一课时

导入新课

我们在初中阶段将要学习几种重要的气体，氧气是我们接触的第一种。

在上节课里我们已经利用氧气做了有关氧气性质的实验，在这些实验中，我们所用的氧气从何而来呢？

这节课我们就来学习氧气的制法。

教学流程

【思考】空气中含有哪些成分？

能否从空气中获得氧气？

【回答】空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等。

下面可以从空气中获得氧气，获取的方法是分离液态空气。

一、氧气的工业制法

分离液态空气制氧气

【思考】这个变化属于什么变化？

为什么？

【回答】从空气中分离氧气并没有生成新物质，而没有新物质生成的变化属于物理变化。

【设问】实验室用什么方法获得氧气？

下面我们通过实验来研究。

二、氧气的实验室制法

【实验】实验2-5

1.在试管中加入5mL5％的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃？

【设计意图】为后面的催化剂对比实验奠定基础。

2.微微加热装有过氧化氢溶液的试管，有什么现象发生?

把带火星的木条伸入试管，观察发生的现象。

3.用酒精灯加热二氧化锰，片刻后将带火星木条伸入试管口，观察现象。

【设计意图】证明温度对二氧化锰以及过氧化氢的影响。

4.在另一支试管中加入5mL5％的过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察发生的现象。

现象：

1.不加热过氧化氢溶液时，带火星的木条不能复燃，说明没有氧气放出。

2.加热过氧化氢溶液时，带火星的木条复燃，说明过氧化氢溶液受热时能产生氧气。

3.加热二氧化锰时，带火星的木条不能复燃，说明没有氧气放出。

4.不加热，但在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，带有火星的木条复燃，说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰时会产生氧气。

【结论】实验室可用加热过氧化氢溶液或在过氧化氢溶液中加二氧化锰制取氧气。

【过渡】从上面的实验中可以看出，有二氧化锰不加热可产生氧气，没有二氧化锰加热过氧化氢溶液也能产生氧气，那么二氧化锰是一种反应物，还是起别的作用呢？

【实验】待上述实验中4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，又会有气泡产生，用带火星的木条进行检验，带火星的木条能够复燃。

【结论】产生的气体还是氧气。

（提示）：

多次重复上述实验，还能观察到同样的现象。

【分析】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。

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？

科学家们经过精确的实验，得出了“二氧化锰在反应前后质量未变”的结论。

（提示）：

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，比较反应前后二氧化锰质量，发现没有变化。

【提问】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?

【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。

【分析】二氧化锰在反应中起了加快化学反应速率的作用，而本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化，这样的物质叫做催化剂，又叫触媒。

在反应中所起的作用叫催化作用。

如二氧化锰就是过氧化氢分解的催化剂。

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

催化作用：

催化剂在化学反应中所起的作用

【提问】在用过氧化氢溶液制取氧气的实验中，二氧化锰这种催化剂起了加快化学反应速率的作用，是不是所有化学反应的速率都需要加快?

所有的催化剂都起加快反应速率的作用呢?

【回答】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。

【分析】为了加快化学反应的进行我们使用催化剂，而为了减缓反应的进行我们也使用催化剂。

如在橡胶制品中常加入一些催化剂以减缓橡胶的老化速度；食用油脂里加入一些催化剂可以有效地防止酸败。

所以催化剂的概念中说催化剂能“改变”其他物质的化学反应速率，既包括“加快”也包括“减慢”。

能加快化学反应进行的催化剂一直是科学家们致力研究的对象，因为它对人类发展的意义更大。

【提问】催化剂有哪些应用呢？

【设计意图】联系实际应用，发散思维。

【回答】催化剂在化工生产中具有重要而广泛的应用，许多反应需要借助于催化剂才能进行或者很快地进行。

例如，在化肥、农药、多种化工原料的生产过程中都要用到催化剂，在汽车尾气处理、酿造工业和制药工业中也要用到催化剂，生物体内存在的各种各样的酶其实都是起催化剂的作用。

【分析】通过上面的实验可知二氧化锰不是一种反应物，而是一种催化剂。

如果我们要把实验室用过氧化氢制取氧气的这个反应用文字表示出来，二氧化锰应写在什么位置呢?

催化剂应算作一个反应条件，写在箭头的上方。

1.过氧化氢水+氧气

【分析】实验室可用多种方法制取氧气，如加热高锰酸钾制取氧气，加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气。

大家对于高锰酸钾其实并不陌生，医院里常用的紫药水，事实上就是高锰酸钾和水形成的溶液。

它具有杀菌、消毒的作用。

【过渡】高锰酸钾在加热的情况下能分解出氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰。

这个实验下一课我们专门安排实验探究。

2.高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气。

【分析】在二氧化锰的催化下，加热氯酸钾也可以分解出氧气，同时生成氯化钾。

请同学们用文字表达式把这个反应表示出来。

3.氯酸钾氯化钾+氧气

【提问】上述三个反应与化合反应有什么不同？

【回答】化合反应的特点是多变一，而上述反应是一种物质生成两种或两种以上的物质。

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。

【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”。

【分析】按照物质的成分可以把物质分为纯净物和混合物，按照反应物和生成物的种类可以把化学反应分为化合反应和分解反应等等。

利用分类的方法来学习化学，这也是我们所走的一条捷径，今后我们还将分类学习更多的化学知识。

所以遇到一些相关知识时，大家要注意进行归类。

【课堂练习】

1.可用于实验室制取氧气的药品是（）

A.空气B.过氧化氢和二氧化锰

C.二氧化碳D.二氧化锰

2.实验室制取氧气时，必须满足的条件是（）

A.使用催化剂B.用含氧的物质作反应物

C.用排水法收集D.用燃着的火柴检验是否收集满

答案：

1.B2.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分解过氧化氢溶液、加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物三种方法。

在用过氧化氢溶液和氯酸钾制取氧气时，通常用二氧化锰作催化剂，它在这里起催化作用。

通过对比化合反应，我们还知道制取氧气的反应都属于分解反应。

同时还告诉我们要学会用分类的方法来学习化学。

板书设计

课题3制取氧气

一、工业制氧气

分离液态空气制氧气

二、实验室制氧气

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

催化作用：

催化剂在化学反应中所起的作用

1.过氧化氢水+氧气

2.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气

3.氯酸钾加热氯化钾+氧气

三、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

布置作业

1.上册课本P42习题1

2.实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合可得到一种气体，在此反应的前后，二氧化锰固体的质量（）

A.变大B.变小C.先变大后变小D.不变

3.下列有关催化剂的说法中错误的是（）

A.催化剂可以改变其他物质的化学反应速率

B.在反应前后催化剂的质量没有改变

C.在反应前后催化剂的化学性质没有改变

D.催化剂就是二氧化锰

答案：

2.D3.D

第二课时

知道了制取氧气的反应原理后，这节课我们来选择反应装置，并亲自动手制取氧气，然后验证氧气的性质。

【分析】根据实验台上所给仪器，组内同学充分讨论、设计、自行组装一套实验室制取氧气的发生装置并讨论出装置的使用范围。

一、选择装置

展示各组设计的装置，组间互相评判其优缺点。

由上述探讨，归纳出制取气体的可行性装置（如右图）：

图一：

适合于固体（液体）和液体反应，不需加热；

图二：

适合固体在加热条件下制取气体。

【提问】现在我们还不能完成制取气体的实验，谁能知道还有什么问题没解决呢？

【回答】还需要确定收集装置。

【讨论】确定出两种收集方法及收集装置。

方法一：

排水法，氧气不易溶于水（右图三）；

方法二：

向上排空气法，氧气的密度比空气的密度大（右图四）。

【过渡】确定了收集装置后，我们重点学习用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项。

二、操作过程

【分析】制取氧气的步骤：

1.检查装置的气密性，检查气密性的方法：

将导管的一端浸入水槽中，用手紧握气体发生装置外壁，若水中的导管口有气泡冒出。

松开手后，导管口出现一段水柱。

证明装置不漏气

2.装药品。

3.固定仪器,试管口要塞棉花，组装顺序：

先下后上，从左到右。

4.给试管加热，先预热，再集中加热。

5.收集气体，用排水法收集时：

导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集（为什么?

），当气泡连续地并比较均匀地放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。

【设计意图】学会思考实验过程中遇到的问题，并想出办法如何解决，锻炼学生的实际操作能力和解决问题能力。

6.

（1）如果用排水法收集，要先把导管移出水面，再熄灭酒精灯。

（如果先熄灭酒精灯，可能会造成什么后果？

）

（2）如果