实验室制取氧气实验教案

实验室制取氧气实验教案一、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反应原理，掌握相关化学方程式的书写。熟悉实验室制取氧气所需的仪器和装置，了解各仪器的名称、用途及使用方法。学会实验室制取氧气的实验操作步骤，包括仪器的组装、气密性检查、药品的取用、气体的收集与检验等，并能正确操作进行实验。2.过程与方法目标通过对实验室制取氧气反应原理的探究，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及从多种信息中获取有效信息的能力。在实验操作过程中，锻炼学生的动手能力、观察能力和团队协作能力，让学生体验科学探究的一般过程，提高科学探究能力。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。通过小组合作实验，增强学生的团队合作意识，让学生体会到合作在科学研究中的重要性。二、教学重难点1.教学重点实验室制取氧气的反应原理和实验操作步骤。氧气的制取装置及收集方法的选择依据。2.教学难点对催化剂概念的理解。实验操作过程中的气密性检查及氧气的检验方法。三、教学方法讲授法、实验探究法、小组合作学习法四、教学过程（一）导入新课（5分钟）1.展示图片展示医院急救病人时给病人输氧气的图片，以及航天发射中氧气供应的图片。2.提出问题提问学生：在这些场景中，氧气是如何获得的呢？在实验室里，我们又怎样制取氧气呢？从而引出本节课的主题实验室制取氧气实验。（二）知识讲解（15分钟）1.氧气的工业制法简要介绍工业上制取氧气的方法分离液态空气法。讲述其原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，通过蒸发液态空气，先将氮气蒸发出来，剩下的主要就是液态氧。这种方法属于物理变化。2.氧气的实验室制法反应原理介绍实验室制取氧气常用的三种方法：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↑（MnO₂作催化剂）。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作用下受热分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO₃=2KCl+3O₂↑（MnO₂作催化剂）。重点讲解催化剂的概念：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"一变两不变"的特点，即改变反应速率（加快或减慢），质量不变，化学性质不变。实验装置展示实验室制取氧气的两套常用装置：固液不加热型（以过氧化氢溶液分解为例）和固体加热型（以高锰酸钾分解为例）。结合装置图，讲解各仪器的名称和用途，如长颈漏斗（用于添加液体药品）、锥形瓶（反应容器）、分液漏斗（可控制液体滴加速度，从而控制反应速率）、试管（用于加热固体药品）、酒精灯（提供热源）、导管（导出气体）、集气瓶（收集气体）、水槽（用于排水法收集气体时盛水）等。收集方法讲解氧气的两种收集方法：排水法和向上排空气法。分析排水法收集氧气的优点：收集到的氧气比较纯净；缺点：收集到的氧气中会混有水蒸气。向上排空气法收集氧气的优点：操作简便；缺点：收集到的氧气不够纯净，含有较多空气。引导学生根据氧气的性质（不易溶于水、密度比空气大）来选择合适的收集方法。实验步骤（以过氧化氢溶液分解制取氧气为例）检查装置的气密性：将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。向锥形瓶中加入二氧化锰固体：先将锥形瓶横放，用镊子夹取二氧化锰固体放在瓶口，再将锥形瓶慢慢竖起，使药品滑落到瓶底。通过长颈漏斗加入过氧化氢溶液：注意长颈漏斗下端要液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。收集氧气：用排水法收集时，待导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，当集气瓶口有大气泡冒出时，说明氧气已收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口，将集气瓶移出水面，正放在桌面上；用向上排空气法收集时，将导管伸入集气瓶底部，收集满后同样在瓶口盖上玻璃片，正放在桌面上。检验氧气：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明收集的气体是氧气。验满：用排水法收集时，集气瓶口有大气泡冒出则已满；用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满。实验注意事项以高锰酸钾分解制取氧气为例，讲解实验注意事项：试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。先预热，再集中加热，防止试管受热不均而炸裂。实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂。（三）实验演示（10分钟）1.准备实验仪器和药品按照过氧化氢溶液分解制取氧气的实验装置图，准备好锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、导管、集气瓶、水槽、二氧化锰、过氧化氢溶液等仪器和药品。2.进行实验演示边操作边讲解实验步骤和注意事项，让学生仔细观察实验现象。检查装置气密性，向锥形瓶中加入二氧化锰，通过长颈漏斗加入过氧化氢溶液，观察反应现象：有大量气泡产生。用排水法收集氧气，讲解收集过程中的操作要点和现象：待导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，集气瓶内逐渐充满气体，水面下降。将带火星的木条伸入集气瓶中，检验氧气：木条复燃，证明收集到的是氧气。验满：展示集气瓶口有大气泡冒出，说明氧气已收集满。（四）学生分组实验（20分钟）1.分组将学生分成若干小组，每组45人，每组推选一名组长，负责组织小组实验和协调分工。2.分发实验仪器和药品给每个小组分发实验所需的仪器和药品，包括锥形瓶、分液漏斗、导管、集气瓶、水槽、二氧化锰、过氧化氢溶液等。3.强调实验安全提醒学生注意实验安全，如过氧化氢溶液具有一定腐蚀性，使用时要小心；加热仪器时要正确操作，防止烫伤等。4.学生进行实验各小组学生按照实验步骤进行操作，制取并收集氧气。教师巡回指导，及时纠正学生的错误操作，解答学生的疑问，观察学生的实验情况，鼓励学生积极动手，认真观察实验现象。5.小组合作与交流学生在实验过程中，小组成员之间相互协作，共同完成实验操作。如有的学生负责添加药品，有的学生负责检查装置气密性，有的学生负责收集氧气等。同时，鼓励学生交流讨论实验中遇到的问题及解决方法，培养学生的团队合作意识和交流能力。（五）实验总结与反思（10分钟）1.实验总结请各小组代表发言，分享本小组实验的过程、现象及收获。教师对各小组的实验情况进行总结评价，再次强调实验室制取氧气的反应原理、实验装置、收集方法、实验步骤及注意事项等重点知识。针对学生在实验过程中出现的共性问题和错误操作进行强调和纠正，如气密性检查不规范、药品取用方法不正确、氧气收集时机把握不准等。2.实验反思引导学生思考实验过程中存在的不足之处，如实验时间控制、实验效率、实验操作的熟练程度等。鼓励学生提出改进实验的建议和想法，培养学生的创新思维和实践能力。例如，有的学生提出可以用分液漏斗代替长颈漏斗，这样能更好地控制反应速率；有的学生建议在实验前对仪器进行更充分的检查和调试，以提高实验成功率。（六）课堂练习（5分钟）1.布置练习题实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口放一团棉花的作用是（）用排水法收集氧气时，当导管口有（）冒出时开始收集。写出过氧化氢溶液分解制取氧气的化学方程式（）。实验室制取氧气的装置中，有关几个"口"的位置错误的是（）A.装药品的试管口应略向下倾斜B.用排空气法收集氧气时，集气瓶口应向上C.进入试管的导气管口应露出胶塞较长D.用排水法收集时，导气管口应伸入集气瓶的口部2.学生练习学生独立完成练习题，教师巡视，了解学生对本节课知识的掌握情况。3.讲解练习针对学生的练习情况进行讲解，对学生存在的问题进行详细解答，强化学生对重点知识的理解和记忆。（七）课堂小结（5分钟）1.回顾总结引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括氧气的工业制法和实验室制法。重点回顾实验室制取氧气的反应原理、实验装置、收集方法、实验步骤及注意事项等知识要点。2.强调重点强调催化剂的概念、氧气收集方法的选择依据以及实验操作中的关键环节，如气密性检查、氧气检验等。3.布置作业书面作业：完成课后练习题中与本节课相关的题目，巩固所学知识。拓展作业：查阅资料，了解其他实验室制取气体的方法，并与本节课所学内容进行比较。五、教学资源1.实验仪器锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、导管、集气瓶、水槽、试管、酒精灯、铁架台、药匙、镊子、玻璃片等。2.实验药品过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾。3.多媒体课件包含氧气工业制法和实验室制法的图片、视频，以及实验室制取氧气实验装置图、操作步骤动画等，用于辅助教学。六、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，激发了学生的学习兴趣和积极性，培养了学生的动手能力、观察能力和团队协作能力。实验演示环节让学生直观地看到了实验过程和现象，为学生分组实验打下了良好的基础。学生分组实验过程中，大部分学生能够积极参与，认真操作