高中化学 专题4 微专题3 常见气体制备装置教学设计 苏教版必修1

高中化学专题4微专题3常见气体制备装置教学设计苏教版必修1课题课时课程基本信息1.课程名称：高中化学专题4微专题3常见气体制备装置教学设计

2.教学年级和班级：高中一年级（1）班

3.授课时间：2023年4月15日星期五上午第三节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验操作，学会观察、记录和分析气体制备过程中的现象。

2.强化学生的实验设计能力，引导学生根据化学反应原理，选择合适的装置和条件进行气体制备。

3.提升学生的科学思维，通过分析实验结果，培养学生对化学反应原理的理解和应用能力。

4.增强学生的安全意识，学习实验操作规范，提高学生在化学实验中的安全防护能力。教学难点与重点1.教学重点，

①理解并掌握常见气体制备的基本原理和化学反应方程式。

②熟悉不同气体制备装置的结构特点和工作原理，能够根据实验需求选择合适的装置。

③掌握气体制备过程中的操作步骤，包括气体的收集、检验和尾气处理。

2.教学难点，

①正确判断气体的性质，选择合适的收集方法，如排水集气法、排空气集气法等。

②掌握气体制备实验中可能出现的意外情况及处理方法，如气体泄漏、反应过快等。

③理解并应用气体密度和溶解性的知识，解释实验现象，如气体收集瓶内液面变化等。

④将气体制备原理与实际应用相结合，如分析气体在工业生产中的作用。教学方法与策略1.采用讲授与实验相结合的教学方法，通过讲解气体制备原理和装置特点，引导学生理解理论知识。

2.设计小组实验活动，让学生亲自操作，观察气体生成过程，增强实践操作能力。

3.利用多媒体教学设备展示实验装置图和实验步骤，帮助学生直观理解实验原理。

4.引入案例讨论，让学生分析实际气体制备应用，提高问题解决能力。教学过程设计（一）导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段工业生产中气体应用的短视频，如氧气在炼钢中的应用，引发学生对气体在生产生活中的重要作用产生兴趣。

2.提出问题：视频中使用了哪些气体？这些气体是如何制备的？激发学生对气体制备的好奇心。

3.引导学生思考：我们生活中常见的气体有哪些？它们是如何产生的？为什么需要制备气体？

（二）讲授新课（15分钟）

1.气体制备原理：讲解气体制备的基本原理，如分解反应、置换反应等，结合具体例子说明。

2.气体制备装置：介绍常见气体制备装置的结构特点和工作原理，如排水集气法、排空气集气法等。

3.气体收集方法：讲解气体的收集方法，如排水集气法、排空气集气法、向上排空气法、向下排空气法等。

4.实验操作步骤：讲解气体制备实验的操作步骤，包括气体的收集、检验和尾气处理。

5.气体性质：讲解气体的性质，如密度、溶解性等，解释实验现象。

（三）巩固练习（10分钟）

1.实验操作练习：让学生分组进行气体制备实验，巩固实验操作步骤。

2.案例分析：分析实际气体制备应用案例，提高问题解决能力。

（四）课堂提问（5分钟）

1.提问：气体制备过程中，如何判断气体是否已经收集满？

2.提问：在实验操作中，如何处理气体泄漏的情况？

3.提问：气体的密度和溶解性对气体制备有何影响？

（五）师生互动环节（10分钟）

1.教师引导学生回顾本节课所学内容，检查学生对知识的掌握情况。

2.学生提问环节，教师针对学生提出的问题进行解答。

3.教师组织学生进行小组讨论，让学生分享实验心得和遇到的问题。

（六）总结与拓展（5分钟）

1.总结本节课所学内容，强调重点和难点。

2.拓展：让学生思考气体制备在生活中的应用，提高学生的创新思维。

教学时间安排：

导入环节：5分钟

讲授新课：15分钟

巩固练习：10分钟

课堂提问：5分钟

师生互动环节：10分钟

总计用时：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：通过本节课的学习，学生能够熟练掌握气体制备的基本原理、化学反应方程式、装置特点、操作步骤等基础知识。学生对气体的性质、密度、溶解性等概念有了更深入的理解，能够将这些知识应用于实际问题的解决。

2.实验技能：学生在实验操作环节中，通过亲自动手，学会了气体制备的实验技能，包括气体的收集、检验和尾气处理等。这些技能对于学生将来进行化学实验具有重要的实用价值。

3.科学探究能力：学生在实验过程中，通过观察、记录和分析，培养了科学探究能力。他们学会了如何提出问题、设计实验、收集数据、分析结果，并从中得出结论。

4.安全意识：通过学习气体制备过程中的安全操作规范，学生提高了安全意识。他们了解了实验中可能出现的危险情况，并学会了如何预防和处理这些情况。

5.团队合作能力：在小组实验活动中，学生学会了与他人合作，共同完成任务。他们学会了倾听他人的意见，尊重他人的观点，并在团队中发挥自己的作用。

6.问题解决能力：通过分析实际气体制备应用案例，学生提高了问题解决能力。他们学会了如何将理论知识与实际应用相结合，解决实际问题。

7.创新思维：在总结与拓展环节，学生思考气体制备在生活中的应用，培养了创新思维。他们能够从不同的角度思考问题，提出新的观点和解决方案。

8.交流表达能力：在师生互动环节，学生通过提问、解答、讨论等方式，提高了交流表达能力。他们学会了如何清晰、准确地表达自己的观点，并能够理解他人的意见。

9.自主学习能力：通过本节课的学习，学生培养了自主学习能力。他们学会了如何利用教材、网络等资源，自主获取和整理知识，为今后的学习打下坚实基础。

10.综合素质提升：本节课的学习不仅使学生掌握了化学知识，还培养了他们的科学素养、人文素养和道德素养。这些综合素质的提升将对学生未来的学习和生活产生积极影响。反思改进措施反思改进措施

（一）教学特色创新

1.实验操作与理论讲解相结合：在教学中，我注重将实验操作与理论讲解相结合，让学生在实践中理解理论知识，提高了学生的动手能力和实验技能。

2.案例教学法的应用：通过引入实际气体制备应用案例，激发学生的学习兴趣，提高他们的实际应用能力和问题解决能力。

（二）存在主要问题

1.实验操作过程中的安全问题：在实验操作环节，我发现部分学生在安全意识方面还有待加强，对实验中的潜在危险认识不足。

2.学生实验操作规范性有待提高：部分学生在实验操作过程中，对实验步骤的掌握不够熟练，操作不够规范，影响了实验结果的准确性。

3.课堂互动不足：在课堂提问和讨论环节，学生的参与度不高，课堂互动不够活跃，影响了教学效果。

（三）改进措施

1.加强实验安全教育：在实验前，我会对学生进行详细的安全教育，强调实验操作中的注意事项，提高学生的安全意识。

2.实施规范操作训练：针对实验操作不规范的问题，我将安排专门的规范操作训练，确保每个学生都能熟练掌握实验步骤，提高实验操作的规范性。

3.优化课堂互动环节：为了提高课堂互动效果，我会设计更多互动性的问题，鼓励学生积极参与讨论，增加课堂的趣味性和互动性。同时，我也会关注每个学生的学习状态，及时调整教学策略，确保每个学生都能在课堂上有所收获。内容逻辑关系①本文重点知识点：

-气体制备的基本原理

-常见气体制备装置的结构特点

-气体收集方法及其适用条件

-气体的检验和尾气处理

②重点词句：

-气体发生装置：包括固体加热型、液体反应型等。

-气体收集装置：包括排水法、排空气法等。

-气体净化装置：如洗气瓶、干燥管等。

-气体检验：通过化学性质或物理性质检验气体的纯度。

③逻辑关系：

-气体制备原理是基础，决定了气体的产生和性质。

-常见气体制备装置的结构特点和适用条件是气体制备操作的前提。

-气体收集方法是气体制备的关键步骤，直接影响气体的收集效率和纯度。

-气体的检验和尾气处理是保证实验结果准确性和环境保护的必要环节。教学评价与反馈1.课堂表现：学生在课堂上的参与度和积极性是评价教学效果的重要指标。我会观察学生的提问、回答问题和参与讨论的情况，记录他们的课堂表现。例如，对于气体制备原理的讲解，我会询问学生是否能够正确描述不同气体的制备方法和原理，以此来评估他们对知识的理解程度。

2.小组讨论成果展示：在实验操作前，我会将学生分成小组，让他们讨论并设计气体制备的实验方案。在展示环节，我会评估每个小组的实验设计是否合理、操作步骤是否规范、讨论是否充分。例如，对于氧气的制备，我会看他们是否考虑了过氧化氢溶液的浓度和分解速率等因素。

3.随堂测试：为了检验学生对本节课内容的掌握情况，我会设计一些随堂测试题。这些题目可能包括选择题、填空题和简答题，旨在考察学生对气体制备原理、装置操作和气体性质的理解。通过测试成绩，我可以了解学生的学习难点和薄弱环节。

4.实验报告反馈：学生完成实验后，我会要求他们撰写实验报告。报告中应包括实验目的、原理、装置、操作步骤、结果分析等内容。我会仔细阅读报告，评估学生的实验操作能力、数据分析能力和问题解决能力。

5.教师评价与反馈：针对学生在课堂上的表现、小组讨论、随堂测试和实验报告，我会给出具体的评价和建议。例如，对于实验操作不规范的学生，我会指出错误并指导他们正确操作；对于理论知识掌握不牢固的学生，我会建议他们在课后进行复习和巩固。通过教师的评价和反馈，学生能够及时了解自己的学习情况，并针对性地进行改进。典型例题讲解1.例题：实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气，反应的化学方程式为：

\[2H_2O_2\xrightarrow{MnO_2}2H_2O+O_2↑\]

若收集到5.6L的氧气（标准状况），计算反应前过氧化氢溶液中H₂O₂的质量。

解答：首先，根据标准状况下气体的体积与物质的量关系，计算氧气的物质的量：

\[n(O_2)=\frac{V}{22.4L/mol}=\frac{5.6L}{22.4L/mol}=0.25mol\]

由化学方程式可知，每2mol的H₂O₂产生1mol的O₂，因此H₂O₂的物质的量为：

\[n(H_2O_2)=2\timesn(O_2)=2\times0.25mol=0.5mol\]

接着，计算H₂O₂的质量：

\[m(H_2O_2)=n(H_2O_2)\timesM(H_2O_2)=0.5mol\times34g/mol=17g\]

所以，反应前过氧化氢溶液中H₂O₂的质量为17g。

2.例题：实验室用锌与稀硫酸反应制备氢气，反应的化学方程式为：

\[Zn+H_2SO_4\rightarrowZnSO_4+H_2↑\]

若锌粉的质量为4.5g，计算理论上可以产生多少升氢气（标准状况下）。

解答：首先，计算锌的物质的量：

\[n(Zn)=\frac{m(Zn)}{M(Zn)}=\frac{4.5g}{65g/mol}=0.07mol\]

由化学方程式可知，每1mol的Zn产生1mol的H₂，因此氢气的物质的量也是0.07mol。

接着，计算氢气的体积：

\[V(H_2)=n(H_2)\times22.4L/mol=0.07mol\times22.4L/mol=1.568L\]

所以，理论上可以产生1.568L的氢气。

3.例题：实验室用加热高锰酸钾的方法制备氧气，反应的化学方程式为：

\[2KMnO_4\xrightarrow{\Delta}K_2MnO_4+MnO_2+O_2↑\]

若高锰酸钾的质量为1.6g，计算理论上可以产生多少克氧气。

解答：首先，计算高锰酸钾的物质的量：

\[n(KMnO_4)=\frac{m(KMnO_4)}{M(KMnO_4)}=\frac{1.6g}{158g/mol}=0.01mol\]

由化学方程式可知，每2mol的KMnO_4产生1mol的O₂，因此氧气的物质的量为：

\[n(O_2)=\frac{1}{2}\timesn(KMnO_4)=\frac{1}{2}\times0.01mol=0.005mol\]

接着，计算氧气的质量：

\[m(O_2)=n(O_2)\timesM(O_2)=0.005mol\times32g/mol=0.16g\]

所以，理论上可以产生0.16g的氧气。

4.例题：实验室用碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳，反应的化学方程式为：

\[CaCO_3+2HCl\rightarrowCaCl_2+H_2O+CO_2↑\]

若碳酸钙的质量为5.0g，计算理论上可以收集到多少升二氧化碳（标准状况下）。

解答：首先，计算碳酸钙的物质的量：

\[n(CaCO_3)=\frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)}=\frac{5.0g}{100g/mol}=0.05mol\]

由化学方程式可知，每1mol的CaCO_3产生1mol的CO₂，因此二氧化碳的物质的量也是0.05mol。

接着，计算二氧化碳的体积：

\[V(CO_2)=n(CO_2)\times22.4L/mol=0.05mol\times22.4L/mol=1.12L\]

所以，理论上可以收集到1.12L的二氧化碳。

5.例题：实验室用氯酸钾与二氧化锰反应制备氧气，反应的化学方程式为：

\[2KClO_3\xrightarrow{MnO_2,\Delta}2KCl+3O_2↑\]

若氯酸钾的质量为6.5g，计算理论上可以产生多少克氧气。

解答：首先，计算氯酸钾的物质的量：

\[n(KClO_3)=\fra