课题3 制取氧气
第1课时 制取氧气
教学目标：
一、知识目标
了解氧气的工业制法，掌握利用液氧和液氮沸点不同分离液态空气的原理和过程。
掌握实验室用高锰酸钾和分解过氧化氢制取氧气的实验原理、发生装置、收集装置、实验步骤、检验与验满方法。
体会制取气体的一般思路和方法。
二、素养目标
宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氧气的制取方法，从微观角度理解工业制氧和实验室制氧的原理。
证据推理与模型认知：通过对实验现象的观察和分析，推理得出氧气的性质和制取方法，建立制取气体的一般模型。
科学探究与创新意识：通过设计和实施实验，培养科学探究能力和创新意识，学会选择合适的实验方法和装置。
教学重难点：
一、教学重点
氧气的工业制法和实验室制法，包括实验原理、装置选择、实验步骤等。
二、教学难点
实验室制取氧气的实验操作和注意事项，以及对实验现象的分析和解释。
教学过程：
教学环节一 课堂导入
【展示潜水员图片】同学们，老师给大家展示一张图片，大家看，潜水员在潜水时总是在身后背着一个氧气瓶。大家想一想，在水下那么深的地方，没有我们平常呼吸的空气，潜水员却能正常呼吸，这全靠这个氧气瓶。那大家知道氧气瓶中的氧气是怎样制取的吗？（给学生一些思考和发言时间，鼓励学生大胆猜测，可能会有学生提出一些不太准确的想法）
【联系生活拓展】其实呀，不仅仅是潜水员，医院里很多病人也需要吸氧来维持生命，还有一些特殊的工业生产过程也离不开氧气。那这些大量的氧气是怎么来的呢？是像我们想象的那么简单吗？带着这些疑问，今天我们就一起来探究氧气的制取方法。
教学环节二 氧气的工业制法
活动一 氧气工业制法的原理和过程
【引入】同学们，潜水员在潜水时总是在身后背着一个氧气瓶。大家知道氧气瓶中的氧气是怎样制取的吗？在工业生产中，我们需要大量的氧气，这就涉及到氧气的工业制法。下面我们就来学习氧气的工业制法。
【问题】工业上是利用什么原理来制取氧气的呢？
【学生思考】学生阅读教材相关内容后回答：利用液氧（沸点高）和液氮（沸点低）的沸点不同进行分离。分离液态空气过程，没有生成新的物质，是物理变化。
【教师讲解】评价学生回答并强调：工业制氧气采用分离液态空气法，先将空气低温加压变成液态空气，然后控制温度在到之间，利用各成分沸点不同进行分离。这个过程没有新物质生成，属于物理变化。
教学任务三 氧气的实验室制法
活动一 用高锰酸钾制氧气
【引入】在实验室中，我们也需要制取氧气来进行各种实验。下面我们先来学习用高锰酸钾制取氧气的方法。
【问题】用高锰酸钾制取氧气需要用到哪些试剂呢？其反应原理是什么？
【学生思考】学生阅读教材后回答：试剂是高锰酸钾，它是暗紫色固体，可溶于水，是常用的消毒剂。反应原理是高锰酸钾
锰酸钾+二氧化锰+氧气。
【教师讲解】评价学生回答并强调：高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。在这个反应中，我们要注意反应条件是加热。
【问题】用高锰酸钾制取氧气的发生装置和收集装置应该如何选择呢？
【学生思考】学生结合教材内容和已学知识回答：反应物状态是固体，反应条件是加热，所以发生装置选择固体加热装置；氧气不易溶于水、密度比空气大，所以收集装置可以选择排水法或向上排空气法。
【教师讲解】展示固体加热装置和收集装置的图片，详细讲解发生装置和收集装置的特点及注意事项。如固体加热装置要药品平铺、外焰加热、试管口略向下倾斜、试管口放一团棉花等；排水法收集到的气体较纯净但不干燥，向上排空气法收集到的气体较干燥但不纯净等。
【问题】加热高锰酸钾制氧气的实验步骤是怎样的？
【学生思考】学生结合视频总结用高锰酸钾制氧气的实验步骤。
【教师讲解】实验步骤为“查、装、定、点、收、离、熄”，谐音记忆“茶庄定点收利息”。即①查—连接仪器，检查装置气密性；②装—试剂装入试管，使之平铺在试管的底部，管口塞一小团棉花；③定—用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；④点—点燃酒精灯加热（须预热）；⑤收—排水法收集氧气（等气泡连续均匀放出时再开始收集）；⑥离—实验完毕，先把导管撤离水面；⑦熄—熄灭酒精灯，停止加热，冷却后拆除装置。
【问题】在实验过程中，为什么要先对试管进行预热，然后再对准试剂部位加热？为什么要到导管口连续均匀冒出气泡时，再开始收集氧气？试验结束，为什么先将导管移出水面，再熄灭酒精灯？
【学生思考】学生思考并回答：先预热是为了防止试管因受热不均匀而炸裂；到导管口连续均匀冒出气泡时再收集是为了防止收集的氧气中混有空气；先移导管再熄灭酒精灯是为了防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤冷而炸裂。
【讲解】对学生的回答进行肯定和强调，进一步解释这些操作的重要性。
【问题】如何检验收集到的气体是氧气？收集氧气时，怎样知道已收集满了？
【学生思考】学生思考并回答：用带火星木条伸入集气瓶中，木条复燃，则证明是氧气。用向上排空气法收集时，可用带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃，则证明氧气已满。用排水法收集氧气时，当集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出，证明已收集满。
【总结】总结用高锰酸钾制氧气的试剂、原理、发生装置、收集装置、实验步骤以及注意事项。
活动二 过氧化氢分解制氧气
【引入】除了用高锰酸钾制取氧气，在实验室中还可以用过氧化氢分解来制取氧气。下面我们来学习这种方法。
【问题】用过氧化氢制取氧气需要用到哪些试剂呢？其反应原理是什么？
【学生思考】学生阅读教材后回答：试剂是过氧化氢和二氧化锰，过氧化氢是无色液体，二氧化锰是黑色粉末。反应原理是过氧化氢
水+氧气。
【教师讲解】评价学生回答并强调：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气。二氧化锰在这个反应中起催化作用，能加快反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变。
【问题】用过氧化氢制取氧气的发生装置和收集装置又该如何选择呢？
【学生思考】学生结合教材内容和已学知识回答：反应物状态是固体和液体，反应条件是不加热，所以发生装置选择固液常温型装置；氧气不易溶于水、密度比空气大，所以收集装置可以选择排水法或向上排空气法。
【教师讲解】展示固液常温型装置的图片，详细讲解其特点和注意事项，如长颈漏斗下端要伸到液面以下等。
【问题】分解过氧化氢制氧气的实验步骤是怎样的？
【学生思考】学生结合视频总结用过氧化氢制氧气的实验步骤。①查—连接仪器，检查装置气密性；②装—装入药品（二氧化锰）；③定—固定装置；④倒—倒入过氧化氢溶液；⑤收—排水法或向上排空气法收集。
【讲解】说明检查装置气密性的方法：用止水夹夹住胶管，往长颈漏斗中注水，长颈漏斗下端能保持一段稳定的水柱，说明气密性良好。
课堂小结：
板书设计：
制取氧气
一、氧气的工业制法
原理：利用液氧和液氮沸点不同分离液态空气（物理变化）
过程：空气→低温加压→液态空气→控制温度（ -196°C - -183°C）→氮气、液态氧气
二、氧气的实验室制法
（一）用高锰酸钾制氧气
试剂：高锰酸钾（暗紫色固体）
原理：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
发生装置：固体加热装置
注意：试管口略向下倾斜、放一团棉花
收集装置
排水法：较纯净但不干燥
向上排空气法：较干燥但不纯净
实验步骤：查装定点收离熄
（二）分解过氧化氢制氧气
试剂：过氧化氢、二氧化锰
原理：过氧化氢水+氧气
发生装置：固液常温型
注意：长颈漏斗下端伸到液面以下
教学反思：
在本次教学中，通过联系生活实际导入，激发了学生的学习兴趣。在讲解工业制氧和实验室制氧的原理、过程及操作时，借助多媒体和实验演示，学生理解起来较为容易。但在实验操作演示环节，部分学生过于关注实验现象，忽略了操作要点和注意事项。在今后的教学中，应加强对学生观察能力和思考能力的引导，提前明确观察目标和思考问题。对于学生在随堂演练中出现的问题，反映出对一些细节知识掌握不牢，后续要强化重点知识的巩固，多进行针对性练习，以提高学生的知识运用能力。
