氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法教學(xué)設(shè)計(jì)?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)學(xué)生能夠理解實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理，掌握三種制取氧氣的方法（過(guò)氧化氫分解、氯酸鉀分解、高錳酸鉀分解）及其文字表達(dá)式。學(xué)生學(xué)會(huì)正確選擇制取氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置（包括發(fā)生裝置和收集裝置），并能理解選擇的依據(jù)。學(xué)生熟練掌握氧氣的收集方法（排水法和向上排空氣法），理解兩種收集方法的適用情況。學(xué)生能夠正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的實(shí)驗(yàn)操作，包括儀器的連接、氣密性檢查、藥品的取用、氣體的收集與驗(yàn)滿等。2.過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣原理的探究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和歸納總結(jié)能力。在實(shí)驗(yàn)裝置的選擇和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的一般過(guò)程。通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和交流表達(dá)能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)廢棄物的處理，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的三種方法及其原理。氧氣制取實(shí)驗(yàn)裝置的選擇和實(shí)驗(yàn)操作步驟。2.教學(xué)難點(diǎn)理解催化劑的概念和作用。根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇合適的發(fā)生裝置，根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇合適的收集裝置。三、教學(xué)方法1.講授法：講解實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理、實(shí)驗(yàn)裝置、操作步驟等基礎(chǔ)知識(shí)，確保學(xué)生系統(tǒng)地掌握相關(guān)知識(shí)。2.實(shí)驗(yàn)探究法：通過(guò)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，探究實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究精神。3.小組合作學(xué)習(xí)法：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，共同討論實(shí)驗(yàn)方案、解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和交流表達(dá)能力。4.多媒體輔助教學(xué)法：利用多媒體課件展示實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，直觀形象地幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。四、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1.播放一段關(guān)于氧氣在生活中廣泛應(yīng)用的視頻，如醫(yī)療急救、燃燒、動(dòng)植物呼吸等。2.提問(wèn)學(xué)生："氧氣如此重要，在實(shí)驗(yàn)室中我們?nèi)绾沃迫⊙鯕饽兀?引發(fā)學(xué)生思考，導(dǎo)入新課。（二）知識(shí)講解（15分鐘）1.氧氣制取方法的歷史回顧簡(jiǎn)單介紹氧氣制取方法的發(fā)展歷程，讓學(xué)生了解科學(xué)研究是不斷進(jìn)步的過(guò)程。2.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理講解過(guò)氧化氫分解制取氧氣的原理：過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣。講解氯酸鉀分解制取氧氣的原理：氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，加熱分解生成氯化鉀和氧氣，文字表達(dá)式為：氯酸鉀$\stackrel{二氧化錳、加熱}{→}$氯化鉀+氧氣。講解高錳酸鉀分解制取氧氣的原理：高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，文字表達(dá)式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。3.催化劑的概念通過(guò)過(guò)氧化氫分解實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在常溫下，過(guò)氧化氫分解速率很慢，幾乎看不到氣泡產(chǎn)生；當(dāng)加入二氧化錳后，迅速產(chǎn)生大量氣泡。講解催化劑的概念：在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑（又叫觸媒）。強(qiáng)調(diào)催化劑的"一變兩不變"特點(diǎn)，即改變反應(yīng)速率（加快或減慢），質(zhì)量不變，化學(xué)性質(zhì)不變。（三）實(shí)驗(yàn)探究（20分鐘）1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備展示實(shí)驗(yàn)儀器：過(guò)氧化氫溶液、二氧化錳、氯酸鉀、高錳酸鉀、試管、酒精燈、鐵架臺(tái)、導(dǎo)管、集氣瓶、水槽等。介紹實(shí)驗(yàn)儀器的用途和使用方法。2.分組實(shí)驗(yàn)將學(xué)生分成小組，每組45人，分別進(jìn)行過(guò)氧化氫分解、氯酸鉀分解、高錳酸鉀分解制取氧氣的實(shí)驗(yàn)。教師巡視各小組，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提醒學(xué)生注意安全，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3.實(shí)驗(yàn)步驟過(guò)氧化氫分解制取氧氣檢查裝置的氣密性：將導(dǎo)管一端放入水中，用手握住試管，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡冒出，若有氣泡冒出，則氣密性良好。向試管中加入少量過(guò)氧化氫溶液，再加入少量二氧化錳，迅速用帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口。將導(dǎo)管另一端放入水槽中，觀察現(xiàn)象：有大量氣泡產(chǎn)生。用排水法收集一瓶氧氣：當(dāng)導(dǎo)管口氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)，開(kāi)始收集。待集氣瓶口有大氣泡冒出時(shí)，說(shuō)明氧氣已收集滿，在水中用玻璃片蓋住瓶口，移出水面，正放在桌面上。用向上排空氣法收集一瓶氧氣：將導(dǎo)管伸入集氣瓶底部，用帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說(shuō)明氧氣已收集滿。氯酸鉀分解制取氧氣檢查裝置的氣密性。將氯酸鉀和二氧化錳按質(zhì)量比3:1混合均勻后，裝入試管中，管口略向下傾斜，用鐵架臺(tái)固定。點(diǎn)燃酒精燈，先預(yù)熱試管，再集中加熱藥品部位。用排水法收集氧氣，操作方法同過(guò)氧化氫分解制取氧氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先將導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈。高錳酸鉀分解制取氧氣檢查裝置的氣密性。在試管口放一團(tuán)棉花，防止加熱時(shí)高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管。將高錳酸鉀裝入試管中，管口略向下傾斜，用鐵架臺(tái)固定。點(diǎn)燃酒精燈，先預(yù)熱試管，再集中加熱藥品部位。用排水法收集氧氣，操作方法同過(guò)氧化氫分解制取氧氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先將導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈。4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄各小組記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象，如氣泡產(chǎn)生的速率、氣體的顏色、收集滿氧氣所需的時(shí)間等。教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。（四）實(shí)驗(yàn)裝置分析（15分鐘）1.發(fā)生裝置展示過(guò)氧化氫分解、氯酸鉀分解、高錳酸鉀分解制取氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置圖。引導(dǎo)學(xué)生分析三種反應(yīng)的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件：過(guò)氧化氫分解是固體與液體在常溫下反應(yīng)。氯酸鉀分解和高錳酸鉀分解是固體在加熱條件下反應(yīng)。講解根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置的原則：固體與液體在常溫下反應(yīng)，選擇固液常溫型發(fā)生裝置（如過(guò)氧化氫分解制取氧氣的裝置）。固體在加熱條件下反應(yīng)，選擇固體加熱型發(fā)生裝置（如氯酸鉀分解、高錳酸鉀分解制取氧氣的裝置）。2.收集裝置展示排水法和向上排空氣法收集氧氣的裝置圖。引導(dǎo)學(xué)生分析氧氣的性質(zhì)：氧氣不易溶于水，密度比空氣大。講解根據(jù)氣體性質(zhì)選擇收集裝置的原則：不易溶于水或難溶于水的氣體，可用排水法收集（如氧氣）。密度比空氣大的氣體，可用向上排空氣法收集（如氧氣）。密度比空氣小的氣體，可用向下排空氣法收集。（五）總結(jié)歸納（10分鐘）1.請(qǐng)各小組代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論收獲，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。2.總結(jié)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的三種方法、原理、實(shí)驗(yàn)裝置、操作步驟及注意事項(xiàng)。方法：過(guò)氧化氫分解、氯酸鉀分解、高錳酸鉀分解。原理：過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；氯酸鉀$\stackrel{二氧化錳、加熱}{→}$氯化鉀+氧氣；高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。實(shí)驗(yàn)裝置：發(fā)生裝置：固液常溫型（過(guò)氧化氫分解）、固體加熱型（氯酸鉀分解、高錳酸鉀分解）。收集裝置：排水法、向上排空氣法。操作步驟：查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄（諧音記憶：茶莊定點(diǎn)收利息）。注意事項(xiàng)：檢查裝置氣密性。藥品的取用方法和用量。試管口的朝向（略向下傾斜）。加熱時(shí)的操作順序（先預(yù)熱，再集中加熱）。排水法收集氧氣時(shí)的時(shí)機(jī)（氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)開(kāi)始收集）。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后先將導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈。3.強(qiáng)調(diào)催化劑的重要作用和實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題。（六）課堂練習(xí)（5分鐘）1.實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣時(shí)，若忘記加入二氧化錳，其結(jié)果是（）A.不產(chǎn)生氧氣B.產(chǎn)生氧氣的速率慢C.產(chǎn)生氧氣的總量減少D.沒(méi)有影響2.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，可選用的收集方法是（）A.排水法B.向下排空氣法C.向上排空氣法D.排水法或向上排空氣法3.寫出下列反應(yīng)的文字表達(dá)式：過(guò)氧化氫分解制取氧氣高錳酸鉀分解制取氧氣（七）課堂小結(jié)（5分鐘）1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法、原理、實(shí)驗(yàn)裝置、操作步驟、注意事項(xiàng)等。2.強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)思考和探索相關(guān)知識(shí)。（八）布置作業(yè)（5分鐘）1.書面作業(yè)：完成課本上的相關(guān)練習(xí)題，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣知識(shí)的理解和掌握。2.拓展作業(yè)：查閱資料，了解工業(yè)上制取氧氣的方法和原理，并與實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法進(jìn)行對(duì)比。3.實(shí)踐作業(yè)：利用家中的物品，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的制取氧氣的實(shí)驗(yàn)，并嘗試進(jìn)行操作（注意安全）。五、教學(xué)反思通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的知識(shí)有了較為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和掌握。在教學(xué)過(guò)程中，采用實(shí)驗(yàn)探究法和小組合作學(xué)習(xí)法，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、科學(xué)探