九年级化学上册2.1空气教案(新版)新人教版

课题1空气1．通过实验探究空气中氧气的体积含量，并对空气的成分有进一步的了解。2．了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。3．初步学会鉴别纯净物和混合物。4．了解空气污染给人类带来的危害，增强学生的环保意识。重点用探究的方法测定空气中氧气的体积分数。难点空气成分测定实验中的误差分析。一、创设情境，导入新课出示一幅蓝天、白云、草地、人、动物图片。提问：这幅图片上除了蓝天、白云、草地、人、动植物外还有什么？——空气空气是人类和一切动植物的生命支柱，同时也是一种宝贵的自然资源。今天我们就共同来学习和研究与我们生命息息相关的空气。二、合作交流，探究新知(一)空气是由什么组成的请学生阅读课本P26思考：二百多年前，法国科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，那他是如何研究的呢？拉瓦锡的结论是什么？并引导学生观看图(拉瓦锡研究空气成分所用的装置)。其实，拉瓦锡并不是最早研究空气成分的人，在他之前已有很多科学家着手研究空气的组成。如瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里，他们很早就发现了空气中的氧气。但拉瓦锡最早用实验得出了结论：空气是由氧气和氮气组成的。拉瓦锡的实验是在200多年前做的，由于受到当时条件的限制，他的实验比较麻烦。现在我们已经能用简单的实验来验证拉瓦锡所得出的结论，接下来我们就用红磷作原料来测定一下空气中氧气的含量。1．测定空气中氧气的含量实验2－1：空气中氧气含量的测定探究步骤：(1)将图2－3所示集气瓶内加少量水，容积划分为五等份，并加以标记。(2)在带橡胶塞和导管的燃烧匙内装满红磷，将胶皮管上的弹簧夹夹紧，把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃，并迅速伸入集气瓶内，塞紧橡胶塞，观察现象。实验现象：红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟。反应的文字表达式：红磷＋氧气五氧化二磷。(3)待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开弹簧夹，观察现象。实验现象：水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。实验讨论：(1)红磷在集气瓶中燃烧，消耗了什么气体？(氧气)(2)红磷在集气瓶中未能全部燃烧，说明了什么？(集气瓶内的氧气已消耗完)(3)集气瓶中剩余的气体主要是什么？有什么性质？(氮气；不能燃烧也不支持燃烧，难溶于水)(4)打开弹簧夹后，为什么集气瓶中能吸入约占集气瓶容积1/5的水？(氧气约占空气总体积的1/5，集气瓶中剩余气体不与红磷反应，不溶于水也不与水反应)实验结论：由该实验现象，可以得出以下结论：氧气约占空气总体积的1/5。拓展思考：(1)点燃的红磷(用燃烧匙)为什么要迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞？如果将点燃的红磷慢慢伸入集气瓶，结果又如何？(避免集气瓶中部分气体受热逸出；测定结果偏大)(2)为什么要等待集气瓶冷却到室温后，再打开弹簧夹？(如果燃烧刚结束就打开弹簧夹，集气瓶内气体还处于受热膨胀状态，压强变化不明显；测定结果偏小)(3)如果实验中，红磷在集气瓶里已经消耗完，对实验结果有无影响？为什么？(红磷量不足，测定结果偏小)(4)如果将该实验中的红磷改成木炭，对实验结果有何影响？(木炭燃烧生成的是二氧化碳，生成的气体的体积会弥补反应消耗的氧气的体积，集气瓶内气压几乎不变，无法测量氧气含量)(5)拉瓦锡的实验得出结论：氧气约占空气总体积的1/5，而我们实验中，为什么气体减少的体积小于1/5？有没有可能大于1/5?(①红磷量少，未能将容器内氧气完全消耗；②塞子未塞紧，装置漏气；③容器未冷却至室温就打开弹簧夹。气体减少的体积不可能大于1/5。)2．空气的成分随着科学技术的不断发展和实验仪器的不断精密化，空气中的其他成分也被科学家通过实验一一发现。实验表明：空气是无色、无味的气体，它不是单一的物质，是由多种气体组成。空气的成分按体积计算约是：氮气(N2)78%、氧气(O2)21%、稀有气体0.94%、二氧化碳(CO2)0.03%、其他气体和杂质0.03%。强调：特别注意各成分的含量是体积分数，而不是质量分数，可以理解为每100体积的空气中含氮气78体积，氧气21体积。另外空气中各成分的含量相对稳定，不是绝对的一成不变。3．纯净物和混合物空气是由多种成分组成的，我们把它叫做混合物。而空气中的氮气或氧气都只有一种物质组成，我们把它们叫做纯净物。纯净物可以用专门的化学符号表示。如氧气O2、氮气N2、五氧化二磷P2O5。(注：元素符号和化学式不必做过多的解释，只说明这是一种表示物质的符号就可以了。)根据你的理解，你能举出一些纯净物和混合物的例子吗？学生举例，教师评价。小结：纯净物：由一种物质组成(可用专门的化学符号表示)。混合物：由两种或两种以上的物质混合而成(没有专门的化学符号表示)。补充：纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成。组成混合物的各物质之间不发生化学反应，它们各自保持各自的性质。如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质。(二)空气是一种宝贵的资源空气中的各种成分作为原料广泛用于生产化肥、化工产品、炼钢、石油加工、运输、电光源等领域，是人类生产活动的重要资源。1．氧气过去，人们曾把氧气叫做“养气”，这充分说明了氧气的重要性。设问：你知道氧气有哪些用途吗？学生根据自己的经验并结合课本内容回答，教师引导学生看课本图2－5。小结：综观氧气的各种应用领域，可知氧气的用途主要表现在供给呼吸和支持燃烧两个方面。2．氮气提问：同学们知道为什么要在装入零食的食品袋中充入氮气吗？(为了防止食品被挤碎或压碎；为了掩盖袋里食品量比较少的真相；为了防止食品变质。)分析：氮气之所以能用于食品防腐，是因为氮气性质非常稳定。灯泡中充氮气以延长使用寿命，焊接金属用氮气作保护气，都是利用了氮气性质稳定这一性质。除此之外，氮气还可作为重要的化工原料、保护气、提供低温环境。用途：(1)重要的化工原料；(2)保护气；(3)提供低温环境。从氮气可作保护气这一事实可知，物质的性质决定物质的用途。你能从下面的讨论中获得氮气的性质吗？在测定空气中氧气的含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要是氮气。请同学们结合实验和日常生活经验讨论：(1)燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？(2)集气瓶内水面上升一定高度后，还继续上升吗？这种现象能不能说明氮气不易溶于水？(3)空气所表现出来的某些性质，能不能在一定程度上代表氮气的性质？结论：(1)能说明氮气不能支持燃烧。(2)集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，这一现象可以说明氮气不易溶于水。(3)空气所表现出来的性质，不能在一定程度上代表氮气的性质(如磷能在空气中燃烧，却不能在氮气中燃烧)。提问：通过上面的讨论，并结合物理性质的概念，你能描述出氮气的物理性质并完成下表吗？颜色状态气味标准状况下的密度熔点沸点是否易溶于水氮气无色气体无味1.251g/L－209.9℃－195.8℃不易3.稀有气体空气中除了氧气和氮气外，还有一类很重要的气体就是稀有气体。接下来，我们就来学习稀有气体的有关知识。稀有气体曾被叫做“惰性气体”。这是由于稀有气体化学性质很不活泼，人们在发现它们的时候普遍认为这些气体不能跟其他物质发生化学反应。但随着科学技术的发展，人们发现有些惰性气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质，于是又把它们改叫为稀有气体。在空气的成分中，稀有气体所占比率虽然不大，但却很重要。通过阅读课本P30稀有气体的用途让学生总结稀有气体的用途：(1)可用作保护气；(2)可制成多种用途的电光源；(3)可用于激光技术；(4)氦可用于制造低温环境。拓展：除了课本上讲到的稀有气体的用途外，谁还知道稀有气体的其他用途呢？(1)广场、体育场、飞机场等场所所用的灯里充了氙气，通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光，因此叫做“人造小太阳”。(2)航空、航海的指示灯里充入了氖气，通电时发出红光，这种光能穿透浓雾。(三)保护空气洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。一个成年人每天吸入的空气约为12m3～16m3。但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。故保护我们的空气已成了全世界人民都关注的问题。少量有害物质进入空气中，依靠大自然的自我净化能力，仍能保持空气的洁净。如果进入空气的有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力，就会造成空气的污染。引导学生看课本图2－8(大气污染)，结合图中讨论下述问题：(1)在你身边发生过哪些污染空气的现象？(2)大气污染会造成哪些危害？(3)为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？学生分组讨论，并交流讨论结果：(1)汽车尾气、工厂废气、沙尘暴、酸雨、使用含氟冰箱造成臭氧空洞、温室效应等。(2)使人发生呼吸道疾病、农作物不能正常生长、水中生物濒临死亡、温室效应使沿海城市下陷、酸雨使建筑物被腐蚀、臭氧空洞使人受到紫外线的伤害