初中化学《我们周围的空气》大单元教学设计

初中化学我们周围的空气大单元教学设计内容分析及课标要求教材分析

课标要求

教学目标

重点、难点

本单元从学生非常熟悉的空气入手，联系学生日常生活中的切身感受，从学生已知的问题开始，围绕氧气的存在、制取、性质、用途四个的方面，展开一系列的“活动天地、实验探究、多识一点、交流共享”，激发学生学习兴趣的同时，培养学生运用知识解决身边实际问题的能力。通过对本单元知识的学习，不仅可以培养学生的观察能力和分析能力，还能在实验的过程中练习化学实验的基本操作技能，让学生学会研究物质性质的一般思路和方法。

该主题单元分为两个专题：专题一:空气的成分。通过探究空气成分的组成，体会人类认识物质的艰辛过程，关注空气质量，明确化学在环境保护中的作用。专题二:氧气。结合氧气的实验室制法引导学生认识制取气体的一般思路与方法，培养学生全面思考问题的思维习惯；氧气性质的学习有助于培养学生构建分类观，学会由特殊到一般的研究方法。教材分析111思维导图2宏观微观符号三重表征微观核心思维导图2木炭燃烧铁丝燃烧蜡烛燃烧过氧化氢分解课标要求3

五个学习主题：“科学探究与化学实验”“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”“化学与社会·跨学科实践”。本单元内容属于第二学习主题“物质的性质与应用”，是化学科学的重要研究领域；本单元的大概念为：物质的多样性，围绕大概念构建常见的物质：空气和氧气的内容结构。（①大概念：物质的多样性。②核心知识：空气和氧气）课标要求：了解空气的主要成分；通过实验探究认识氧气的主要性质，认识物质的性质与用途的关系；初步学习氧气的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。以自然界中的氧循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。课标要求3③基本思路与方法认识物质性质的思路和方法：了解物质性质包括物理性质和化学性质，知道可以从物质的存在、组成、变化和用途等视角认识物质的性质。知道可以通过物质类别认识具体物质的性质，了解通过物质的共性和差异性认识一类物质性质的方法。了解观察、实验，以及对事实进行归纳概括、分析解释等认识物质性质的基本方法。④重要态度：物质性质的广泛应用及化学品的合理使用认识物质性质在生活、生产、科技发展等方面的广泛应用，体会科学地利用物质性质对提高人们的生活质量具有重要作用。认识空气是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。⑤必做实验及实践活动：氧气的实验室制取与性质

学业要求41.能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别纯净物和混合物、单质和化合物；能依据物质的类别列举一些简单的单质、氧化物。2.能通过实验说明氧气的主要性质；能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系；能利用常见物质的性质，分析、解释一些简单的化学现象和事实；能设计简单实验，制备并检验氧气。3.能运用研究物质性质的一般思路与方法，从物质类别的视角，设计实验方案，分析、解释有关的实验现象，进行证据推理，得出合理的结论。4.能基于真实问题情境，依据常见物质的性质，初步分析和解决相关的综合问题；能基于物质的性质和用途，从辩证的角度，初步分析和评价物质的实际应用，对空气等社会性科学议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动。教学策略建议5（1）通过实物、图片、模型等直观手段，联系学生常见的具体物质，引导学生感受物质的多样性；逐步形成基于物质类别研究物质及其变化的视角。（2）通过典型实例，帮助学生认识物质性质与用途的关系，展现丰富、鲜活的物质应用事实，引导学生基于物质性质对物质应用进行分析、解释和创意设计，促进学生“性质决定用途”观念的形成。（3）充分发挥学生必做实验的功能，给学生提供充分的动手实践和动脑思考的机会，经历完整的探究过程；引导学生在反思和交流的基础上，提炼研究物质性质的一般思路与方法。（4）设计关于物质的性质与应用的真实情境和任务，充分利用“基于碳中和理念设计低碳行动方案”等跨学科实践活动，开展项目式学习，发展学生多角度分析和解决实际问题，以及合作、实践、创新等能力。教学目标，重点、难点6①教学目标：1.追寻科学家研究空气成分的足迹，并通过实验探究能准确测得空气中氧气的含量。2.走进生活，找出空气中各成分应用的实例，感受到空气是一种重要的资源，了解自然界中的氧循环。3.在了解空气质量现状的前提下，意识到关注空气质量、关爱自然的紧迫性。4.通过实验操作，明确实验室制取氧气的方法和原理，归纳氧气的主要性质，知道氧气能与许多物质发生氧化反应。②教学重点空气的组成，空气中氧气含量的测定，氧气的性质、制取、用途。③教学难点在实验探究中获得制取气体和研究气体性质的一般思路和方法。

氩气0.934%二氧化碳0.034%其他气体0.002%其他成分1%氮气（78%）氧气（21%）干燥洁净空气的成分（体积分数）结论

空气是一种混合物。2主要知识点注射器活塞内移，玻璃管内固体有红色逐渐变黑1、测定原理：利用空气中氧气与其它气体性质的差异，利用化学反应，只使密闭容器中___的反应掉，且不生成新的气体。这样，容器中减少的气体即为____。容器中气体减少从而气压减少，使得活塞_____（或水___。）2、测定原理：（1）测定反应前密闭容器中的空气的总体积。（2）在玻璃管铜粉部位加热。（3）测定反应后剩余气体的体积。。V1v2间接法

V33、空气中氧气含量的计算：V3-V1V1+V2×100％5、反应的文字表达式：6、实验结论：氧气约占空气体积的五分之一①测定空气中氧气含量时结果偏小，请你分析可能原因？偏大的呢？②能否用木炭代替铜粉？为什么？由此分析选择铜粉替代品应满足什么条件？思考：反应后记录注射器中气体体积时应注意什么？①等到装置冷却读数②读数前将小球气球中的气体赶出方法归纳：定量测定混合物中某成分的方法？混合物分离的方法？用化学方法将混合物除杂时应注意哪些问题？体会研究混合物的方法。氧气氧气内移4、实验现象：进入使容器中的氧气完全反应缓冲作用尾部，便于空气的流通

思考：①铜粉量为什么必须充足？

②加热过程中为什么要不断推拉注射器？③为什么加热温度和时间要足够？④小气球的作用？小球在尾部好还是上侧好？铜+氧气氧化铜加热测定空气中氧气的含量017、有关问题：支持燃烧钢铁冶炼金属焊接

支持燃料燃烧供给呼吸潜水宇宙航行氧气的用途性质用途决定体现空气各成分的用途02液氮用作医疗手术冷冻麻醉用于工业上生产硝酸、氮肥用作灯泡保护气用作粮食、瓜果的保护气氮气的用途空气各成分的用途02一般情况下，氮气的化学性质比较稳定。用于麻醉和制冷是利用了氮气的物理性质，它的沸点低。空气各成分的用途02稀有气体（包括氦氖氩氪氙氡）氦气充灌气球电光源焊接过程用作保护气氦气冷冻机物理性质：密度比较小物理性质：在通电时可以发出各种不同颜色的光物理性质：沸点低化学性质：通常条件下几乎不与任何物质发生化学反应03关注空气质量思考1：空气质量报告的主要内容是什么？目前计入空气污染指数的有害气体和烟尘主要包括：二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O2）、可吸入颗粒物（PM10）、总悬浮颗粒物。PM2.5对人身体健康影响很大，因此有些城市已将PM2.5纳入常规空气质量检测体系。思考2：空气污染指数的大小与空气质量的关系如何？思考3：空气质量级别与标识颜色之间有什么关系？分离液态空气空气降温加压液态空气加热（根据各成分沸点不同）氧气氩气氮气该过程没有生成新物质，涉及的是物理变化。04氧气的工业制法（3）药品：过氧化氢溶液和二氧化锰

反应原理：（2）药品：高锰酸钾（紫红色固体）

反应原理：（1）药品：氯酸钾（白色固体）和二氧化锰（黑色固体反应原理：氯酸钾KClO3氯化钾+氧气二氧化锰

加热KClO2高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气加热KMnO4过氧化氢二氧化锰水+氧气H2O2H2OO2K2MnO4MnO2O205氧气的实验室制法1、药品（反应物）及反应原理：固体加热固液不加热制取少量气体制取较多量气体可连续制取气体可连续制取并能控制反应速率发生装置ABCDE05氧气的实验室制法2.选择气体发生装置和收集装置：①液/固+液；②不需加热。①固+固；②需加热。发生装置根据药品的状态和反应条件选择：收集装置根据气体的密度和溶解性选择：向上排空气法向下排空气法排水法向上排空气法：气体密度比空气大；向下排空气法：气体密度比空气小；排水法：气体不易溶于水或难溶于水。05氧气的实验室制法多功能瓶一个顶仨空气O2空气情境1：向上排空气法氧气的实验室制法05长进短出空气短进长出H2空气氧气的实验室制法05情境2：向下排空气法①先将集气瓶装满水；②将气体从通入，水从排出。短管长管氧气的实验室制法05情境3：排水法短进长出05氧气的实验室制法4、气体的检验和验满：验证O2：验满O2：用带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则说明该气体是氧气。用带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃则说明氧气已满。05氧气的实验室制法选择反应物应考虑的问题选择气体发生装置的依据选择气体收集装置的依据检验和验满气体的依据含有相关元素，反应条件易控制，成本低、安全、环保等反应物的状态和反应条件气体的密度和溶解性气体的性质尝试方法归纳：实验室制取气体的一般思路和方法颜色气味状态密度溶解性沸点熔点-183℃-218℃无色无味气体比空气大不易溶于水液态呈淡蓝色液体，固态氧呈淡蓝色雪花状固体思考1.为什么可以用排水法收集氧气？思考2.充满氧气的集气瓶为什么应瓶口向上放在桌面上？06氧气的物理性质07氧气的化学性质（1）氧气与木炭的反应：操作：用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上灼烧至红热，立刻自上而下(为什么：

）插入盛有氧气的集气瓶中。待燃烧停止后，向集气瓶中加入少量澄清石灰水,并震荡。使木炭与瓶内的氧气能够充分反应现象：①剧烈燃烧②发出白光③放出热量④澄清石灰水变浑浊。文字表达式：碳＋氧气

二氧化碳点燃07氧气的化学性质（2）氧气与铁丝的反应：操作：用砂纸打磨铁丝，然后用坩埚钳夹取一端绑有火柴（火柴的作用：

）的螺旋状细铁丝（目的：

),待火柴即将燃尽时（防止：

）伸入盛满氧气的集气瓶中

，瓶底预先加少量水或铺一层细沙（防止：

）。引燃铁丝高温生成物溅落炸裂瓶底增大铁丝受热面积火柴燃烧消耗瓶中氧气现象：①铁丝剧烈燃烧，②火星四射，③放出热量，④生成黑色固体。文字表达式：07氧气的化学性质（3）氧气与石蜡的反应：现象：①剧烈燃烧②发出白色火焰③放出大量的热④集气瓶内壁出现水雾。操作：在空气中点燃一根蜡烛，然后用燃烧匙将其转移至盛有氧气的集气瓶中。文字表达式：石蜡+氧气二氧化碳+水点燃结论：氧气的化学性质比较活泼。思考：可燃物在氧气中比在空气中燃烧更剧烈的原因？宏观原因：氧气浓度越大，燃烧越剧烈。微观解释：单位体积的空间里，氧分子数目越多，反应就越剧烈。08氧化反应与化合反应氧化反应剧烈氧化反应：

比如发光、放热——燃烧

缓慢氧化：

金属的锈蚀，动植物的呼吸、腐烂，塑料的老化，酒和醋的酿造等化合反应氧化反应拓展提升【提升1】空气是生命赖以存在的物质基础，也是人类生产活动的重要资源，下列有关空气的说法正确的有________。①空气主要是由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的五分之一②空气中存在的稀有气体是拉瓦锡