课题1空气（第1课时）（教学设计）九年级化学上册（人教版）

课题1空气一、教材分析本课题包含三部分内容，即“空气是由什么组成的”“空气是一种宝贵的资源”和“保护空气”。这三部分内容相互密切联系，并逐步深入。第一部分通过化学史和实验探究使学生得到氧气约占空气总体积五分之一的结论，注意引导学生领悟科学家真实的科学探究，对学生进行科学素养的教育。第二部分和第三部分可把主动权交给学生，通过阅读、讨论、查阅资料等方式获取知识，教学重在对学生进行解决问题的思路方法指导。二、学情分析学生通过小学科学的学习和日常积累对空气已经有了一些常识性的了解，但从化学学习要求的角度看，学生仅知道这些常识是不够的，需要系统地掌握空气的组成和重要性质，需要系统地学习对物质进行研究的方法和思路。教师在教学中要从学生已有知识出发，让学生循序渐进，逐步形成完整的空气的知识结构。但由于学生尚不完全具备相应的化学知识和实验技能，独立设计并完成“测定空气里氧气含量”的实验有一定困难，所以还需要在教师的指导下进行。三、课时安排本课程共分为二课时：课时1空气的组成课时2空气是一种宝贵的资源、保护空气课时1空气的组成一、教学目标1.了解空气的主要成分和各成分的含量。2.初步认识纯净物和混合物的概念，能区分一些常见的纯净物和混合物。3.通过对“测定空气里氧气含量”实验的观察和记录，初步学习科学实验的方法和分析实验现象。二、教学重难点重点：空气中氧气含量的测定实验。难点：空气中氧气含量的测定实验，混合物和纯净物的区分。三、教学过程【引入】空气是我们最熟悉的物质之一，空气是看不见、摸不着的，但转动的风车、晃动的树叶和动植物的呼吸都能证明空气的存在，这节课就让我们一起探究有关空气的知识吧！【学生活动】交流讨论：根据对人体吸入空气与呼出气体不同的探究，结合你的知识积累，说一说空气中有哪些成分？【总结】空气中有氧气、二氧化碳和水蒸气，另外根据研究资料可知，空气中还含有氮气和稀有气体等。【过渡】空气不是一种单一的物质，它是由多种成分组成的，但古人很长一段时间都认识空气是一种单一的物质，人类对空气的认识及空气组成的探究经历了一个漫长的过程。【板书】一、空气的组成【讲解】空气成分的研究史17世纪中叶以前，人们一直把空气看作是一种单一成分的物质，到了18世纪，科学家通过对燃烧和呼吸的研究，才开始认识到空气成分的复杂性。英国化学家丹尼尔·卢瑟福发现空气中存在氮气，科学界普遍认为是舍勒和普利斯特里各自独立发现了氧气，他们都是氧气的发现者。但由于他们墨守陈旧的燃素学说，并没有定量的测定出空气中氮气和氧气的含量。法国化学家拉瓦锡摆脱了传统的燃素说的束缚，用定量实验测定了空气的组成，揭示了燃烧是物质与空气里的氧气发生了反应，即提出燃烧的氧化学说，使近代化学取得了革命性的胜利。【过渡】下面我们一起回顾下拉瓦锡的实验吧！【课件展示】拉瓦锡研究空气成分所用的装置图。【讲解】实验药品是图中银白色的液体汞，仪器有汞槽、玻璃钟罩和曲颈甑。此装置处于密闭状态，将汞连续加热12天，有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，停止加热后冷却至室温，玻璃钟罩内汞的液面上升。其反应原理是汞+氧气氧化汞。拉瓦锡又把在汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积，反应原理是氧化汞汞+氧气。【学生活动】交流讨论：1.曲颈甑中和汞槽中的汞分别起什么作用？2.为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升？3.什么现象能说明空气中氧气的含量？【讲解】1.曲颈甑中的汞：与密闭体系中的氧气反应，将其耗尽；汞槽中的汞：形成密闭体系；通过汞槽中汞的液面变化情况进而判断密闭体系中氧气的体积。2.汞和密闭体系中的氧气反应，生成固体氧化汞，密闭体系中气体的量减少，气压变小，小于大气压，因此大气压将汞压入到玻璃钟罩内，钟罩内汞的液面上升。3.容器内空气的体积差不多减少了1/5。【总结】拉瓦锡根据这两个实验得出的结论是：空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积1/5。【过渡】仿照这个历史上著名的实验的原理，我们来测定空气中氧气的含量。【阅读教材】实验21，然后回答总结下列问题：1．说出有关仪器的名称。2．说出有关实验的药品。【总结】实验仪器：集气瓶、燃烧匙、烧杯、导管等；实验药品：红磷和水。【讲解】实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，水进入容器，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。红磷+氧气五氧化二磷【讲解】实验操作①连接装置并检查装置的气密性；②在集气瓶内装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份，并用橡皮筋做上记号；③用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧；燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹。【学生活动】观看实验视频《测定空气里的氧气含量》，观察并记录实验现象。【总结】实验现象：①红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生成，放出热量；②冷却后，打开弹簧夹，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。实验分析：红磷过量，基本耗尽集气瓶内的氧气，使瓶内气压降低。打开弹簧夹后，大气压将烧杯内的水压进集气瓶中，集气瓶内被消耗的氧气的体积就是进入集气瓶中水的体积。实验结论：空气中氧气约占空气总体积的1/5。【讨论】对比分析拉瓦锡实验和教材实验，两实验在原理、装置和操作方面有哪些共同点？原理：选择合适的反应，如：只与空气中的O2反应，且生成物不是气体等。装置：密闭装置连接体现气压变化的液体装置。操作：气密性好、充分消耗氧气、减少温度影响等。【学生活动】交流讨论：集气瓶中的水上升到约1/5后，不能继续上升，说明剩余气体有什么性质？【总结】集气瓶中水上升至约1/5后，不再上升说明剩余的气体不能燃烧也不支持燃烧，且不易溶于水。【过渡】在19世纪以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。但随着科学技术的不断发展和实验仪器的精密化，空气中的其他成分也一一被发现。【讲解】1892年，英国物理学家雷利发现，从含氮化合物中制得的氮气每升质量为1.2505g，而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升质量为1.2572g，所以他怀疑空气中含有尚未被发现的较重的气体。雷利和英国化学家拉姆塞经过多方面实验断定：空气中含有另一种化学性质极不活泼的物质，定名为氩。经过不断的探究，空气中氦、氪、氖和氙等稀有气体相继被发现。【总结并板书】空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。【补充】稀有气体共有7种，分别是氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、氪气（Kr）、氙气（Xe）、氡气（Rn）、奥气（Og）。【提问】从组成物质的成分看，空气和氮气、氧气等物质有什么不同？【总结并板书】像空气一样，这种由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物，组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。而氮气、氧气、二氧化碳、红磷等物质都是由一种物质组成的，这属于纯净物。【学生活动】交流讨论：判断下列常见的物质中，哪些属于纯净物？哪些属于混合物？①洁净的空气；②五氧化二磷；③氧化汞；④冰水混合物；⑤稀有气体；⑥液氧；⑦澄清石灰水；⑧二氧化碳；⑨河水。【总结】①洁净的空气；⑤稀有气体；⑦澄清石灰水；⑨河水都是混合物。②五氧化二磷；③氧化汞；④冰水混合物；⑥液氧；⑧二氧化碳都是纯净物。混合物无固定的物理性质，各成分保持各自的化学性质。而纯净物有固定的物理性质和化学性质，可以用化学符号表示。如氮气可以用N2来表示，氧气、二氧