2024年暑期课程-初三化学第2讲空气的组成-教案

2024年暑期课程-初三化学第2讲空气的组成-教案一、教学目标1.知识与技能目标了解空气的主要成分，认识空气对人类生活的重要作用。掌握测定空气中氧气含量的实验原理、装置和操作方法。理解混合物和纯净物的概念，并能区分常见的混合物和纯净物。2.过程与方法目标通过对测定空气中氧气含量实验的探究，培养学生的观察能力、分析能力和实验操作能力。经历对空气成分的探究过程，学习从定性到定量研究物质组成的方法，提高学生科学探究的能力。3.情感态度与价值观目标通过了解空气的重要性，培养学生关注环境、热爱自然的情感。激发学生学习化学的兴趣，培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神。二、教学重难点1.教学重点空气的主要成分及其体积分数。测定空气中氧气含量的实验原理和操作。混合物和纯净物的概念。2.教学难点对测定空气中氧气含量实验结果的分析及误差原因的探讨。从微观角度理解混合物和纯净物的区别。三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法四、教学过程（一）课程导入（5分钟）1.展示一些与空气相关的图片，如蓝天、白云、人们呼吸等场景，引导学生思考空气与我们生活的密切关系。2.提问：同学们，你们知道空气是由什么组成的吗？它有什么作用呢？让学生自由发言，分享他们对空气的已有认识。（二）空气的发现史（10分钟）1.利用多媒体课件，简单介绍空气发现的历程。古代：人们对空气的认识比较模糊，认为空气是一种单一的物质。17世纪：拉瓦锡通过著名的汞加热实验，得出空气是由氧气和氮气组成的结论。他将汞放在密闭容器中加热，发现一部分汞变成了红色粉末（氧化汞），同时容器内空气的体积减少了约1/5。他又将生成的氧化汞加热分解，得到了汞和氧气，且氧气的体积恰好等于原来减少的空气体积。现代：随着科学技术的不断发展，人们对空气的组成有了更深入的了解，发现空气中还含有稀有气体、二氧化碳、水蒸气等其他成分。2.引导学生思考：拉瓦锡的实验对我们认识空气的组成有什么启示？让学生体会科学探究的重要性和科学方法的运用。（三）空气的组成（20分钟）1.介绍空气的主要成分氮气（N₂）：体积分数约为78%，是空气中含量最多的气体。氮气是一种无色、无味、难溶于水的气体，化学性质不活泼。氧气（O₂）：体积分数约为21%。氧气是一种无色、无味、不易溶于水的气体，化学性质比较活泼，能支持燃烧，供给呼吸。稀有气体：体积分数约为0.94%，包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等。稀有气体无色、无味，化学性质很不活泼，曾被称为"惰性气体"。二氧化碳（CO₂）：体积分数约为0.03%。二氧化碳是一种无色、无味、能溶于水的气体，其固体叫干冰，升华时吸收大量的热。其他气体和杂质：体积分数约为0.03%，如氢气（H₂）、臭氧（O₃）、甲烷（CH₄）、水蒸气等。2.结合生活实例，讲解各成分的用途氮气：可用于制造氮肥、保护气（如食品包装中充入氮气以延长保质期）、冷冻麻醉等。氧气：用于医疗急救、支持燃烧（如炼钢、气焊、火箭发射等）。稀有气体：可制成多种用途的电光源（如霓虹灯、航标灯等），还可用于激光技术、医疗麻醉等。二氧化碳：是植物进行光合作用的原料，可用于灭火、人工降雨、生产碳酸饮料等。（四）测定空气中氧气含量的实验（25分钟）1.实验原理利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使容器内压强减小，在外界大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。化学方程式：4P+5O₂$\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$2P₂O₅2.实验装置展示实验装置图，介绍仪器名称（集气瓶、燃烧匙、导管、止水夹、烧杯等）及其作用。3.实验步骤连接装置并检查装置的气密性。方法是：将导管一端放入水中，用手握住集气瓶外壁，如果导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好。在集气瓶内加入少量水，并做上记号。用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。观察红磷燃烧的现象：剧烈燃烧，产生大量白烟。待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察实验现象。4.实验现象红磷燃烧时产生大量白烟。打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。5.实验结论氧气约占空气总体积的1/5。6.误差分析进入集气瓶中的水小于1/5的原因：红磷量不足，不能将瓶内氧气完全消耗。装置漏气，使外界空气进入瓶内。未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内气体温度高，压强大，进入水的体积减少。进入集气瓶中的水大于1/5的原因：点燃红磷后伸入集气瓶时，没有迅速塞紧瓶塞，导致瓶内部分空气受热逸出。止水夹没有夹紧，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出。7.分组实验将学生分成小组，按照实验步骤进行操作，教师巡视指导，确保实验安全、顺利进行。实验结束后，各小组汇报实验结果，并讨论实验过程中遇到的问题及解决方案。（五）混合物和纯净物（15分钟）1.概念讲解混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。混合物没有固定的组成，各成分保持各自的性质。例如，空气、海水、碘酒、合金等都是混合物。纯净物：由一种物质组成的物质。纯净物有固定的组成和性质。例如，氧气、氮气、二氧化碳、水、氯化钠等都是纯净物。2.对比分析通过展示一些常见物质的图片或实物，如空气、氧气、河水、蒸馏水、铝合金、铁等，让学生判断哪些是混合物，哪些是纯净物，并说明理由。引导学生从物质的组成角度理解混合物和纯净物的区别。3.练习巩固给出一些物质，让学生判断它们是混合物还是纯净物，并填写在表格中。混合物：空气、糖水、大理石、石油等。纯净物：氧气、氢气、二氧化碳、氯化钠晶体、蒸馏水等。（六）课堂小结（5分钟）1.与学生一起回顾本节课所学内容，包括空气的主要成分及其体积分数、测定空气中氧气含量的实验、混合物和纯净物的概念等。2.强调本节课的重点和难点，如实验结果的分析及误差原因、混合物和纯净物的区分方法等，帮助学生梳理知识体系，加深记忆。（七）课堂练习（10分钟）1.空气中体积分数最大的气体是（）A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.稀有气体2.下列物质中，属于纯净物的是（）A.洁净的空气B.澄清石灰水C.蒸馏水D.海水3.用红磷测定空气中氧气含量的实验结束后，反应容器内剩下的气体主要是（）A.氮气B.五氧化二磷C.稀有气体D.二氧化碳4.某同学用如图所示装置测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是（）A.点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞B.用木炭代替红磷进行实验，不会影响实验结果C.该实验能证明空气中氧气的体积分数约为1/5D.红磷燃烧时，产生大量白色烟雾答案：1.B2.C3.A4.C（八）布置作业（5分钟）1.书面作业完成课后习题中与本节课相关的题目。思考：如果用其他物质代替红磷进行测定空气中氧气含量的实验，需要满足什么条件？2.拓展作业查阅资料，了解空气对环境的影响以及保护空气的措施，写一篇短文介绍空气与人类生活和环境的关系。五、教学反思通过本节课的教学，学生对空气的组成有了较为系统的认识，掌握了测定空气中氧气含量的实验方法和混合物、纯净物的概念。在教学过程中，采用实验探究法激发了学生的学习兴趣和探究欲望，培养了学生的实验操作能力和科学思维能力