资源简介
第二单元 我们周围的空气
课题1 空气
1、教材分析
空气是学生非常熟悉的气体,教材选择空气作为初中化学中身边化学物质知识的开端,不仅因为小学对空气知识的介绍,更重要的是它与人类的生活关系最为密切。通过对它的认识和了解,可以顺利地引导学生进入化学世界来探索物质的奥秘。
本课题教材从了解拉瓦锡研究空气成分开始,到仿照实验来测定空气里氧气的含量,深入浅出,为以后的学习提供了一个合理的思维方式。
二、教学目标
知识与技能:1.感知空气的存在;
2.探究空气的成分及含量。
过程与方法:1.学习从混合气体中除去某种气体进而测定其含量的方法;
2.进行在同一实验原理下,迁移性设计新实验方案的练习。
情感态度与价值观:通过对空气组成的实验探究,体验探究的乐趣,保持和增强对生活中科学现象的好奇心和探究欲,增强学习化学的兴趣,树立对待任何事物都要求实事求是的严谨的科学态度。
三、教学重难点
教学重点:空气中氧气含量的测定。
教学难点:空气中氧气含量的测定原理 。
四、教学方法
演示实验、分组实验法、讨论法
五、教学过程
【引课】
师:今天,我们开始学习第二单元 我们周围的空气,本单元一共包含三个课题,分别是空气、氧气以及制取氧气。这节课我们先来学习课题1 空气。
我们知道空气是一种“看不见摸不着”的物质,为了让同学们感受到空气的存在,我给大家准备了一个注射器。同学们思考一下:如何利用注射器来证明空气的存在呢?
生:先抽一管空气,再对着手推动活塞会感觉到有空气流动;
将注射器末端放在水中,推动活塞,看见水中有气泡说明注射器中有空气;
用一只手堵住注射器的末端,另一只手推动注射器的活塞,活塞无法被推到底部,说明注射器中存在空气。
师:同学们说的都非常好,这些例子都可以说明空气的存在。下面咱们选一个方案来做一下实验,就做最后一个同学说的方案吧。找个同学上来做,好,用左手堵住注射器的末端,用手推动注射器的活塞,能推到底部吗?再使点劲试试,能吗?
生:不能。
师:不能推到底部,这说明了什么?
生:说明注射器中存在空气。
师:通过这个小实验,我们感受到了空气的存在,那我们不能把活塞推到底部是因为气体可以产生气压,并且单位体积内的气体越多气压会越大。下面我们再通过一个实验来感受一下气压的存在。
这是一个量筒,里面存在空气,现在我要用注射器把量筒中的一部分空气抽走,同时将量筒倒放在水中,这样会出现什么现象呢 我们来通过实验观察一下。这个实验需要两个同学互相配合一下,一个同学负责拿量筒,另外一个同学负责拿注射器。首先将注射器连接的胶皮管伸入到量筒底部;接着拿量筒的同学将量筒倒转竖直放入水中;然后,负责注射器的同学抽取5毫升空气。此时观察量筒中出现什么现象?
生:量筒内液面升高。
师:量筒内液面升高了,好,现在负责量筒的同学用你的大拇指将量筒的口部堵住,一定要堵严,最后迅速将量筒翻转过来,看量筒中进入的水的体积是多少
生:5毫升。
师:进入的水的体积约为5毫升,那进入的水的体积与抽走的空气的体积是什么关系?
生:相等。
师:相等,也就是抽走多少体积的空气,就会进去多少体积的水。或者说液面上升的体积与量筒内减少的气体体积是相等的。那为什么会出现这种现象呢?我给大家解释一下,当有气体存在时,会产生大气压强,简称气压,单位体积内的气体越多气压就越大,气体越少气压就约小。当我们抽走一部分量筒内的空气时,量筒内的气体变少,气压变小。此时,水槽内的水与外界大气想通,而外界气体并没有改变,也就是说,外界大气压大于量筒内的气压,于是,大气压就把水压入了量筒中,并且进入的水的体积与量筒内减少的气体的体积是相等的,我们给这个实验起个名字叫做“抽气进水”。
【新课讲解】
一、空气是由什么组成的
过渡:好,通过这个实验我们要知道气体会产生压强,并且要理解量筒内液面上升的原因。这个实验就到这,下面回到这节课的主题,这节课我们要研究的是空气。那空气是由什么组成的呢?这节课咱们就来研究一下这个问题。
1、拉瓦锡结论
其实,很多年前人们就开始去研究空气的成分了,其中最为著名的是法国化学家拉瓦锡(展示图片)。 这就是拉瓦锡,他当时以液态汞为研究对象,研究出了空气的成分(展示图片)。这是他当时用的实验装置,下面我给大家简单介绍一下实验装置及原理。
(教棒指着说)在火炉上方有一个容器叫做曲颈甑,曲颈甑末端的弯管放在了汞槽中,并且被玻璃钟罩罩上了。这样,曲颈甑与玻璃钟罩中的空气是相通的,并且两者形成一个密闭的体系。当他把药品液态汞放在曲颈甑中,并打开火炉加热到第12天时,发现了2个现象。第一:银白色液态汞中出现了一些红色固体粉末;第二,玻璃钟罩中的液面升高了。为什么会出现这种现象呢?是这样的:汞在加热时可以与氧气发生反应生成氧化汞,而氧化汞是一种红色的粉末状的固体,所以在这会看到银白色液态汞中出现了一些红色固体粉末,这种红色粉末是氧化汞。这边的现象好理解吧?下面重点来说一下玻璃钟罩中液面升高的原因。大家可以结合汞在加热时发生的反应来进行思考。提示:汞在加热时消耗了谁?造成容器内发生什么变化?气压有什么变化?液面又有什么变化?同桌及前后桌可以讨论一下,一会找同学说。
生:汞在加热时消耗了氧气,使容器内气体减少,气压变小,大气压把水压入了玻璃钟罩内。
师:非常好,说的也很透彻。我再复述一遍:汞在加热时消耗了氧气,使容器内气体减少,气压变小,大气压把水压入了玻璃钟罩内,所以液面升高了。后来,拉瓦锡又测量了一下,进入的液体的体积约是容器中空气体积的五分之一,那你能不能推测出氧气体积与空气体积的关系?并说明理由。
生:氧气体积约是空气体积的五分之一,因为进入的液体体积就是氧气体积。
师:在上课前的“抽气进水”的实验中我们已经知道了,进入的水的体积就是量筒中减少的气体的体积。那拉瓦锡的实验和那个是不是原理一样啊,都是由于气体减少了,所以液体才进去了。那么进入的液体体积也就是容器内减少的气体体积,而减少的气体是氧气,所以氧气的体积等于液体上升的体积等于容器内空气体积的五分之一。这个现象理解了吧?
后来拉瓦锡又对剩下的五分之四的气体做了研究,发现他既不能燃烧,也不能支持燃烧,于是起名叫氮气。这样的话,空气由几部分组成?分别是什么成分?
生:由氧气和氮气两部分组成。
师:这就是拉瓦锡研究出的结论,他认为空气由氧气和氮气组成,氧气占空气体积的五分之一,我们写一下。
2、实验室测定空气中氧气的含量
过渡:拉瓦锡的实验是在两百多年前进行的,由于受到当时条件的限制,他的实验操作麻烦并且用的时间长,那我们今天就用一套简单的装置来再次测定一下空气中氧气的含量。
今天,我们用的药品是红磷,大家观察一下它的物理性质:颜色?状态?
生:红色,固体。
师:对,红磷是一种红色粉末状的固体,除了这样的物理性质,它还有一条重要的化学性质:红磷可以燃烧,那我们今天做实验的反应原理就是利用红磷可以燃烧的化学性质(板书:(1)反应原理)。先来写一下文字表达式,文字表达式就是把反应的过程用文字的形式表达出来。反应前的物质是——红磷,颜色状态呢?——红色粉末,红磷燃烧还需要——氧气,所以反应前的物质是红磷和氧气。条件是——点燃,能不能写燃烧?——不能。红磷和氧气在点燃的条件下生成了五氧化二磷,这里我先告诉你:五氧化二磷是一种白色固体,一会做实验你再观察一下。这是文字表达式,我们来齐读一下。好,接下来,再把文字表达式写成符号表达式,符号表达式就是利用元素符号来书写物质,红磷用大写的P表示,氧气用O 2表示,注意不能直接写一个O,氧气是一种物质,要写成O 2,2写小一点并且标在右下角,反应物之间用“+”相连,但是不读“加”,读“和”。红磷和氧气反应,条件是什么?——点燃,不能写燃烧。生成的是五氧化二磷,五氧化二磷用化学式P 2 O 5表示,由一个字母构成的元素符号要大写,数字要 写小一点并且标在右下角,这就是反应的符号表达式,我们再来齐读一遍。
这是反应原理,那我们要用到什么样的装置呢?(展示图片)这就是实验装置,一个大的集气瓶(一边展示图片一边展示手里仪器),集气瓶上塞了双孔塞,一个孔插入的是 燃烧匙(黑板写出),另外一个孔插入的是玻璃导管,在导管右侧又连接了一个胶皮管,胶皮管上夹了弹簧夹,当弹簧夹关闭时空气就无法流通了,打开时空气可以流通。好,接着看,胶皮管右侧又连接了导管,导管放在了盛有水的烧杯中。同学们看着这套装置,并且联系红磷燃烧的反应原理来思考一下我们今天要用的实验原理是什么?提示:红磷燃烧消耗了什么,造成什么,那么水会怎么样?
生:红磷燃烧消耗了氧气,使瓶内气体减少,气压变小,所以水进入集气瓶中,进入瓶中水的体积就是氧气体积。
师:完全正确,红磷燃烧消耗了氧气,瓶内气体减少,气压变小,这样,大气压把水压入了集气瓶中。进入的水的体积与瓶内气体减少的体积相等,而减少的气体是氧气,所以进入的水的体积就是原来氧气的体积。明白了吗?好,我们把实验原理齐读一下(展示图片),写在笔记本上。
实验原理懂了,下面我们准备做实验,翻开课本27页,大家看一下上方蓝字部分的实验2-1,我们把步骤齐读一下,好,步骤给我们了,可以开始做实验了吗?对于有气体参加的反应我们应该先怎么样?
生:检验装置的气密性。
师:如何检验装置气密性呢?
生:将导管放入水中,双手紧握集气瓶,若导管口有气泡冒出,则气密性良好。
师:非常好,那我们把第一步补上,在“实验装置如图所示,”后面写①检验装置的气密性。好,第2步就是…第3步…第4 步…第5步…。这是(板书:“⑶实验步骤”),下面我们开始按照步骤做实验, 同志们除了要注意观察现象,还有看我在操作过程中有哪些细节是需要注意的。如果不注意,可能实验就会失败,一会找同学总结现象以及注意事项。好,开始实验。你们看到了哪些现象?
生:红磷燃烧放热,产生白烟。
师:除了这些,我们再找个同学摸一下集气瓶。
生:发烫。
师:发烫说明什么现象?
生:放出热量。
师:好,找个同学总结一下现象。我们把这些现象总结在比较本上(板书)。
这个实验还有最后一步,是什么?
生:冷却后,打开弹簧夹。
师:好,为了迅速冷却,我准备了一条冷毛巾,敷在集气瓶上。现在集气瓶已经冷却了,我要打开弹簧夹了,注意看这,可以1秒就没现象了。看到什么现象?
生:水进入集气瓶中。
师:体积呢?进入的水的体积占瓶内空气体积的多少?
生:约为五分之一。
师:我们把冷却后的现象也写下来(板书)。除了现象,在做实验过程中有哪些细节需要注意呢?
生:加足量红磷,冷却…
师:好,如果不注意这些细节,那么实验就会失败,进入的水的体积就不是五分之一了,会产生误差,那么下节课我们再分析误差。我们把这些重点在书上圈出来(展示图片)。
通过现象你得出空气中氧气的含量了吗?
生:氧气约占空气体积的五分之一。
师:好,把结论写下来(板书)。
到这这节课的内容就说完了,找同学说一下这节课都学到了什么?(学生说老师在黑板上红笔划重点)。
好,下去记得背笔记并写作业。下课。
6、板书设计
第二单元 我们周围的空气
课题1 空气
一、空气是由什么组成的
1.拉瓦锡得出:空气由氧气和氮气组成,氧气约占空气体积的1/5。
2.实验室测定空气中氧气的含量:
1 反应原理:红磷 + 氧气 五氧化二磷
P + O2
2 实验原理
3 实验步骤
4 实验现象:红磷燃烧,放出热量,产生白烟;冷却后打开弹簧夹,水倒吸入集气瓶中,进入瓶中水的体积约占空气体积的1/5。
5 实验结论:氧气占空气体积的1/5。
7、课后反思
1. 在讲每个实验之前要交代目的,让学生知道接下来准备做什么,目标明确;
2. 语言缺少激情还需要锤炼,语速需要放慢;
3. 做“抽气进水”实验时,要把原理讲清楚,为后面做铺垫;
4. 每一个知识点之间的衔接过渡不太好,不要太赶;
5. 讲课要关注学生,尤其是后排学生,可以在讲课时走到后面去讲;
6. 最后做总结可以让学生回答,老师在黑板上用红笔划重点。
(白色固体)
(红色粉末)
点燃
点燃
P2O5
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