资源简介

空气和氧气
主题情境-锦鲤护航记
策划思路简介
一、设计理念
为提高中考复习阶段的效率，帮助学生建立完整的单元知识体系，使零散的知识系统化。依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》提出的大概念教学设计出本课件。
基于大概念的建构，整体设计单元复习，并以真实情境为主线串讲知识点，激发学生兴趣，帮助学生构建完整的单元知识体系，促进学生对知识的深化理解与应用
二、适用时间
总复习阶段一轮复习时使用
单元知识结构图
物质是多样的，物质的性质决定用途
物质制备视角
(变化观)
物质组成视角
(分类观)
物质类别视角
(性质观)
物质使用视角
(化学价值观)
含相同元素的物质间可以相互转化
根据物质的组成可以将其分为纯净物和混合物
物质性质决定物质的用途及其可发生的化学反应
认识物质性质在生活、生产、科技发展等方面的广泛应用
氧气的制备原理及方法；物质之间可以相互转化
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
空气
氧气、氮气、二氧化碳等
氧气的性质，氧气、氮气、稀有气体的用途
学科大概念
次级大概念
基本概念
基础知识
主题情境
锦鲤护航记
了解锦鲤的生活习性
选择合适的运输和供氧方式
探究锦鲤运输袋
情境线
问题线
锦鲤的健康生活离不开哪些必要的条件？哪些空气污染物对锦鲤的生存提出了巨大的挑战呢？
锦鲤运输塑料袋中的所充装的氧气是怎么获取的呢？
你能想到转袋充氧的氧气能如何获取吗？
知识线
空气的成分及用途；空气污染物及防治方法
能验证锦鲤运输塑料袋中氧气供应不足吗？能测定锦鲤运输塑料袋中的氧气含量吗？
工业和实验室制取氧气的方法及依据；催化剂的概念及作用；实验室制取气体的一般思路
氧气的化学性质：与金属，非金属单质、与化合物反应；探究空气中氧气的含量
目 录
情境导入
2
情境串知识
3
构建知识体系
4
学习目标
1
1.通过了解锦鲤的生活习性了解空气的主要成分，知道物质可以分为混合物和纯净物，认识物质的性质与用途之间的关系
2.通过环境对锦鲤的影响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和社会责任
3.通过选择合适的锦鲤运输方式，掌握工业制取氧气的方法和氧气的实验室制法，归纳实验室制取氧气的一般思路和方法
4.通过探秘锦鲤运输塑料袋中的成分，掌握氧气的化学性质，并能选择试剂设计实验测定空气中的氧气含量
学习目标
我们常常在景区、饭店、酒店大堂看到锦鲤优美的姿态，它们品种多样，饲养方便，寓意象征着“富贵、吉祥、健康和幸福”。
我们怎样护卫将锦鲤安全送达至目的地呢？
思考
情境导入
锦鲤启航——了解锦鲤的生活习性
锦鲤的健康生活离不开哪些必要的条件呢？
资料卡片
锦鲤可在8 ℃~30 ℃的水中生存，最适宜锦鲤生存的水温为20 ℃~25 ℃。锦鲤喜欢生活在氧气充足、硬度较低、pH为微碱性的水中。锦鲤对光线敏感，强光会使其体色变暗，应避免阳光直射。锦鲤是杂食性鱼类，平时会摄食底栖动物、软体动物、细小的藻类、高等水生植物的碎片，以及人工合成的颗粒饲料等。
食物
水
氧气
情境串知识
生活在水中的锦鲤怎么获取足够的氧气呢？
资料卡片
锦鲤借助鳃进行呼吸，从周围的水中摄取溶解氧。这些溶解氧主要是水从大气中吸收的氧气。在室温下，1 L水只能溶解约30 mL的氧气。
氧气有哪些物理性质呢？
思考
密度比空气大
室温下，不易溶于水
101 kPa，-183 ℃为淡蓝色液体，101 kPa，-218.8 ℃为淡蓝色固体
通常情况下为无色气体
为什么天气炎热时锦鲤会出现以下情况呢？
思考
天气炎热时氧气在水中的溶解度降低，为了获取氧气，鱼儿浮出水面供给呼吸
饲养锦鲤时如何解决鱼缸缺氧问题？
使用增氧装置提供充足的氧气
氧气有哪些化学性质呢？在生活中哪些应用？
支持燃烧
能供给呼吸
用途
性质
决定
体现
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%。
混合物：由两种或两种以上的物质混合而成
纯净物：只由一种物质组成。
混合物没有固定的化学符号；纯净物可以用化学符号来表示。
你能辨别下列气体是混合物还是纯净物吗？
氮气
氧气
二氧化碳
空气
纯净物
纯净物
混合物
纯净物
氧气来源于空气，是锦鲤赖以生存的条件之一，空气中都有哪些成分呢？
性质决定用途，你能说出以下气体的用途吗？
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}物质
性质和用途
氮气
二氧化碳
稀有气体
作保护气：灯泡、食品、焊接金属→化学性质不活泼；制造低温环境：医疗、超导材料；制造硝酸、化肥
用于灭火→不支持燃烧；用作气体肥料→光合反应的原料；用作化工原料→化学性质，制碳酸饮料→易溶于水；固态二氧化碳(干冰)能用于人工增雨→升华吸热
作通电光源→通电发光；作保护气→化学性质不活泼；氦气用作飞艇，热气球→化学性质不活泼；氦气的密度比空气的小；制造低温环境，用于医疗→液氦汽化吸热；
资料卡片
锦鲤生活在氧气充足、硬度较低、pH值略呈碱性的清水中。要确保锦鲤的健康，维护优质的水质与空气环境是关键。例如，空气中的细颗粒物(PM2.5)能通过水空界面交换影响水质。若锦鲤摄入过多的这颗粒物可能会导致其呼吸和游动能力降低。水中的臭氧(O3)分解后形成的氧化剂可能会对锦鲤的鳃造成损害，影响氧气的吸收和血液循环。此外，二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)溶入水中会引发酸化和富营养化现象，这不仅会恶化水质，还可能激发藻类过度繁殖，降低水中的溶氧量，从而威胁锦鲤的生存。
阅读材料，说明哪些空气污染物对锦鲤的生存提出了巨大的挑战呢？
细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)等。
当空气中的有害物质超过空气的自净能力时，会造成空气污染。
如何保障锦鲤的生命安全呢？
从源头控制污染物产生：如调整能源结构
污染物处理达标后再排放：工业废气、汽车尾气等
加大污染物的吸收：多植树造林
加强大气质量监测：空气质量指数日报
绿色出行
节约用纸
多参加植树造林等绿色活动
……
国家层面
个人层面
锦鲤启航——选择合适的运输和供氧方式
资料卡片
我国的锦鲤主要江苏连云港、浙江温州、安徽芜湖、江西吉安等地。
锦鲤是怎么被运输到供人观赏的鱼缸中的？
思考
锦鲤运输塑料袋：最常见的运输方式，将锦鲤放入特制的塑料袋中，加入适量的水，然后充入氧气并密封。适用于短距离、少量锦鲤的运输
运输水箱：配备增氧设备和水循环系统。水箱内可以放置一定数量的锦鲤，适用于中短距离、较多数量的运输
锦鲤运输帆布袋：将锦鲤和水装入帆布袋后，充分充入氧气，充氧后用橡皮筋扎紧袋口以防漏气。适用于长途或短途运输
选择合适的运输方式取决于锦鲤的种类、?运输距离和时间等因素。?在运输前应做好充分的准备，?包括停食、?调整水质和适当充氧，?以减少锦鲤在运输过程中的应激反应，?提高成活率。
锦鲤运输塑料袋在运输过程中能有效的保护锦鲤，减少运输途中的损伤，是一种便捷且安全的运输方式，深受商家的喜爱。
思考
锦鲤运输塑料袋中的所充装的氧气是怎么获取的呢？
资料卡片
锦鲤运输塑料袋中所充的氧气通常来源于工业氧气瓶或氧气泵。
物理变化
液态氧
空气
低温
加压
液态
空气
升温
氮气
工业制氧
——原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同
思考
锦鲤运输过程中会发生破袋或漏气情况，应该如何处理呢？
资料卡片
化学试剂供氧可以作为一种紧急供氧的临时措施。
什么物质可以用来紧急供氧呢？
过氧化氢
高锰酸钾
水
氧化汞
光合作用
原料是否易得
价格是否便宜
是否需要特殊装置
对环境的影响
紧急氧气要考虑多种实际情况，例如：
是否便于携带
反应速率快慢
反应是否产生热量
反应条件是否易得
产率是否最高
请为紧急供氧的氧气来源制取选择合适的方式
过氧化氢
高锰酸钾
水
氧化汞
反应条件苛刻
光合作用
反应缓慢，不适合快速制取氧气
2H2O2 2H2O+O2↑
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O 2H2↑+O2↑
2HgO 2Hg+O2↑
查阅资料发现，市面上常用过氧化钙和过氧碳酸钠作为紧急供氧剂使用。
资料卡片
市面上可用于常温常压下制备氧气的药剂主要成分和价格如表所示：
资料1：
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}成分
过氧化钙(CaO2)
过氧碳酸钠(2Na2CO3﹒3H2O2)
价格
6 000/1 t
3 500/1 t
反应原理分别是：2CaO2+2H2O ===2Ca(OH)2+O2↑
2Na2CO3﹒3H2O2 === 2Na2CO3+ 3H2O2，2H2O2=== 2H2O + O2↑
资料卡片
资料3：水体的弱碱性会加快供氧剂的供氧速度：水体中的金属离子，金属氧化物、非金属都可以催化过氧化氢。
资料2：过氧碳酸钠放氧速度高于过氧化钙。
3 500/1 t
通过对比，可选择过氧碳酸钠。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}考虑角度
药剂
产物
价格方面
安全角度
反应装置
反应速率
过氧化钙
生成的物质会促进过氧化氢的分解
反应过程不会剧烈放热
不需要使用特殊装置
过氧碳酸钠
6 000/1 t
过氧碳酸钠＞过氧化钙
思考
为什么不能使用过氧化氢作为紧急供氧的氧气来源呢？
过氧化氢在常温状态下无催化剂时，分解速率缓慢。
过氧化氢具有一定的氧化性。作为供氧剂时需要注意安全操作，避免直接接触皮肤和眼睛。使用不当可能会对水生生物造成影响。
过氧化氢以液态存在，相对于过碳酸钠固体而言，不便于包装和携带。
实验室制取气体的一般思路
思考
实验室制取氧气的发生装置都有哪些呢？
确定制取气体的反应原理
确定制取气体的实验装置
确定所得气体就是要所要制取得气体(检验气体)
(1)固固加热型
可随时添加药品
可控制反应的速率
可控制反应的发生与停止
装置简单
优点：
(2)固液不加热型
思考
实验室如何收集氧气呢？
选择依据
氧气不易溶于水且不与水反应
不与空气反应且密度比空气大
气体收集方法
气体收集装置
排水法
向上排空气法
锦鲤抵达——探究锦鲤运输袋
开箱发现，抵达目的地后的锦鲤不是很活跃，原因是什么呢？
分析原因
锦鲤运输塑料袋运输过程中的温度过高或者过低
锦鲤运输塑料袋中氧气供应不足
锦鲤运输过程中受到惊吓或者伤害
如何验证锦鲤运输塑料袋中氧气供应不足呢？
1.检验方法：根据物质的某一特性，用物理或化学方法确定物质的组成。
2.检验原则：现象明显，试剂易得，用量要少，方法易行，操作简单，反应条件容易达到，排除干扰物的影响。
3.检验步骤：
外观判断
1
设计实验
3
性质预测
2
分析结论
4
判断外观
性质预测
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C} 物质
外观
空气
锦鲤运输塑料袋中的空气
颜色
无色
气味
无味
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}无色
无味
锦鲤运输塑料袋中的空气
含有氧气：可以作助燃剂，与金属单质、非金
属单质、氧化物、有机物等反应
不含有氧气：不能发生上述反应
设计实验
根据已有知识，设计实验判断锦鲤运输塑料袋中氧气是否不足
实验器材
小木条、火柴、集气瓶、空气、锦鲤运输塑料袋中的空气等
实验步骤
1.分别收集锦鲤运输塑料袋中的空气和空气于集气瓶中
2.点燃小木条并使它燃烧一段时间，形成明亮的火焰
3.分别将燃着的小木条伸入集气瓶中
4.观察并且记录实验现象
实验视频
实验现象
燃着的木条伸入装有空气的集气瓶中继续燃烧，燃着的木条伸入装有锦鲤运输塑料袋中的空气中逐渐熄灭。
实验结论
锦鲤运输塑料袋中的氧气含量低于空气中的氧气含量。
我们能知道锦鲤运输塑料袋中的氧气含量具体数值吗？
资料卡片
根据规定，锦鲤运输塑料袋中的锦鲤、水、氧气的比例为1∶1∶4
如何探究空气中氧气含量呢？
1.实验原理是什么呢？
2.对药品的要求是什么呢?
消耗空气中氧气，装置内气压减小。
只能与空气中氧气反应、生成物最好是固体物质
转化思维
实验室探究空气中的氧气含量
红磷
1.若测得空气中的氧气含量大于理论值的原因是什么？
装置漏气(或实验前未夹紧止水夹)。
2.若测得空气中的氧气含量小于理论值的原因是什么呢？
①实验后未经过冷却就打开止水夹
②点燃红磷后伸入燃烧匙过慢
③实验药品不足，不能保证氧气完全被消耗。
异常现象
实验器材
空气，铁粉，集气瓶，气体压强传感器等。
实验步骤
1.将过量铁粉装入到集气瓶中
2.将空气收集到集气瓶中；
3.将氧气压强传感器插入集气瓶中
4.观察压强传感器的变化
有其他方法测定空气中的氧气含量吗？
压强传
感器
数据采
集器
实验装置
实验结论
实验测得锦鲤运输袋中空气的氧气含量是15%。
氧气的性质
与金属单质反应：Mg、Al、Fe、Cu
与非金属单质反应：H2、C、P、S
归纳总结：氧气的化学性质
与化合物反应：CO、CH4
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}物质
空气
氧气
小木条
磷
硫
木炭
铁
归纳总结：常见物质在氧气/空气中反应的不同现象
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}带火星的木条不能复燃；燃着的木条能继续燃烧
带火星的木条能够复燃
红磷燃烧；产生大量白烟；放出热量
燃烧；发出微弱的淡蓝色火焰；放出有刺激性气味的气体；放热
燃烧；发出明亮的蓝紫色火焰；放出有刺激性气味的气体；放热
持续红热；放热
发出白光；放热
不燃烧
剧烈燃烧；火星四射；放出大量热；有黑色固体产生
用什么方法才能使状态不好的锦鲤活跃起来呢?
资料卡片
锦鲤运输抵达后，由于供氧不足导致不活泼的问题，可以通过以下几种方法解决：
①立即进行“转水”处理：新到锦鲤到达后，应保留其原包装袋，并将其放入隔离水池或水族箱中，使锦鲤适应新水质和水温。
②进行转水处理后，使用氧气泵或直接向水中输入纯氧，提高水中溶氧量，帮助锦鲤迅速恢复体能。
空气成分及用途
稀有气体：体积分数0.94%，作保护气，通电光源等
氮气：体积分数78%，作保护气
氧气：体积分数21%，供给呼吸，支持燃烧
二氧化碳：体积分数0.03%，作化工原料，用于灭火等
其他气体和杂质：体积分数0.03%
氧气
化学性质
物理性质
氧气的制取
无色无味，密度比空气大
与金单质反应
与化合物反应
与非金属单质反应
工业制取氧气：分离液态空气法
实验室制取氧气：高锰酸钾、过氧化氢
构建知识体系
空气和氧气

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