资源简介

课题1 空气的组成
一、教学目标
1.能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分。
2.能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物。
3.能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
二、教学重难点
重点：测定空气中氧气含量的实验。
难点：区分纯净物和混合物。
三、教学准备
教学仪器和试剂：带橡皮塞锥形瓶1个，分液漏斗，水槽，集气瓶，带橡皮塞集气瓶2个，铁夹及导管2套，烧杯2个，酒精一盏，燃烧匙1个，火柴盒，红磷等。
教学PPT及相关视频。
四、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 创设情境 引入新课 【导入】空气是我们身边最常见的物质，是社会可持续发展的宝贵资源。你了解空气的组成吗？人类在探究空气的道路上经历了怎样的历程呢？ 【展示】PPT展示人类对空气的探索历程。 【讲述】人类对空气成分的研究大致经历了这几个阶段，但是卢瑟福、舍勒、普利斯特因为主客观原因，并没有确切得出空气的成分。只有拉瓦锡在前几位科学家的基础上，通过实验得出了空气是由氮气和氧气组成的。 【展示】PPT展示拉瓦锡命名氧气和氮气的过程。 【过渡】拉瓦锡是如何通过实验测定空气的成分呢？空气中到底含有哪几种气体呢？ 学生结合生活经验和已有的知识储备对空气进行重新审视。 倾听、理解。 学生倾听并思考 倾听。 结合学生的生活经验、已有的知识引入，可以激发学生兴趣。 让学生了解科学家探究空气成分的历史。 通过设疑让学生了解本节课的内容。 拓展学生视野。
环节二 新课讲解 一、证明空气的存在。 【提问】如何证明一个敞口的无色透明的烧杯中不是“没有东西”，而是盛满了空气呢？ 【探究】分小组，利用图中所示的实验装置，把一小集气瓶中的部分空气“捕获”到另一个集气瓶中。简要说明其原理。 【展示】小组代表展示。 【总结】实验原理是因为空气的主要成分不溶于水。 【提问】实验成功关键是装置气密性良好，如何检验装置的气密性呢？ 【方法总结】检查装置气密性的方法。 【讲解与演示】连接好仪器后，先将导管放入水中，再用手握住试管（或其他容器），观察水中的导管口是否有气泡冒出。如果有气泡冒出，松开手一段时间后能形成一段水柱，说明气密性良好。 如果没有气泡冒出，就要仔细查找原因，找到漏气之处，及时修正，直到不漏气才能进行实验。 【注意】如果环境温度偏高，也可采用酒精灯微热或热毛巾捂热等其他方法。 思考讨论并回答。 小组实验并讨论。 代表展示。 倾听，记忆。 思考讨论。 倾听，记忆。 通过问题设置，从生活实际如手，启发学生设计实验并通过探究获得知识。 通过设疑让学生思考检验装置气密性的方法。
二、红磷燃烧法测定空气中氧气含量 【过渡】今天我们来学习科学家拉瓦锡，学习如何测定空气中氧气含量。 【展示】展示红磷燃烧所需的仪器。 【提问】这是实验所需仪器，请同学们以抢答说出下列仪器的名称，并思考集气瓶中有物质吗？ 【明确】集气瓶中含有空气。 【过渡】刚才我们展示了利用燃烧法测定空气中氧气含量的仪器，我们选择借助红磷燃烧测定空气中氧气的含量，那么如何进行实验呢？我们通过一段视频来了解一下。 【提示】请同学们仔细观察视频，然后分组进行实验。 思考并回答问题。 观看视频。 通过抢答，巩固旧知识，为学习新知识奠定基础。同时活跃课堂气氛。调动课堂的积极性。 通过视频规范实验的操作。
【过渡】我们可以将实验步骤总结为以下几步。 【展示】展示PPT。 【组织活动】请同学们分组进行实验，并记录实验现象。 【师生交流】现在请一个组派一名代表说一说实验现象。 【提问】你在实验过程中观察到了什么现象 你能分析原因吗 【明确】红磷燃烧消耗瓶内氧气，且生成的是固体，造成瓶内气压小于外界大气压，打开弹簧夹，在大气压的作用下，水会进入瓶内，进入瓶内水的体积就是消耗氧气的体积。 现象：红磷燃烧，产生大量白烟，集气瓶水面上升，约占原空气体积的1/5。 结论：空气中氧气含量约占1/5。 【提问】为什么在刚才实验的时候，有的小组的实验失败了，有的小组得出的结果是气体体积小于1/5，有的小组得出的结构是气体体积大于1/5，请同学们讨论、分析原因。 【明确】小于1/5的 原因： 1.装置气密性不好。 2.红磷量不足 3.瓶内温度没有降低到室温后就打开了弹簧夹。 大于1/5的原因： 1.没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气部分受热从导管逸出。 2.插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出。 【提问】能否用下列试剂代替红磷测定空气中氧气含量？ 【展示】展示蜡烛、木炭、镁条、细铁丝等。 【提示】各物质在空气中燃烧的情况。 【提问】请同学们分组讨论，选用哪种试剂进行实验最佳？ 【明确】利用红磷燃烧测定空气中氧气含量。 学生动手实验。 1.描述实验现象。 2.分析烧杯中的水进入集气瓶的原因。 分析讨论实验失败的原因。 分组讨论实验方案，从物质在空气中燃烧的情况考虑能否替换试剂。 通过让学生动手实验，让学生了解规范的实验步骤，并通过实验探究过程，体验实验过程的失败与成功。 培养学生分析问题的能力、解决问题的能力。 培养学生分析问题、解决问题、严谨务实的科学态度，对实验现象做进一步的分析，探究。 帮助学生分析实验失败的原因，并规范语言。 通过让学生讨论并设计实验方案，可以活跃课堂气氛，同时调动学生学习的积极性。
三、纯净物与混合物 【过渡】空气是一种由多种物质组成的混合物。那什么是混合物呢 【讲述】由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物,混合物不能用化学符号表示。只由一种物质组成的物质叫做纯净物，纯净物可以用化学符号表示。 【提示】不能根据物质的名称区分纯净物和混合物。 【讲述】目前，人们通过实验方法精确地测定空气的成分： 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%。 倾听、理解。 倾听记忆。 通过讲解让学生了解混合物和纯净物的概念及区别。 帮助学生梳理空气的成分。
氮气和稀有气体 【过渡】上一节课我们利用红磷燃烧测定空气中氧气含量时，集气瓶内的气体主要是氮气。 【提问】请同学们结合经验思考下列问题： 1.燃烧的红磷熄灭了，这说明氮气能不能支持燃烧？ 2.集气瓶内的水上升一定高度后，不再上升，这种现象能不能说明氮气不易溶于水？ 【明确】氮气不支持燃烧。 2.氮气不易溶于水。 【总结】通过上述几个实例，我们可以将氮气的化学性质总结如下
化学性质稳定，一般不支持燃烧，也不燃烧，常温下不易与其他物质反应。 【组织讨论】通过日常对空气的观察及上面的讨论，请你总结氮气的物理性质。 【明确】展示氮气的物理性质。 【过渡】通过上一节课的学习，我们知道了在空气中含量最多的气体是氮气，那氮气有哪些用途呢？ 【提示】老师为同学们准备了一段小资料，请同学们阅读资料。 【组织讨论】请同学们根据资料讨论并得出氮气的用途。 【明确】氮气具有广泛的用途，它是制造硝酸和氮肥的重要原料，由于它的化学性质不活泼，因此常用作保护气。医疗上可利用液氮进行冷冻治疗。超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。 【明确】在空气成分中，稀有气体的含量只占空气体积分数的0.94%，但是它们在生产和科学研究中确有广泛的用途，稀有气体化学性质不活泼，但稀有气体具有广泛的用途，如在通电时能发出不同颜色的光，可以制成多种用途的电光源，如航标灯、照明灯、霓虹灯等；氦还能用于制造低温环境。 思考并回答问题。 倾听、理解。 根据经验及讨论填写表格。 倾听。 阅读资料后，分组讨论氮气的用途。 讨论并分析稀有气体的化学性质和用途。 让学生理解物质的用途体现物质的性质。并记忆氮气的化学性质。 让学生了解并记忆氮气的物理性质。 通过让学生自己分析问题，解决问题，培养学生自己解决问题的能力。 让学生通过阅读材料，展开思考，通过组内讨论得出氮气的用途，从而让学生感受探究知识的乐趣。 通过观看图片材料，让学生初步感受稀有气体的化学性质和用途。再通过学生讨论、教师总结等得出稀有气体的性质和用途。
环节三拓展延伸 【展示】展示燃素说。 观看PPT 拓展学生视野，让学生意识到科学时不断发展的。
随堂作业 PPT展示 做题 通过习题巩固本节所学知识。
环节四 课堂小结 展示PPT。 倾听并理解。 帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。
五、板书设计
课题1 空气的组成
空气的成分
1.测定空气中氧气含量
现象：集气瓶瓶中产生大量白烟，放出热量，冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水倒流到集气瓶中，并上升至1/5。
结论：空气中氧气含量约占空气体积的1/5。
2.空气的成分（按体积计算）
氮气约占78%，氧气约占21%，其他气体和杂质约占1%。
纯净物和混合物
氮气和稀有气体
1.氮气的性质：氮气一种无色、无味的气体，不易溶于水；氮气的用途：做保护气、化工原料、麻醉剂、提供低温环境。
2.稀有气体：稀有气体化学性质不活泼，通常被用做保护气和电光源。
5 / 5(共36张PPT)
第2章 空气与水资源
第1节 空气的组成
化学沪教版九年级上册
学习目标
1.能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分。
2.能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物。
3.能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
重点
难点
空气是我们身边最常见的物质，是社会可持续发展的宝贵资源。你了解空气的成分吗？人类在探究空气的道路上经历了怎样的历程呢？
人类对空气成分的探究史
1772年
卢瑟福
浊气（氮气）
普利斯特里
脱燃素空气(氧气)
1773
舍勒
1774
普利斯特里
火气（氧气）
氧气
氮气
舍勒
1777
拉瓦锡
拉瓦锡通过实验认识到空气由两种气体组成，一种是能助燃的、有助于呼吸的，并把它命名为“oxygen”(氧)，另一种不助燃、无助于生命的气体，命名为“zote”(氮)，意思是不能维持生命的窒息气体。
如何证明一个敞口的无色透明的烧杯中不是“没有东西”，而是盛满了空气呢？
思考讨论
合作探究
请利用图中所示的实验装置，把一小集气瓶中的部分空气“捕获”到另一个集气瓶中。简要说明其原理。
【实验步骤】
【实验原理】
向分液漏斗中加水，然后打开分液漏斗的玻璃旋塞使集气瓶中的部分空气沿导管进入水槽中的集气瓶
空气的主要成分不溶于水
实验成功关键是装置气密性良好，如何检验装置的气密性呢？
③水中的导管口如果有气泡冒出，移开手后过一段时间，能形成一段水柱，说明气密性良好
②用手握住试管
①连接好仪器
检查装置气密性
注意：如果环境温度偏高，也可采用酒精灯微热或热毛巾捂热等其他方法。
方法导引
相同点
集气瓶 橡胶塞 燃烧匙 导气管 弹簧夹
导气管 烧杯 酒精灯 火柴
说一说下列仪器的名称。
测定空气里氧气的含量
演示实验
1. 瓶内装少量水，剩余体积分为5等份。
2.夹紧乳胶管，点燃红磷。
3.立即伸入瓶内，并塞紧塞子。
4.熄灭至冷却，打开弹簧夹。
小组分工操作，首先连接装置并检查装置气密性，然后实验，并观察、记录实验现象。
1.红磷燃烧，放热，产生大量的白烟。
2.集气瓶内水面上升，约占原有空气总体积的1/5。
现象
磷+氧气 五氧化二磷
点燃
空气中氧气的体积约占空气的1/5。
结论
实验记录
讨论并解释这个实验的原理？
红磷燃烧消耗瓶内氧气，且生成的是固体，造成瓶内气压小于外界大气压，打开弹簧夹，在大气压的作用下，水会进入瓶内，进入瓶内水的体积就是消耗氧气的体积。
思考讨论
1.集气瓶内水面上升少于1/5的原因
集气瓶内水面上升小于1/5
装置气密性不好
红磷量不足
瓶内温度没有降低到室温后就打开了弹簧夹。
思考讨论
2.集气瓶内水面上升大于1/5的原因
集气瓶内水面上升大于1/5
插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出。
没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气部分受热从导管逸出。
思考讨论
能否用下列试剂代替红磷测定空气中氧气含量？
蜡烛 木炭 镁 铁丝
思考讨论
蜡烛
木炭
镁条
铁丝
在空气中只与氧气反应，完全反应后生成气体。
在空气中只与氧气反应，完全反应后生成气体。
能与空气中的氧气、氮气等气体发生反应。
不能在空气中燃烧。
由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物，混合物不能用化学符号表示。
只由一种物质组成的物质叫做纯净物，纯净物可以用化学符号表示。
例如：空气、可乐、自来水等物质都是混合物。
例如：氧气、二氧化碳、氮气等都是纯净物。
温馨提示：要根据物质的成分进行区分。
空气的成分(按体积计算)：
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%
氮气78%
氧气21%
其他成分1%
在测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，结合经验思考下列问题：
1.燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？
2.集气瓶内页面上升到一定高度后，还能继续上升吗？这种现象能不能说明氮气不易溶于水？
不支持燃烧
不能上升；氮气不易溶于水
思考讨论
结合经验及上面的结论，描述氮气的物理性质：
颜色
状态
气味
溶解性
无色
气态
无味
不易溶于水
密度： 1.251 g·L -1 (标况下)
熔点： -210 ℃
沸点： -196 ℃
思考讨论
氧气21%
氮气具有广泛的用途：灯泡或食品包装袋中要充入氮气；焊接金属也要用到氮气；液态氮用于医疗手术中冷冻细胞、杀伤细胞等；此外氮气还用于制造氮肥；氮气还用于磁悬浮列车等。
阅读材料，讨论氮气的用途。
思考讨论
氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料
成果展示
食品包装袋中充入氮气，防腐。
灯泡中充入氮气，延长寿命。
焊接金属，用氮气隔绝空气。
作保护气
成果展示
液氮用于医疗治疗
液氮用于提供低温环境
成果展示
超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能
成果展示
物质的用途体现物质的性质，上述事例说明氮气的化学性质稳定，一般不支持燃烧，也不燃烧，常温下不易与其他物质反应。
稀有气体化学性质不活泼，可制成多种用途的电光源，如航标灯、照明灯、霓虹灯等，液态氦可用于制造低温环境。
拓
展
小
课
堂
虽然普利斯特里也发现了氧，但是他坚信当时的“燃素说”，错误的认为这种气体不含燃素。燃素说是当时化学界一个先进的理论，统治化学领域近一个世纪，因为它似乎能解决一些问题。但是也有很多问题它无法解释，只有拉瓦锡抓住了这个关键点，通过实验推翻了“燃素说”。
1.空气炸锅是厨房日常小电器，其工作原理是将锅内空气加热后循环吹向食物，使食物变熟。在空气炸锅内循环的气体，含量最高的是( )
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
A
2.下列物质都属于纯净物的一组是( )
①冰水共存物 ②洁净的空气 ③液氮 ④澄清的石灰水
⑤矿泉水 ⑥五氧化二磷 ⑦二氧化碳
A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑦ C.①②③④ D.③④
A
3.如图所示，为检查装置的气密性，保持装置内温度不变，将导管的末端伸入装有水的烧杯中。若装置气密性良好，烧杯内导管处的现象（画圈部分）是( )
选项 A B C D
现象放大图 导管口有少量水柱 导管口有气泡 导管中水柱上升 导管内外液面相平 A
4.如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中正确的是（　 　）
A．红磷燃烧产生大量白色烟雾
B．燃烧匙中的红磷可以换成细铁丝
C．该实验可说明N2难溶于水
D．红磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积大于1/5
C
空气中的氧气被燃烧完后，剩下的就是氮气，占空气体积的4/5，而进入集气瓶中水的体积约1/5，该实验可说明N 2 难溶于水。
5.小明同学对部分物质的性质和用途进行了如下归纳，其中错误的是（ ）
A. 氮气的化学性质稳定填充食品包装袋防腐
B. 稀有气体通电时能发出不同颜色的光用于霓虹灯
C. 氦气的密度很小且稳定探空气球
D. 氮气高温时性质活泼光合作用的原料
D
空气的组成
空气的成分(按体积计算)
物质的简单分类
空气中氧气含量的测定
原理
现象
结论
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%
纯净物
混合物
只由一种物质组成
由多种物质组成
课堂小结
氮气和稀有气体
氮气：做保护气、化工原料等
稀有气体：保护气、霓虹灯

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