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第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
第1课时 空气的组成
化学观念：明确纯净物、混合物的概念，能依据物质的组成，对物质进行分类，并能识别纯净物和混合物。
科学思维：认识依据物质的组成和性质，可以对物质进行分类。知道物质可以分为纯净物和混合物。
科学探究与实践：通过对“探究空气中氧气含量”实验的发展及现象分析，初步学习简单的实验设计，加强观察并描述实验现象的能力，并能对相关实验现象给出合理的解释。
科学态度与责任：通过空气成分研究史，感受科学家不断探索、追求真理的精神，体会实验探究的乐趣。
素养目标
情境导入
为什么在鱼缸中养小金鱼要不断用气泵向水中通入空气呢？空气由什么组成呢？今天我们一起来探究空气的组成吧！
思考交流
新知探究
任务一 穿越时空学原理
拉瓦锡(1743~1794)，法国著名化学家、近代化学的奠基人之一、近代化学之父。
由于燃素说盛行，当时的科学家们都觉得物质可燃是因为自身含燃素。可拉瓦锡却不这么认为，他开启了自己的探索，用定量实验测定了空气的组成，一步步揭开了空气成分的真相，使近代化学取得了革命性的胜利。
拉瓦锡
新知探究
任务一 穿越时空学原理
把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天
一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，容器里空气的体积减小
实验步骤
汞 + 氧气 氧化汞
Hg O2 HgO
加热
银白色液体
无色、无臭气体
红色粉末
拉瓦锡探究空气成分的实验
（一阶段）
1.拉瓦锡探究空气成分的实验
实验现象
实验原理
新知探究
任务一 穿越时空学原理
拉瓦锡探究空气成分的实验
（一阶段）
实验分析
汞在加热条件下只和空气中的氧气反应而不与其他气体反应
生成的氧化汞是固体，使密闭装置内的压强减小
能通过进入装置的液体的体积，测得减小的气体的体积
新知探究
把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。
红色粉末又生成了银白色物质和能使带有火星的木条复燃的气体。
实验步骤
实验现象
实验原理
氧化汞 汞 + 氧气
HgO Hg O2
加热
空气由氧气和氮气组成。
任务一 穿越时空学原理
拉瓦锡探究空气成分的实验
（二阶段）
实验结论
新知探究
任务二 回归现实仿实验
【实验装置】
燃烧匙
集气瓶
导管
弹簧夹
烧杯
2.空气中氧气含量的测定
红色
固体
白色
固体
红磷 + 氧气 五氧化二磷
P O2 P2O5
点燃
无色、无臭
气体
新知探究
任务二 回归现实仿实验
【实验原理】
红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，生成固态物质
密闭容器内的气压减小，小于外界大气压
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
【实验步骤】
①连接装置，并检查装置的气密性
新知探究
任务二 回归现实仿实验
②在集气瓶内加入少量的水，再把水面上方空间分成五等份，并做好标记
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
④燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹
新知探究
任务二 回归现实仿实验
【实验测定】
序号 实验操作 观察和思考
1 向集气瓶内装入少量水，用记号将集气瓶内液面上方空间划分为5等份 向集气瓶内装入少量水的作用？
2 点燃燃烧匙中的红磷，插入集气瓶中，塞好胶塞 瓶内出现什么现象？
红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质？
新知探究
任务二 回归现实仿实验
吸收生成的白烟，同时起到降温的作用。
红磷燃烧，放热，产生大量白烟。
氧气。
【实验记录与分析】
新知探究
任务二 回归现实仿实验
【实验记录与分析】
序号 实验操作 观察和思考
3 冷却后，打开弹簧夹 你观察到什么现象？怎样解释？
现象：烧杯中的水经导管进入集气瓶，最终水面处于1刻度处。
解释：红磷燃烧消耗氧气生成固体，使瓶内压强小于外界气压，在大气压作用下，水进入集气瓶；因为消耗氧气的体积等于进入瓶中水的体积，故最终水面处于1刻度处，说明进入瓶中的水占原有空气体积的1/5，即氧气占瓶中空气体积的1/5 。
新知探究
任务二 回归现实仿实验
实验结束后，没有冷却到室温就打开弹簧夹
红磷的量不足
燃烧的红磷插入集气瓶过慢
弹簧夹未夹紧
装置漏气
错误操作
误差分析
偏小
偏大
偏大
偏小
偏小
【误差分析】
新知探究
【例题】某校化学兴趣小组用图A的装置测定空气中氧气含量。
检查装置气密性
将集气瓶水面上方空间五等分
任务二 回归现实仿实验
(1)实验步骤如下：
A.连接实验装置， 。
B.向瓶内装少量的水， 。
C.将点燃的红磷迅速伸入瓶内，并塞紧橡胶塞
D.等冷却至室温，打开弹簧夹
弹簧夹未夹紧
新知探究
任务二 回归现实仿实验
(2)B装置与A装置相比，优点是 。
(3)用B装置进行实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数大于1/5，可能的原因是_______________。
(4)从实验现象分析可知：氧气约占空气总体积的_______，剩余4/5气体的有关性质是____________________________________。
1/5
不可燃、不支持燃烧、不易溶于水
【例题】某校化学兴趣小组用图A的装置测定空气中氧气含量。
不会污染空气、可以减小误差
新知探究
任务三 数字化实验得真相
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，比如氧气传感器就可以帮助我们测定氧气的含量。
目前，人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。通过实验测定，空气的成分按体积计算，大约是：
新知探究
任务三 数字化实验得真相
成分 体积分数
氮气(N2) 78%
氧气(O2) 21%
稀有气体 0.94%
二氧化碳(CO2) 0.03%
其他气体 0.03%
氮气78%
氧气21%
其他成分1%
3.空气的组成
混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。混合物不能用化学符号来表示，如空气、海水等。
纯净物：只由一种物质组成的物质。纯净物可以用化学符号来表示。如氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、红磷(P)等。
从组成物质的成分看，氮气、氧气、二氧化碳、红磷、空气等物质有什么不同？
新知探究
任务四 组成视角看众多物质
4.物质的简单分类
思考交流
新知探究
任务四 组成视角看众多物质
纯净物 混合物
特性
表示方法
举例
联系 有固定的组成和性质，如熔点、沸点等
没有固定的组成和性质，各物质都保持各自的性质
可用化学符号表示
不能用化学符号表示
氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、红磷(P)
空气、海水、糖水等
混合物 纯净物
分离、提纯
混合
纯净物和混合物的区别和联系
【例题】下列物质属于混合物的是_____________。
①③⑤⑥
①纯净的空气
②冰水混合物
③农X矿泉水
④液氧
⑤食用盐
⑥优质燃煤
⑦五氧化二磷
⑧蒸馏水
“新鲜、洁净、清洁、混合”不是判断物质是否纯净的依据
新知探究
任务四 组成视角看众多物质
课堂小结
空气是由什么组成的
空气的成分（体积分数）
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0.03%
纯净物
混合物
只由一种物质组成
由多种物质组成
当堂反馈
1.夏天从冰箱里拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料外壁会潮湿，说明空气中含有（ ）
A .氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.二氧化碳
C
2. 我们生活在物质的世界里，物质的种类繁多，下列属于纯净物的是（　　）
A.洁净的空气 B.干净的果汁
C.飘香的奶茶 D.冰水共存物
D
当堂反馈
3.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课题1　我们周围的空气
第1课时　空气的组成
化学观念:明确纯净物、混合物的概念,能依据物质的组成,对物质进行分类,并能识别纯净物和混合物。
科学思维:认识依据物质的组成和性质,可以对物质进行分类。知道物质可以分为纯净物和混合物。
科学探究与实践:通过对“探究空气中氧气的含量”实验的发展及现象分析,初步学习简单的实验设计,加强观察并描述实验现象的能力,并能对相关实验现象给出合理的解释。
科学态度与责任:通过空气成分研究史,感受科学家不断探索、追求真理的精神,体会实验探究的乐趣。
教学重点:空气的组成、空气中氧气含量测定的实验方法。
教学难点:空气中氧气含量测定的实验;区分混合物和纯净物。
[播放视频]“鱼缸养鱼”。
[问题驱动]为什么在鱼缸中养小金鱼要不断用气泵向水中通入空气呢 空气由什么组成呢 今天我们一起来探究空气的组成吧!
任务一　穿越时空学原理
教师活动 学生活动
[讲解](展示探究空气组成的科学家图片与实验设计)空气的组成到底是什么 当时,燃素说盛行,当时的科学家们都觉得物质可燃是因为自身含燃素。可拉瓦锡却不这么认为,他开启了自己的探索,用定量实验测定了空气的组成,一步步揭开了空气成分的真相,使近代化学取得了革命性的胜利。咱们来看看他是怎么做的。 [播放视频]“拉瓦锡研究空气成分的模拟实验”。 [提问]结合课本思考:拉瓦锡实验背后的设计思路是什么 为何汞槽内汞的液面会发生变化 由这个实验能得到什么结论 [小结]拉瓦锡设计的实验包括两个阶段: ①汞+氧气氧化汞;②氧化汞汞+氧气。 实验原理:①汞在加热条件下只和空气中的氧气反应而不与其他气体反应;②生成的氧化汞是固体,使密闭装置内的压强减小;③能通过进入装置的液体的体积,测得减小的气体的体积 [感受科学家的探索精神] [观看视频] [小组讨论]足量的汞只与装置内空气中的氧气发生反应(氧气被消耗),装置内气体减少,压强减小,汞槽内汞的液面上升。 [交流结论]空气由氮气和氧气组成
任务二　回归现实仿实验
教师活动 学生活动
[过渡]仿照这个历史上著名的实验原理,我们也来设计一个实验探究空气中氧气的含量(实验目的)。 [实验原理]红磷+氧气五氧化二磷
[实验装置] [演示实验步骤] [追问]白烟能说成白雾吗 能得到空气中氧气的体积吗 [总结]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,进入容器内的水的体积即为减少的氧气的体积。 [实验结论]氧气约占空气体积的五分之一。 [引导分析]结合课本内容,讨论并回答问题。 (1)红磷量不足,实验还能成功吗 (2)集气瓶中的水上升到一定高度后不能继续上升,说明剩余气体有什么性质 [观察并描述]集气瓶中产生大量白烟,放出热量,打开弹簧夹后,会有水进入。进入水的体积约为集气瓶中空气体积的五分之一。 [交流]烟是固体小颗粒,雾是小液滴;进入的水的体积就是氧气的体积。 [思考交流] (1)红磷不足可能导致瓶中的氧气不能耗尽,测得的结果偏小。 (2)集气瓶中的水上升到一定高度后不再上升,说明剩余的气体不能燃烧且不溶于水
任务三　数字化实验得真相
教师活动 学生活动
[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。数字化实验有利于进行实验数据的采集与分析,如氧气传感器就可以帮助我们测定氧气的含量。 [播放视频]引导学生阅读教材P32“科学·技术·社会”,播放“用数字化仪器测定空气中氧气含量的实验”。 [提问]空气的组成到底是什么呢 [阅读教材,观看视频] [交流总结]空气的成分按体积计算,大约为氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体0.03%
任务四　组成视角看物质
教师活动 学生活动
[提问]从组成物质的成分看,氮气、氧气、二氧化碳、红磷、空气等物质有什么不同 [补充]纯净物可以用化学符号来表示,如氮气可表示为N2,氧气、二氧化碳、红磷、五氧化二磷可以分别表示为O2、CO2、P、P2O5;混合物因组成不固定,不能用化学符号来表示。 [练习]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果汁;⑧二氧化碳;⑨河水 [阅读教材] [交流]像空气这样,由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫作混合物,只由一种物质组成的是纯净物。 [练习巩固] 纯净物:②③④⑥⑧ 混合物:①⑤⑦⑨
教师活动 学生活动
[提问]为什么在鱼缸中养小金鱼要不断用气泵向水中通入空气呢 通入的空气中氧气约占多少呢 [作业]请同学们思考用红磷测定空气中氧气含量实验成功的关键,并与他人分享 [交流]结合生物学知识知道,小金鱼需要不断地吸入氧气,呼出二氧化碳。空气中有氧气,还有氮气等其他气体,若停止通入空气,水中的氧气含量降低,其他气体含量升高,不能满足金鱼的呼吸需求;氧气约占空气体积的五分之一
课题1　我们周围的空气
第1课时　空气的组成
第1课时　空气的组成
成功之处 本堂课利用“养小金鱼”真实情境激发学生兴趣,又用多位科学家探究空气组成的实验创设情境,并从近代、现代、数字化等多个维度帮助学生认识空气成分,感受科学的发展历程,并在课堂中渗透探究物质组成的实验的设计思路(消耗氧气——除去空气中的氧气)、认识物质组成的功能和价值(物质分类),小金鱼对氧气的需求是有定量要求的以及鱼缸中气泵持续使用的实际问题
不足之处 大部分学生兴趣高、热情高,个别学生上课走神

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