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专题3 课题1 空气成分的探索 教学设计
教学目标
1 . 通过拉瓦锡研究空气成分的经典实验和红磷燃烧测定空气中氧气的含量探究实验，理解空气中氧气含量的测定方法，初步学会观察、记录和分析实验现象，培养基于实验事实得出结论的证据推理意识。
2. 通过了解拉瓦锡研究空气组成的过程，学习和体会化学家进行科学探究的智慧与方法，初步养成注重实证、严谨求实的科学态度，发展批判性思维。
教学重点
理解空气中氧气含量的测定方法。
教学难点
基于实验事实推理得出实验结论，理解空气中氧气含量的测定方法。
教学流程
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
【情境】视频：空气成分的认识历程。 【讲述】空气是地球上一切生命赖以生存的重要物质。人们对空气成分的认识经历了漫长的过程。 【观看】 激发兴趣，引入新课。
（续表）
教师活动 学生活动 设计意图
【情境】视频：拉瓦锡的实验。 【提问】 1 . 拉瓦锡利用什么反应测定了空气中氧气的含量？ 2. 他观察到了什么现象？ 3 . 他如何推测出空气中含有五分之一体积的氧气这一结论？ 4. 借鉴拉瓦锡实验的原理和装置，我们能否设计类似的实验来测定空气中氧气的含量呢？ 请思考设计要点。 【小结】拉瓦锡设计的实验，通过物质的转化，实现了对空气成分的间接测量，体现了等效替代的思想。 【观看】 【思考、回答】 1 . 加热汞与空气中的氧气。 2. 钟罩内的汞液面上升，曲颈瓶内的汞面上浮有红色固体，最后钟罩内的汞液面上升了约五分之一。 3 . 汞液面上升约五分之一，说明装置内空气体积减少约五分之一，推测空气中约含有五分之一的氧气。 4. 在密闭装置中，用一种能与空气中的氧气反应的物质，充分反应后，能观察到明显现象来证明气体的减少。 感悟人类对科学的认识是不断发展的历程，体会科学家严谨求实的科学态度；结合教材与视频，引导学生思考分析，发展分 析 归 纳 信息、证据推理能力。 初步学会分析、评 价 实 验设计。
【活动】阅读教材第58页的“实验探究：测定空气中氧气的含量”，明确实验原理与步骤。观察实验装置，并思考本实验与拉瓦锡所用实验原理和装置的异同。 介绍演示实验探究所用装置仪器及压强、温度传感器。 【提问】与教材上的实验相比，实验装置和步骤有哪些差异？ 【实验探究】测定空气中氧气的含量。 实验步骤： 1 . 在 100 mL 的量筒内加入 80 mL 的水，用弹簧夹夹紧乳胶管。 2. 将盛有足量红磷的燃烧匙放入容积为250 mL 的集气瓶中，连接好压强传感器和温度传感器，塞紧橡胶塞。 用激光笔照射引燃红磷，观察并记录红磷燃烧的现象。 3 . 呈现 DIS实验图像。 【阅读、思考】装置内都密闭了一定量的空气，用红磷燃烧代替曲颈瓶中的汞，用量筒中的水代替汞槽中的汞。 【观察、思考】使用了温度和压强传感器，用激光笔引燃红磷。 【观察、记录】教材第 58 页。 现象记录：红磷燃烧时，产生大量白烟；打开弹簧夹，量筒中的水 进入集气瓶内，约 50 mL。 实验结论：空气中氧气的含量大约占空气体积的五分之一 。 由化学科学发展历程中的经典实验迁移到课堂探究实验，初步学会分析、评价实验设计。 对比观察课堂使用的装置与教材的装置差异，初步认识到要依据实验装置来确定实验操作步骤。 培养学会观察实验现象，并正确记录实验实验数据，书写实验报告的能力。
（续表）
教师活动 学生活动 设计意图
4. 待红磷火焰熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察并记录实验现象。 【提问】【引导分析】 1 . 根据什么现象能推断出空气中氧气的含量？ 量筒内水的体积变化与集气瓶内减少的气体体积之间存在什么关系？ 2. 已知在温度和体积相同的条件下，微观粒子数目越多，产生的压强越大。 图像中 A点和C点的压强变化说明了什么？ 3 . 用激光笔照射引燃红磷有什么优点？ 4. 集气瓶中剩余的气体主要是什么？ 能推理得知其哪些性质？ 【思考、回答】 1 . 根据量筒内水进入集气瓶的量进行推断，量筒内减少水的体积等于集气瓶内减少的氧气的体积。 再根据集气瓶容积为 250 mL,可推断出空气中氧气的体积分数约为五分之一。 2. 与 A 点相比，C 点压强减小，说明在温度和体积相同的情况下，C点的微观粒子数目减少 。减少的气体是红磷燃烧消耗 的 集 气 瓶 内 空 气 中 的氧气。 3 . 保证装置始终密闭，使结果测定更准确。 4. 主要是氮气；难溶于水，不与红磷反应。 分析实验现象，提高证据推理能力，并通过分析图像中压强的变化情况更好地理解该实验的原理。
【归纳】空气中氧气含量的测定方法。 【课堂总结】本节课的收获和体会。 【思考、归纳】装置内密封了一定量的空气；选择与汞一样只能与空气中的氧气反应的红磷，且生成物为固体；反应结束待充分冷却后再观察，出现能够体现气体减少的明显现象，从而推理得出结论。 【交流】本课的收获、感悟及困惑。 通过归纳总结，感受化学家进行科学探究的智慧。 养成归纳整理的学习习惯。
【作业布置】 1 . 综合活动手册。 2. 以小组为单位完成练习巩固 3 的剧本设计。 巩固本课知识，发展批判性思维。
板书设计
空气成分的探索
拉瓦锡实验 红擘燃烧测定空气中氧气的含量
实验原理 汞与氧气反应 点燃 擘＋氧气—→ 五氧化二擘
实验现象 钟罩内汞的液面上升 , 曲颈瓶内汞面上有红色固体 , 最终钟罩内的汞面上升了 约五分之一 产生大量白烟 ; 量筒中的水进入集气瓶内 , 约 50 mL
实验结论 空气中氧气的体积分数约为五分之一
实验设计要点 1. 装置密闭
2. 反应物只与空气中的氧气反应 , 生 成物为固体
3. 耗尽氧气 , 充分呤却

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