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1.1 空气的成分
【第一单元 我们呼吸的空气】
八年级下册
在起市里、我们发现许多食品用真空包装来保鲜：为
什么食品暴露在空气中容易变质？空气的主要成分有啊
些？宣气中各种或分的含量和性质又是怎样的呢？
一、空气中氧气的含量
18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。
一、空气中氧气的含量
18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。
得出：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
思考：如何测定这瓶空气中氧气的体积分数；
氧气体积分数=
空气 体积
瓶子装满水后水的体积
氧气 体积
用量筒测量
瓶内气体的量
减少
瓶内气压
水倒吸
抽气
减少
注射器
止水夹
导管
集气瓶
燃烧匙
利用：物质的燃烧去除空气中的氧气
①木炭+氧气→生成二氧化碳气体；
②硫磺+氧气 生成二氧化硫气体；
③红磷+氧气 生成五氧化二磷固体（体积忽略不计）；
选择？请说明理由
讨论1：
已知镁+氧气 氧化镁（固），
镁+氮气 氮化镁（固）
能否用镁代替红磷测定空气中氧气的体积分数呢？
不能，会使结果偏大。
吸收生成的五氧化二磷，减少空气污染。
为什么要在集气瓶里放少量的水？
磷+氧气 五氧化二磷
点燃
氧气体积分数测定实验的要求：
1、能和氧气发生反应
2、生成物最好是固体，如果是气体要能被吸收。
3、不能和空气中的其他成分发生反应
实验步骤：
a.检验装置的气密性（装置不漏气）；
b.燃烧匙内添加过量的红磷，点燃之后立即塞紧瓶塞;
现象：_____________________
c.火焰熄灭后，等待装置冷却后打开止水夹；
现象：_____________________
实验结论：
氧气约占空气体积的五分之一
红磷剧烈燃烧，产生大量白烟
水从烧杯倒吸入集气瓶内.
水的体积约占瓶容积的1/5
烟：固体小颗粒。
雾：小液滴。
出现下列情况, 试分析对实验结果的影响:
讨论2：
1、装置的气密性不好, 漏气。
2、红磷的量不足,没有充分消耗氧气。
3、没有将点燃的红磷迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞。
5、未冷却到室温就打开止水夹读数；
偏小
偏小
偏大
偏小
4、点燃时，止水夹未夹紧，部分空气跑出。
偏大
6、反应物与氮气、二氧化碳等反应。
偏大
此实验说明剩余气体(氮气)有哪些性质（至少两点）。
_________________________
讨论3：
①不燃烧也不支持燃烧
②不溶于水
③无色、无味的气体
认识相似的实验装置
空 气 的 发 现 史
1、很长一段时间内认为空气是一种物质组成。
2、法国化学家拉瓦锡通过实验，最早发现空气是由氮气和氧气组成。
3、 19世纪末,科学家们又通过大量实验陆续发现氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体。
举例说明：空气中存在水蒸气
饼干久置会变软
刚从冰箱拿出的饮料
云
雾
霜
冷玻璃表面的雾气
白色的无水硫酸铜
请用实验证明：空气中存在水蒸气？
变成蓝色
结论：
空气中含有 。
水蒸气
（特性：遇水变蓝）
植物光合作用要吸二氧化碳
举例说明：空气中存在二氧化碳
澄清石灰水（氢氧化钙溶液）的性质：
二氧化碳通入澄清石灰水，石灰水变浑浊
检验：二氧化碳气体
活动：实验证明空气中存在二氧化碳
导管
橡皮塞
锥形瓶
导气管方向：长进短出
用大针筒把空气压进澄清石灰水中
用嘴向澄清石灰水中吹气（对比）
结论：
空气中含有二氧化碳
含量较少
实验现象：
澄清石灰水变浑浊
但速度比较慢
氮气：78%
氧气：21%
稀有气体：0.93%
二氧化碳：0.04%
水蒸气和其他杂质：
0.03%
通常各成分比例保持相对稳定
体积分数
二、空气是重要的自然资源
空气
氮 气
氧 气
稀有气体
制造炸药、氮肥，做保护气，做冷冻剂。
氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气
霓虹灯中发光：氖气通电发红光，氩气发蓝光，用于广告牌和指示灯。
氦气用于气球和飞艇：密度小且化学性质稳定，可使气球安全升空。
氩气用作保护气：焊接金属时，氩气可隔绝空气，防止金属被氧化，保证焊接质量。
氪气和氙气用于照明：氪气灯亮度高、寿命长，氙气灯常用于汽车大灯和闪光灯。浙教版八年级下册《1.1空气的成分》第一课时教学设计
教学内容
（一）核心概念
空气是由多种气体组成的混合物，其中氧气约占总体积的1/5，氮气约占78%，还含有稀有气体、二氧化碳、水蒸气等成分。
定量实验是测定物质组成的重要科学方法，通过红磷燃烧实验可测定空气中氧气的体积分数。
空气中各成分具有独特的性质，且在生活和生产中有着广泛的应用。
（二）跨学科概念
物质组成与结构：空气的成分组成体现了物质的多样性，不同成分的结构决定其性质和用途。
能量与变化：红磷燃烧实验中涉及化学能与热能、光能的转化，以及化学反应引起的物质组成和体积变化。
证据与推理：通过实验现象（如水倒吸体积）推理空气中氧气的含量，结合生活现象（饼干变软、石灰水变浑浊）证据推断其他成分的存在。
技术与工程：实验装置的设计、改进（如气密性检验、反应物选择）体现了技术对科学探究的支持，以及工程设计的合理性原则。
二、教学目标
（一）科学目标
能准确说出空气的主要成分及体积分数，知道拉瓦锡实验的结论和意义。
理解红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验原理、操作步骤和注意事项。
能列举生活中证明空气中存在水蒸气、二氧化碳的现象，了解氮气和稀有气体的主要用途。
（二）科学思维
通过分析实验误差的原因，培养逻辑推理和科学分析能力。
对比不同反应物（木炭、硫磺、红磷、镁）的反应产物，学会运用比较、归纳的方法选择合适的实验药品。
基于实验现象和生活实例，建立“现象—证据—结论”的科学推理链条。
（三）探究实践
能规范完成红磷燃烧测定氧气含量的模拟实验，正确观察、记录实验现象。
参与“如何证明空气中存在水蒸气” 的探究活动，设计简单的实验方案。
针对实验中的误差情况，提出改进思路和方法。
（四）态度责任
感受科学家（拉瓦锡）勇于探索、严谨求实的科学精神，激发对科学探究的兴趣。
认识空气是重要的自然资源，树立保护空气、合理利用资源的环保意识。
体会化学与生活、生产的密切联系，增强运用科学知识解决实际问题的责任感。
三、教学重难点
（一）重点
红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验原理、操作及结论。
空气的主要成分及体积分数。
生活中证明空气中水蒸气、二氧化碳存在的现象。
（二）难点
红磷燃烧实验的误差分析及注意事项。
选择测定氧气含量实验药品的依据。
四、教学准备
实验器材：集气瓶、燃烧匙、导管、止水夹、烧杯、量筒、红磷、无水硫酸铜、澄清石灰水、大针筒等。
教学资源：课件（包含拉瓦锡实验图片、实验装置图、生活现象图片）、实验视频。
五、教学环节设计
（一）情境导入，激发兴趣
展示课件中 “山里人向游客卖空气”的新闻图片，提问：“为什么有人愿意花钱买空气？工业发达地区的空气存在什么问题？空气到底是由什么组成的？”
结合生活实例提问：“我们吃的零食常用真空包装，为什么食品暴露在空气中容易变质？”
引出课题：今天我们就一起来探究空气的成分，解开这些疑问。
【设计意图】从生活热点和常见现象入手，创设真实情境，引发学生思考，激发探究空气成分的兴趣，同时紧扣 “空气与健康” 的联系，渗透态度责任目标。
（二）历史回顾，感知科学历程
讲解空气发现史：很长一段时间内，人们认为空气是一种单一物质。直到18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分，得出“空气由氧气和氮气组成，氧气约占1/5”的结论。
展示拉瓦锡实验的装置图（曲颈瓶、玻璃钟罩、汞槽等），简要介绍实验原理：通过汞与氧气反应，消耗氧气，测量体积变化。提问：“拉瓦锡的实验为什么能得出准确结论？体现了什么科学方法？”（定量研究、严谨操作）
【设计意图】让学生了解科学知识的形成过程，感受科学家的探究精神，初步认识定量实验在科学研究中的重要性，为后续实验探究奠定基础。
（三）实验探究，测定氧气含量
1.提出问题与设计方案
提问：“我们能否用简单的装置模拟拉瓦锡实验，测定空气中氧气的体积分数？”
展示实验装置（集气瓶、燃烧匙、导管、止水夹、烧杯），引导学生思考：“该实验的核心思路是什么？”（消耗氧气，使瓶内气压减小，通过水的倒吸体积间接测定氧气含量）
讨论反应物选择：课件展示三种反应物的反应式：
木炭 + 氧气→二氧化碳（气体）
硫磺 + 氧气→二氧化硫（气体）
红磷 + 氧气→五氧化二磷（固体，体积忽略不计）
提问：“哪种物质适合作为实验药品？为什么？”
补充讨论：“能否用镁代替红磷？”（结合镁与氮气、氧气都能反应的性质，得出 “不能，会导致结果偏大” 的结论）
总结药品选择依据：①能与氧气反应；②生成物为固体（或气体能被吸收）；③不与空气中其他成分反应。
2.实验操作与现象观察
教师演示实验（或播放实验视频），强调操作步骤：
a.检验装置气密性（关键步骤，说明漏气的影响）；
b.燃烧匙内加过量红磷，点燃后迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞；
c.待火焰熄灭，冷却至室温后打开止水夹。
引导观察实验现象：红磷剧烈燃烧，产生大量白烟；打开止水夹后，水倒吸入集气瓶，体积约占瓶容积1/5。
提问：“集气瓶内放水的目的是什么？”（吸收五氧化二磷，减少空气污染）
得出实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。
3. 误差分析与讨论
提出问题：“实际实验中，水倒吸体积可能不等于 1/5，原因有哪些？”
组织学生分组讨论课件中的 6 种情况，分析对实验结果的影响（偏大或偏小）：
①装置气密性不好（漏气）→偏小；
②红磷量不足→偏小；
③未迅速塞紧瓶塞→偏大；
④止水夹未夹紧→偏大；
⑤未冷却至室温就读数→偏小；
⑥反应物与氮气等反应→偏大。
师生共同总结：实验成功的关键在于装置不漏气、红磷过量、冷却后读数等。
【设计意图】通过“提出问题—设计方案—实验操作—误差分析”的完整探究流程，培养学生的探究实践能力和科学思维，突出教学重点，突破难点，同时规范实验操作，强化安全意识。
（四）拓展探究，感知其他成分
1.证明空气中存在水蒸气
展示生活现象图片：饼干久置变软、刚从冰箱拿出的饮料瓶外壁有水珠、冷玻璃表面起雾、霜的形成。
提出问题：“这些现象说明空气中含有什么物质？如何用实验证明？”
演示实验：取少量白色无水硫酸铜粉末，露置在空气中（或用大针筒向其通入空气），观察到无水硫酸铜变蓝色。
解释原理：无水硫酸铜遇水变蓝，证明空气中含有水蒸气。
2.证明空气中存在二氧化碳
提问：“植物光合作用需要吸收什么气体？如何用实验证明空气中有二氧化碳？”
演示实验：用大针筒将空气压入澄清石灰水中，观察到石灰水变浑浊（速度较慢）。
对比实验：用嘴向澄清石灰水中吹气，石灰水迅速变浑浊。
得出结论：空气中含有二氧化碳，但含量较少（体积分数约0.04%）。
3.认识氮气和稀有气体
展示空气成分体积分数图：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.93%、二氧化碳0.04%、其他杂质和水蒸气0.03%。
简要介绍氮气的用途：制造炸药、氮肥，作保护气、冷冻剂。
结合课件图片介绍稀有气体的用途：氖气用于霓虹灯、氦气用于气球、氩气作保护气、氪气和氙气用于照明。
【设计意图】从生活现象和实验探究两方面入手，让学生直观感受空气中其他成分的存在，了解其用途，体现 “从生活走向科学，从科学走向社会” 的理念，丰富核心概念的内涵。
（五）课堂小结，梳理知识
师生共同梳理本节课知识脉络：空气的发现史→氧气含量的定量测定（实验原理、操作、误差分析）→空气中其他成分（水蒸气、二氧化碳、氮气、稀有气体）→空气是重要的自然资源。
强调核心要点：氧气体积分数、实验关键步骤、生活中证明空气成分的现象。
【设计意图】帮助学生构建系统的知识体系，巩固重点知识，培养归纳总结能力。
六、板书设计
1.1。1空气的成分
一、空气的发现史
拉瓦锡（法国）→ 空气由氧气和氮气组成，O 约占 1/5
二、氧气含量的定量测定
实验原理：消耗 O →瓶内气压减小→水倒吸→测体积
实验药品：红磷（满足：①与 O 反应；②生成物为固体；③不与其他成分反应）
实验步骤：查（气密性）→装（红磷）→点（燃）→塞（瓶塞）→冷（却）→开（止水夹）
实验现象：①红磷燃烧，产生大量白烟；②水倒吸，体积约占 1/5
实验结论：O 约占空气总体积的 1/5
误差分析：
偏小：漏气、红磷不足、未冷却读数
偏大：未迅速塞瓶塞、止水夹未夹紧、反应物与 N 反应
三、空气中的其他成分（体积分数）
N ：78%（用途：氮肥、保护气等）
稀有气体：0.93%（用途：霓虹灯、保护气等）
CO ：0.04%（证明：澄清石灰水变浑浊）
水蒸气+其他：0.03%（证明：无水硫酸铜变蓝、饼干变软等）
四、空气是重要的自然资源→保护空气
七、作业设计
基础作业：完成教材课后习题，背诵空气主要成分及体积分数，描述红磷燃烧实验的操作和现象。
探究作业：设计一个家庭小实验，证明空气中存在水蒸气（写出实验方案、现象和结论）。
拓展作业：查阅资料，了解稀有气体在现代科技中的应用，撰写一段简短的介绍（100 字左右）。
思考作业：如果实验室没有红磷，还可以用什么物质代替？请说明理由（提示：考虑生成物是否为固体或可被吸收）。
八、教学反思
条件允许的情况下，可将演示实验改为分组实验（需做好安全防护措施），让更多学生参与实验操作，提升探究体验。补充更多关于氮气、稀有气体用途的实际案例（如液氮用于冷冻医疗、氙气灯在汽车中的应用），丰富教学内容。设计针对性的误差分析练习题，通过分层训练，帮助不同层次的学生掌握知识点，同时增加实验改进方案的设计题，培养创新思维。课后可布置 “空气成分与环境” 的调查作业，让学生关注空气污染问题，进一步强化环保意识，落实态度责任目标。

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