资源简介

第1课时空气是由什么组成的
【学习目标】
1．说出空气的主要成分，认识空气对人类生活的重要作用。
2．实验探究：空气中氧气的体积分数。
3．区分纯净物和混合物。
【学习重点】了解空气的主要成分；了解空气中氧气含量测定的原理；区分纯净物和混合物。
【学习难点】空气的组成；空气组成物质的性质和用途。
【学习过程】
一、自主学习
1．测定空气里氧气的含量实验
（1）实验现象：红磷燃烧，生成大量白烟，放出大量的热；打开弹簧夹后，进入广口瓶中的水约占原广口瓶体积的1/5。
（2）反应的文字表达式：磷+氧气五氧化二磷。
（3）实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。
2．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%。
3．纯净物是由一种物质组成，混合物是由两种或两种以上物质组成。
二、新知导学
知识点一空气的组成
1．拉瓦锡测定空气成分的实验
【师生合作】阅读课本P26，填写以下表格：
实验装置
实验现象
实验结论和反应的文字表达式
银白色固体变红色，容器里体积减少约1/5
空气由氮气和氧气组成；
汞+氧气氧化汞
2．空气中氧气含量的测定
【师生合作】请教师演示教材P27的“实验2-1”，同学们观察并完成下表中的相关实验记录。
实验用品
集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、导管、弹簧夹、烧杯、红磷、水、火柴
实验装置
实验原理
该反应的文字表达式：磷+氧气五氧化二磷；红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，瓶内气体减少，从而使水倒吸进入集气瓶中，倒吸进入集气瓶中水的体积就是集气瓶中氧气的体积
实验步骤
（1）连接装置，并检查装置的气密性。
（2）在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。
（3）点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。
（4）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。
实验现象
（1）红磷（P）燃烧，产生大量白烟；
（2）放热；
（3）冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水（H2O）的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。
实验结论
（1）氧气约占空气总体积的1/5；
（2）氮气不能燃烧也不支持燃烧，且不易溶于水
拓展延伸空气中氧气含量测定的误差分析
测定结果
小于五分之一
大于五分之一
影响因素
装置漏气
红磷量不足
未待装置冷却至室温就打开弹簧夹
点燃的红磷插入瓶子未立即塞上橡胶塞
最初弹簧夹未夹紧
原因分析
反应结束后外界空气进入
氧气不能完全被消耗
温度较高，气体膨胀，剩余气体占有较大体积
空气受热膨胀，部分逸出
3．空气的组成
空气成分
氮气（N2）
氧气
（O2）
稀有气体（包括氦He、氖Ne、
氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn）
二氧化碳
（CO2）
其他气体及杂质
体积分数
78%
21％
0.94％
0.03％
0.03％
特点
相对固定
可变
温馨提醒
空气不是一种单一的物质，而是一种混合气体；空气的成分以氧气和氮气为主，该比例是体积分数，不是质量分数
知识点二混合物和纯净物
【引导自学】请学生自主阅读教材P27，了解混合物和纯净物的概念。
(
一种
)
(
纯净物
)
(
混合物
)
(
两种或两种以上
)
名师点拨：纯净物与混合物的比较
物质
纯净物
混合物
概念
由一种物质组成
由多种物质组成
特性
有固定的组成和性质
没有固定的组成和性质
举例
水（H2O）、五氧化二磷（P2O5）、
蒸馏水（H2O）、
盐水、糖水、自来水、煤气、河水、
三、我的收获
四、当堂检测
1．一种气体在空气中的体积分数约为21%，该气体是（　B　）
A．二氧化碳
B．氧气
C．氮气
D．水蒸气
2．用燃烧法测定空气里氧气的含量，最好选择下列物质中的（　B　）
A．细铁丝
B．红磷
C．硫粉
D．木炭
3．如图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列有关说法正确的是（　D　）
A．燃烧匙中的红磷可用木炭代替
B．红磷点然后，慢慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞
C．红磷燃烧停止后，立即打开铁夹
D．测定氧气的体积分数低于1/5，可能是红磷量不足
4．下列对空气的叙述正确的是（　C　）
A．按质量分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%
B．空气的成分是固定不变的
C．空气的成分是相对稳定的，主要是由氮气和氧气组成
D．空气中的氧气可以供给呼吸，所以浓度越高越好，其他成分含量高低无关紧要
5．下列物质属于纯净物的是（　D　）
A．海水
B．稀盐酸
C．洁净的空气
D．冰水混合物
6．以下几种物质：①氧气；②人呼出的气体；③五氧化二磷；④空气中的稀有气体；⑤二氧化碳；⑥新鲜的空气。
（1）其中属于纯净物的是①③⑤；
（2）请选出一种混合物并分析其中的成分空气中的稀有气体中含有氦、氖、氩、氪、氙、氡等六种气体（合理均可）；
（3）请再举出生活中常见的一种混合物果汁。
五、布置作业
3第1课时　空气是由什么组成的
三维目标要求
知识与技能
1．了解空气的主要成分。
2．初步认识混合物、纯净物的概念。
过程与方法
1．学习从混合气体中除去某种气体进而测定其含量的方法。
2．进行在同一实验原理下，迁移性设计新实验方案的练习。
情感、态度与价值观
1．通过空气中氧气含量的测定实验，培养学生的分析、思维能力和观察能力。
2．通过介绍人类认识空气的简史，使学生认识到进行科学探索必须具有严肃认真、实事求是的科学精神和态度。
教学重点和难点
教学重点
空气中氧气含量的测定。
教学难点
1．纯净物和混合物的概念及区分。
2．空气成分测定实验中的误差分析。
情境导入
请大家猜一个谜语：一物到处有，用棒赶不走；眼睛看不见，手摸也没有；咀嚼无滋味，没它活不久。
空气与我们朝夕相伴，离开了空气我们不能生存，你熟悉它的组成吗？人类在探索空气成分的道路上都经历了怎样的过程呢？让我们踏着前人的足迹一起开始探究之旅吧！
合作探究
探究点一　拉瓦锡探究空气成分的实验
提出问题拉瓦锡测定空气成分的实验，存在哪些优点？哪些缺点？(可引导学生从实验时间的长短，操作是否简单，对环境的污染等方面考虑)
讨论交流阅读拉瓦锡测定空气成分的实验的材料，讨论归纳。
探究实验
1．实验一(如图所示)：
【实验步骤】把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。
【实验现象】一部分的液态汞变成了红色粉末。同时容器里空气的体积差不多减少了1,5。
【实验原理】汞＋氧气加热氧化汞。
【实验结论】容器里空气体积差不多减少了1,5。研究剩余的4,5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸也不能支持燃烧，他误认为这些都是氮气。
2．实验二：
【实验步骤】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。
【实验现象】红色粉末又生成了银白色物质和能使带火星木条复燃的气体。
【实验原理】氧化汞加热汞＋氧气。
【实验结论】氧化汞加热分解生成的氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的气体的体积。
3．通过上述实验，拉瓦锡得出空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积1,5的结论。
归纳总结拉瓦锡测定空气成分的实验。
优点：科学家用严肃认真的科学态度进行反复的实验。
缺点：实验时间较长，操作装置比较复杂，且实验过程中对环境有污染。
知识拓展拉瓦锡不是最早发现氧气的科学家，发现氧气的科学家是舍勒和普利斯特里。
探究点二　探究空气成分的实验
提出问题模拟拉瓦锡测定空气成分的实验，探究空气的成分，我们如何选择药品、仪器，设计装置进行实验呢？
讨论交流分析上述实验，讨论设计装置并进行实验。
探究实验
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，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积
实验
装置
①仪器：集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、乳胶管、弹簧夹、烧杯、酒精灯及火柴(点燃红磷时使用)；②药品：红磷、水；③实验装置如图所示
实验
步骤
①连接装置并检查装置的气密性；②在集气瓶内装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份，并用橡皮筋做上记号；③用弹簧夹夹紧胶皮管，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
实验
现象
①红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生成，放出热量；②冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1
5。
反应的文字表达式：红磷＋氧气点燃五氧化二磷
误差
分析
(1)导致测得的氧气的体积分数偏小的原因可能有：①红磷的量不足；②装置未冷却就打开弹簧夹；③装置漏气等。
(2)导致测得的氧气的体积分数偏大的原因可能有：①点燃红磷后燃烧匙插入集气瓶过慢，导致瓶中气体受热膨胀逸出；②弹簧夹没有夹紧等
实验
结论
空气中氧气约占空气总体积的1
5
注意
事项
①红磷要过量；②装置必须密封；③完全冷却后打开弹簧夹；④插入燃烧匙的速度要快；⑤弹簧夹要夹紧；⑥实验所用药品一般为红磷，不能用硫、木炭、铁丝等物质代替(因为硫或木炭燃烧后生成的是二氧化硫或二氧化碳气体，而生成的气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测量结果误差加大；铁丝在空气中不能燃烧)；⑦集气瓶内加入少量水
课堂讨论
1．上述实验结束后集气瓶内剩余的气体具有哪些性质？
2．利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理我们还可以设计出其他的装置图吗？
归纳总结空气的成分(按体积分数计算)：
成分
氮气
(N2)
氧气
(O2)
稀有
气体
二氧化
碳(CO2)
其他气体
和杂质
体积
分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
探究点三　纯净物和混合物
提出问题物质按种类如何划分？它们之间有怎样的联系呢？
讨论交流阅读教材归纳总结。
归纳总结
纯净物
混合物
概念
只由一种物质组成
由多种物质组成
特性
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
表示方法
可用化学符号表示，如氮气(N2)、二氧化碳(CO2)等
不能用固定的化学符号来表示
举例
氧气(O2)、硫(S)、一氧化碳(CO)等
空气、稀有气体、海水、糖水等
联系
混合物分离、提纯
混合纯净物
板书设计
课题1　空气
第1课时　空气是由什么组成的
一、空气中氧气含量的测定
实验现象：红磷燃烧产生大量白烟、放出热量，水进入集气瓶的体积约占集气瓶容积的1,5。
反应的文字表达式：红磷＋氧气点燃五氧化二磷。
实验结论：氧气约占空气体积的1,5。
氮气的性质：难溶于水，化学性质稳定(或不支持燃烧)。
二、空气的成分及含量
按体积分数：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%。
三、纯净物和混合物
1．纯净物：只由一种物质组成。
2．混合物：由多种物质组成。
成功之处
本堂课通过对科学家探究空气成分的实验分析，引导学生进行模拟实验，体验科学家严肃认真的科学态度，初步学会科学实验的方法
不足之处
在探究空气成分的实验时要注意引导学生模仿设计，此实验是模拟科学家的实验，有部分学生进入误区
3第2课时　空气是一种宝贵的资源　保护空气
三维目标要求
知识与技能
1．了解氧气的用途以及氮气、稀有气体的主要性质和用途。
2．初步了解空气污染的原因、危害及防治措施。
过程与方法
通过观察图片、表格和讨论交流，归纳氮气、稀有气体的主要性质和用途，知道空气污染的危害，学会一些简单的防治方法。
情感、态度与价值观
通过对空气是一种宝贵的自然资源的了解，培养学生关注环境、热爱自然的情感。
教学重点和难点
教学重点
了解空气中各成分的用途及空气的污染与防治。
教学难点
让学生意识到空气是一种宝贵的自然资源，同时要竖立环境保护意识。
　　　　　　　　　　　　　　　
情境导入
每当看见那黑漆漆的烟从那粗大的烟囱内冒出时，每当看见汽车的尾气时，每当看见垃圾堆积如山时，你们是什么心情？
请同学们看看外面的天空，我们如何去爱护它。
合作探究
探究点一　空气是一种宝贵的资源
提出问题空气中各成分有什么性质和用途呢？
讨论交流阅读教材归纳总结。
归纳总结
1．氧气。
(1)供给呼吸，可用于医疗、潜水、登山、航空等。
(2)支持燃烧，可用于气焊、炼钢、宇航等。
2．氮气。
(1)物理性质：没有颜色，没有气味的气体，在标准状况下密度比空气略小，难溶于水。
(2)化学性质：不活泼，一般情况下它不支持燃烧也不供给呼吸。
(3)用途：
①用氮气作灯泡(经久耐用)或食品包装(延长食品的保质期)的填充气；
②液态氮气用于医疗手术(冷冻细胞，杀伤细胞，防止癌细胞扩散)；
③用氮气制氮肥(人工固氮，工业制氨气)：
氮气＋氢气催化剂,高温、高压氨气。
3．稀有气体。
(1)物理性质：没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。
(2)化学性质：很不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生化学反应。
(3)用途：
①作为保护气：焊接金属时用来隔绝空气；灯泡中充稀有气体使灯泡耐用；
②制成多种电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等；
③用于激光技术或医疗麻醉；
④用氦气代替氢气填充气球，不会发生爆炸。
探究点二　保护空气
提出问题随着科学技术的发展，空气受到严重的污染，我们如何防治空气的污染呢？
讨论交流学生结合社会实践归纳。
归纳总结
1．空气的污染物：有害气体(二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等)和烟尘。
2．污染源：化石燃料燃烧；工厂排放的废气；汽车尾气。
3．危害：(1)严重损害人体的健康；(2)影响作物的生长；(3)破坏生态平衡；(4)导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。
4．防治措施：(1)加强大气质量监测；(2)改善环境状况；(3)使用清洁能源；(4)积极植树、造林、种草等。
板书设计
第2课时　空气是一种宝贵的资源　保护空气
一、空气是一种宝贵的资源
1．氧气：(1)供给呼吸。(2)支持燃烧。
2．氮气：用作保护气、制氮肥。
3．稀有气体：用作保护气、霓虹灯。
二、保护空气
1．污染物：有害气体和烟尘。
2．危害：(1)影响人体健康和作物生长；(2)破坏生态平衡；(3)影响全球气候。
3．防治措施：(1)加强大气质量监测；(2)改善环境状况；(3)使用清洁能源；(4)积极植树、造林、种草等。
成功之处
本堂课创设真实的问题情境，让学生产生了浓厚的学习兴趣。学生能积极主动参与课堂讨论交流，从而增强学生的环保意识
不足之处
教材中对保护空气的资料偏少，缺少学生自主查阅资料的环节
1第2课时空气是一种宝贵的资源
【学习目标】
1．了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。?
2．了解典型的大气污染物的来源及危害。
【学习重点】了解氧气、氮气、稀有气体的主要用途；空气的主要污染源及保护空气的措施。
【学习难点】氮气和稀有气体的性质和用途；培养爱护环境的社会责任心，树立环保意识。
【学习过程】
一、自主学习
1．氧气可用于动植物的呼吸和支持燃烧。
2．氮气是制硝酸和化肥的重要原料，由于氮气的化学性质不活泼，故可作保护气。
3．稀有气体又叫惰性气体，稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，故可作电光源。
4．保护空气的主要措施有加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，积极植树、造林、种草等。
二、新知导学
知识点一空气是一种宝贵的资源
1．氧气（O2）的性质和用途：
性质
用途
供给呼吸
动植物呼吸、登山潜水、医疗急救等
支持燃烧
物质燃烧、炼钢、航天、气割气焊等
2．氮气（N2）的性质和用途：
性质
用途
物理性质
无色无味的气体，
难溶于水
①用液氮冷冻麻醉；
②形成低温环境；
③制硝酸和化肥的重要原料；
④用作保护气。
化学性质
不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给呼吸
3．稀有气体（氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn的总称）
性质
用途
物理性质
无色无味气体，难溶于水。
通电时能发出不同颜色的光
①用作电光源；
②氦气可用于制造低温环境；
③用作保护气。
化学性质
很不活泼
归纳总结
1．氧气能支持燃烧，但氧气没有可燃性，不能做燃料。
2．物质的性质决定物质的用途，用途反映性质。如氮气化学性质不活泼，可作保护气。
3．稀有气体制成多种用途的电光源，是因为其在通电时能发出不同颜色的光，这是物理性质；作保护气，是因为其化学性质很不活泼。
知识点二保护空气
1．对空气造成污染的物质主要有烟尘和有害气体（包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮和臭氧等）。
2．空气污染的危害：造成世界三大环境问题（全球气候变暖、臭氧层破坏、酸雨），损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡等。
3．防治空气污染措施：（1）加强大气质量监测，改善环境状况；（2）减少使用化石燃料，使用清洁能源；（3）积极植树造林、种草；（4）禁止露天焚烧垃圾等。
特别提醒：
二氧化碳本身无毒，不属于空气污染物。植物光合作用需要二氧化碳，但是二氧化碳含量过高会导致全球气候变暖。
三、我的收获
四、当堂检测
1．空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是（　A　）
A．作为燃料电池燃料的氢气H2
B．用于生产氮肥的氮气N2
C．用于医疗急救的氧气O2
D．用于飞艇的氦气He
2．下列关于空气的说法中，正确的是（　D　）
A．空气中分离出来的氮气用于食品防腐，是利用了氮气的物理性质
B．空气中少量的二氧化碳是形成酸雨的主要气体
C．空气中的氧气化学性质比较活泼，具有可燃性
D．空气中含有少量的稀有气体，它们可用于制造霓虹灯，强照明灯
3．“人造空气”帮助人类实现了“太空漫步”的梦想，按体积计算，其中含有70%的N2、20%以上的O2、还有CO2。下列说法不正确的是（　B　）
A．空气是一种宝贵的资源
B．氧气可用作火箭发射的燃料
C．相比空气，“人造空气”中的氮气含量低
D．“人造空气”中的氧气和空气中的氧气化学性质相同
4．坚决打好蓝天保卫战，今年二氧化硫、氮氧化物排量分别要降低3%，重点地区可吸入颗粒物明显降低。结合所学知识请回答下列问题：
（1）大气中二氧化硫、氮氧化物造成的环境问题是酸雨。
（2）“霾”由细小颗粒物组成，主要来源是热电排放、化工生产、汽车尾气、冬季供暖以及地面尘埃等，危害健康，严重影响人们的生活。下列措施有利于防治雾霾的是①②③。
①大力植树造林；②使用清洁能源；③提高燃油质量；④就地焚烧秸秆，合理利用肥料；⑤戴防霾口罩。
5．如表是某市环保监测站测得的空气质量日报：
9月8日
9月15日
测量项目
污染指数
质量级别
测量项目
污染指数
质量级别
二氧化硫
63
二氧化硫
33
一级
一氧化碳
59
二级
一氧化碳
55
二级
二氧化氮
61
二级
二氧化氮
33
一级
可吸入颗粒物
68
二级
可吸入颗粒物
2
一级
请你根据表中的数据分析：
（1）9月8日，该市二氧化硫的质量级别为二级；
（2）从9月15日分析，该市空气的首要污染物是一氧化碳；
（3）根据气象部分记载，15日夜晚下了一场大雨，空气中变化最大的污染物是可吸入颗粒物，由此说明该物质的性质是易溶于水。
（4）空气是我们赖以生存的物质基础，保护空气是我们义不容辞的义务，请写出一条保护空气的具体措施植树造林（合理答案均可）。
五、布置作业
1

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