《空氣的組成》教案本單元是繼入門篇“走進(jìn)化學(xué)世界”后，具體地從化學(xué)這門自然科學(xué)的角度開(kāi)始系統(tǒng)學(xué)習(xí)研究物質(zhì)組成、性質(zhì)、制法；本單元是學(xué)習(xí)最基本的化學(xué)概念的開(kāi)始。其三個(gè)課題的研究對(duì)象：空氣、氧氣、制取氧氣包含了物質(zhì)的組成與分類、自然資源、環(huán)境保護(hù)、物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)、制取等知識(shí)。由宏觀用途到微觀反應(yīng)；由反應(yīng)原理到實(shí)際操作，難度和要求逐漸提高和具體化，為今后學(xué)習(xí)單質(zhì)、化合物知識(shí)打下基礎(chǔ)，是引領(lǐng)學(xué)生真正進(jìn)入化學(xué)世界的臺(tái)階。本單元是學(xué)生第一次學(xué)習(xí)純凈物、混合物知識(shí)，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，其中貫穿了物質(zhì)分類和化學(xué)反應(yīng)類型的概念及分類，能直接觀察的實(shí)驗(yàn)多(演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)無(wú)界限，學(xué)生參與的機(jī)會(huì)增多)、可獲取經(jīng)驗(yàn)的途徑多，不會(huì)形成太大的分化。在充分了解實(shí)驗(yàn)所使用的藥品、裝置及理由、原理的基礎(chǔ)上做好對(duì)比實(shí)驗(yàn)(每一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一個(gè)變量)，組織學(xué)生觀察、討論、分析，從而理解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的意圖和原理，并使學(xué)生感悟到化學(xué)實(shí)驗(yàn)要得出正確結(jié)論，必須注意每一個(gè)細(xì)節(jié)。1．說(shuō)出空氣的主要成分，認(rèn)識(shí)空氣對(duì)人類的重要作用，了解典型的大氣污染物的來(lái)源及危害。2．知道氧氣的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)氧氣能跟許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。3．初步學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法。4．初步認(rèn)識(shí)純凈物和混合物的概念。5．依據(jù)化學(xué)變化的基本特征理解反應(yīng)現(xiàn)象和本質(zhì)聯(lián)系。6．認(rèn)識(shí)催化劑的重要作用。7．認(rèn)識(shí)化合反應(yīng)、分解反應(yīng)。8．初步學(xué)會(huì)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行觀察、記錄，并初步學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。9．初步學(xué)會(huì)從具體到抽象，從個(gè)別到一般的歸納方法。10．培養(yǎng)關(guān)注環(huán)境、熱愛(ài)自然的情感。11．培養(yǎng)相互合作、交流的能力。重點(diǎn)：1．氧氣的化學(xué)性質(zhì)、氧氣制取的實(shí)驗(yàn)操作。2．對(duì)化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的理解。3．對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察及分析。4．在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中，對(duì)科學(xué)方法的體驗(yàn)。難點(diǎn)：1．氧氣的化學(xué)性質(zhì)。2．氧氣制取的實(shí)驗(yàn)操作。1．知道空氣的主要成分、空氣里氧氣體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定原理。2．能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。3．通過(guò)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，初步培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作的能力、觀察能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析的能力。4．初步建立科學(xué)的物質(zhì)觀，認(rèn)識(shí)到科學(xué)是不斷發(fā)展、完善的過(guò)程。重點(diǎn)：空氣的主要成分及其所占體積分?jǐn)?shù)，純凈物與混合物的分類。難點(diǎn)：空氣中氧氣含量測(cè)定的誤差分析。教師準(zhǔn)備教學(xué)課件；學(xué)生預(yù)習(xí)背默手冊(cè)。(贈(zèng)送)一、情景導(dǎo)入猜謎語(yǔ)：奇妙奇妙真奇妙，看不見(jiàn)來(lái)摸不到，無(wú)孔不入變化多，我們生活離不了。(打一種我們身邊的物質(zhì))同學(xué)們知道它是什么嗎？你能用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗齺?lái)說(shuō)明無(wú)色無(wú)味、不易察覺(jué)的空氣確實(shí)存在嗎？【投影】播放視頻：拉瓦錫的“化學(xué)革命”，了解化學(xué)家拉瓦錫測(cè)定空氣成分的過(guò)程。二、合作探究拉瓦錫測(cè)定空氣中氧氣含量【過(guò)渡】空氣是由什么組成的呢？很多科學(xué)家都曾致力于這方面的研究。二百多年前，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，了解拉瓦錫測(cè)定空氣成分的實(shí)驗(yàn)?！就队罢故尽?結(jié)合裝置圖對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解)【提出問(wèn)題】拉瓦錫測(cè)定空氣成分的實(shí)驗(yàn)，存在哪些優(yōu)點(diǎn)？哪些缺點(diǎn)？(從實(shí)驗(yàn)時(shí)間的長(zhǎng)短，操作是否簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境的污染等方面考慮)【歸納總結(jié)】拉瓦錫測(cè)定空氣成分的實(shí)驗(yàn)，其優(yōu)點(diǎn)有：科學(xué)家用嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)；其缺點(diǎn)有：實(shí)驗(yàn)所用時(shí)間較長(zhǎng)，操作裝置比較復(fù)雜，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境有污染。探究空氣成分的實(shí)驗(yàn)閱讀教材第31頁(yè)的內(nèi)容?！咎岢鰡?wèn)題】模擬拉瓦錫測(cè)定空氣成分的實(shí)驗(yàn)，探究空氣的成分，我們應(yīng)如何選擇藥品、儀器，設(shè)計(jì)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)?？【討論交流】學(xué)生討論設(shè)計(jì)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！咎骄繉?shí)驗(yàn)】做測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)。1．實(shí)驗(yàn)原理：利用紅磷燃燒消耗密閉容器內(nèi)空氣中的氧氣，使密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，在大氣壓的作用下，水進(jìn)入容器，進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。2．實(shí)驗(yàn)步驟：按教材第31頁(yè)思考與討論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①紅磷燃燒，發(fā)出黃色火焰，有大量白煙生成，放出熱量；②冷卻后，打開(kāi)彈簧夾，水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)水的體積約占集氣瓶?jī)?nèi)空氣總體積的1/5。4．實(shí)驗(yàn)分析：紅磷＋氧氣eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))五氧化二磷。5．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：空氣中氧氣約占空氣總體積的1/5?！咀⒁狻竣偌t磷要過(guò)量；②裝置必須密封；③完全冷卻后打開(kāi)彈簧夾；④插入燃燒匙的速度要快；⑤彈簧夾要夾緊；⑥集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水；⑦實(shí)驗(yàn)所用藥品一般為紅磷，不能用硫、木炭、鐵絲等物質(zhì)代替?！練w納總結(jié)】空氣的成分(按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算)：成分氮?dú)?N2)氧氣(O2)稀有氣體二氧化碳(CO2)其他氣體和雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)78%21%0.94%0.03%0.03%【知識(shí)拓展】空氣不是一種單一的物質(zhì)，而是一種混合氣體，其成分比較穩(wěn)定，空氣中二氧化碳和水蒸氣的含量因地區(qū)和氣候而異。如陰雨天，空氣濕度大，則水蒸氣含量就大。純凈物和混合物閱讀教材第32頁(yè)的內(nèi)容?！咎岢鰡?wèn)題】物質(zhì)按種類可怎樣劃分？它們之間有怎樣的聯(lián)系呢？【交流討論】閱讀教材歸納總結(jié)?！練w納總結(jié)】種類純凈物混合物概念只由一種物質(zhì)組成由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成特性有固定的組成和性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等沒(méi)有固定的組成和性質(zhì)，各物質(zhì)都保持各自的性質(zhì)續(xù)表種類純凈物混合物表示方法可用化學(xué)符號(hào)表示不能用固定的化學(xué)符號(hào)來(lái)表示舉例氧氣(O2)、硫(S)、一氧化碳(CO)等空氣、稀有氣體、海水、糖水等聯(lián)系混合物eq\o(?,\s\up7(分離、提純),\s\do5(混合))純凈物【材料拓展】臭氧的功與過(guò)臭氧(O3)在通常狀況下是淡藍(lán)色、有魚(yú)腥臭味的氣體。濃度低時(shí)對(duì)人體無(wú)害，若濃度高于100ppm，則會(huì)引起呼吸道疾病和頭疼。汽車、化學(xué)工廠及發(fā)電廠排出的二氧化氮，吸收陽(yáng)光后，轉(zhuǎn)化成一氧化氮和活潑的氧原子，氧原子繼而與氧氣反應(yīng)生成臭氧。這些停留在對(duì)流層的臭氧會(huì)使人感到呼吸困難，肺功能減弱及肺組織受損。此外，臭氧更會(huì)與汽車排出的碳?xì)浠衔镒饔?，生成光化學(xué)煙霧，刺激我們的呼吸系統(tǒng)。另一方面，在大氣層中有一層極薄的臭氧層。臭氧層能吸收太陽(yáng)輻射中的大量紫外線，使地球上的生物免遭紫外線的傷害。超音速飛機(jī)排出的廢氣，家用電冰箱中使用的制冷劑“氟利昂”等對(duì)臭氧層有很大的破壞作用，會(huì)使臭氧層形成空洞，從而使更多的紫外線照射到地球表面，導(dǎo)致皮膚癌的發(fā)病率大大增加。如不采取措施，后果不堪設(shè)想。課題1我們周圍的空氣第1課時(shí)空氣的組成一、空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，水進(jìn)入集氣瓶的體積約占瓶?jī)?nèi)空氣體積的1/5。反應(yīng)的文字表達(dá)式：紅磷＋氧氣eq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))五氧化二磷。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧氣約占空氣體積的1/5。氮?dú)獾男再|(zhì)：難溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(或不支持燃燒)。二、空氣的成分及含量按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算：氮?dú)?8%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質(zhì)0.03%。三、純凈物和混合物1．純凈物：只由一種物質(zhì)組成。2．混合物：由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成。完成課件中隨堂練習(xí)。在本課時(shí)的教學(xué)過(guò)程中，主要以教師做演示實(shí)驗(yàn)及學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的形式進(jìn)行教學(xué)。教師主要是正確演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，學(xué)生主要是在教師的啟發(fā)下自主地分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、原理。這樣的教學(xué)方式優(yōu)點(diǎn)在于能夠讓學(xué)生更清晰地理解實(shí)驗(yàn)原理，但不足的是學(xué)生不能夠親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和步驟的記憶也就不夠深刻。課后知能演練基礎(chǔ)鞏固1.(2023·四川宜賓中考)空氣是一種寶貴的自然資源。下列有關(guān)空氣及其成分的說(shuō)法中,正確的是()。A.潔凈的空氣是純凈物 B.氧氣是空氣中含量最高的氣體C.稀有氣體含量低,沒(méi)有利用價(jià)值 D.氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,常用作保護(hù)氣2.每年3月12日為我國(guó)的植樹(shù)節(jié)。某城市植樹(shù)節(jié)當(dāng)日空氣質(zhì)量指數(shù)日?qǐng)?bào):空氣質(zhì)量指數(shù)為61,空氣質(zhì)量指數(shù)級(jí)別為二級(jí),空氣質(zhì)量指數(shù)類別為良。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()。A.氧氣約占空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的78% B.潔凈的空氣屬于混合物C.空氣質(zhì)量指數(shù)數(shù)值越大,空氣狀況越好 D.樹(shù)木吸收二氧化硫,減弱溫室效應(yīng)3.建立分類觀是學(xué)習(xí)化學(xué)的一種方法,下列物質(zhì)屬于純凈物的是()。A.自來(lái)水 B.紅色的銅片C.稀有氣體 D.沒(méi)有灰塵的空氣4.實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要方法,如圖是測(cè)定空氣成分的相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()。A.該實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)先檢查裝置氣密性B.實(shí)驗(yàn)中銀白色的固體汞變?yōu)榧t色粉末C.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中汞只消耗曲頸甑內(nèi)的氧氣D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,玻璃鐘罩內(nèi)液面低于汞槽中液面能力提升5.某品牌暖貼(主要成分為鐵粉、木炭、食鹽)的熱量來(lái)源于鐵粉的氧化。小濤同學(xué)設(shè)計(jì)使用暖貼來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前的裝置如圖所示,實(shí)驗(yàn)后從量筒中流入玻璃瓶(容積為250mL)中的水的體積為45mL(鐵粉生銹消耗的水忽略不計(jì))。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.如果裝置漏氣,會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏小B.本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為19.6%C.若裝置氣密性良好,實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)偏小,可能是暖貼的使用數(shù)量不足D.不必等溫度計(jì)的讀數(shù)恢復(fù)至實(shí)驗(yàn)前的溫度就能記錄量筒內(nèi)剩余水的體積6.利用如圖所示裝置做實(shí)驗(yàn),來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量。在玻璃瓶中加入少量水,并將水面上方空間分為5等份。(1)寫出燃燒匙中紅磷燃燒的文字表達(dá)式:。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),待足量紅磷燃燒完畢且玻璃瓶冷卻到室溫,打開(kāi)彈簧夾,觀察到,從而得出空氣中氧氣的大致含量。

(3)該實(shí)驗(yàn)還可推知氮?dú)饩哂械幕瘜W(xué)性質(zhì)(寫一條)。

(4)已知金屬鎂是一種銀白色、有金屬光澤的固體,化學(xué)性質(zhì)比較活潑。在氧氣中點(diǎn)燃鎂條,發(fā)出耀眼的白光,產(chǎn)生白煙。查閱資料可知,鎂能在氧氣中燃燒,生成一種白色固體;鎂也能在氮?dú)庵腥紵?發(fā)生反應(yīng)生成一種黃綠色固體氮化鎂。某同學(xué)利用上述裝置進(jìn)行鎂條燃燒的實(shí)驗(yàn),冷卻后打開(kāi)彈簧夾。①最能說(shuō)明鎂條在氧氣中燃燒是化學(xué)變化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。②寫出鎂在氮?dú)庵腥紵奈淖直磉_(dá)式:。

③冷卻后打開(kāi)彈簧夾,發(fā)現(xiàn)進(jìn)入瓶中的水幾乎充滿玻璃瓶。請(qǐng)你解釋該現(xiàn)象:。

思維拓展7.(選做題)某興趣小組的同學(xué)以測(cè)定空氣中氧氣的含量為課題進(jìn)行了項(xiàng)目式探究?！救蝿?wù)一】回顧拉瓦錫對(duì)空氣成分的探究。(1)二百多年前,法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫通過(guò)用金屬汞在空氣中加熱生成氧化汞等實(shí)驗(yàn)第一次明確得出空氣是由組成的結(jié)論。

【任務(wù)二】利用鐵銹蝕測(cè)定空氣中氧氣的含量?！静殚嗁Y料】氯化鈉溶液可以加快鐵銹蝕。小組同學(xué)在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。步驟1:制作濾紙袋,在濾紙袋中加入混合均勻的鐵粉和活性炭,固定在橡膠塞上,塞緊橡膠塞;步驟2:調(diào)節(jié)右管高度,使兩管液面相平,將左管液面距頂部橡膠塞底面距離記為Xcm;步驟3:當(dāng)左管液面不再上升后,調(diào)節(jié)右管高度,使兩管液面相平,將左管液面距頂部橡膠塞底面距離記為Ycm。(2)步驟2先調(diào)節(jié)右管高度,使兩管液面相平后再記錄數(shù)據(jù)的原因是。(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為(用含X、Y的式子表示)。

(4)該裝置與教材中紅磷燃燒法測(cè)定空氣中氧氣的含量實(shí)驗(yàn)裝置相比,優(yōu)點(diǎn)是。答案：課后知能演練1.D解析:空氣中含有氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、稀有氣體、其他氣體等,屬于混合物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氮?dú)饧s占空氣體積的78%,含量最高,B項(xiàng)錯(cuò)誤;稀有氣體含量雖低,但也具有廣泛的用途,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,常用作保護(hù)氣,D項(xiàng)正確。2.B解析:空氣中氮?dú)饧s占空氣體積的78%,氧氣約占空氣體積的21%,A項(xiàng)錯(cuò)誤;潔凈的空氣中含有氮?dú)夂脱鯕獾任镔|(zhì),屬于混合物,B項(xiàng)正確;空氣質(zhì)量指數(shù)數(shù)值越大,空氣狀況越差,C項(xiàng)錯(cuò)誤;樹(shù)木吸收二氧化碳,減弱溫室效應(yīng),不是吸收二氧化硫,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.B解析:自來(lái)水中含有水、消毒劑等多種物質(zhì),屬于混合物,A項(xiàng)不符合題意;紅色的銅片中只含有銅一種物質(zhì),屬于純凈物,B項(xiàng)符合題意;稀有氣體屬于混合物,C項(xiàng)不符合題意;沒(méi)有灰塵的空氣中含有氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等多種物質(zhì),屬于混合物,D項(xiàng)不符合題意。4.A解析:該實(shí)驗(yàn)是探究空氣的組成,所以該實(shí)驗(yàn)應(yīng)在密閉體系中進(jìn)行,因此實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性,A項(xiàng)正確;汞在常溫下為液體,汞和氧氣生成固體氧化汞,氧化汞是紅色的固體,所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到部分銀白色的液體汞變?yōu)榧t色粉末,B項(xiàng)錯(cuò)誤;汞消耗了密閉容器內(nèi)的氧氣,而不是只有曲頸甑內(nèi)的氧氣,C項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,密閉容器中的氧氣被消耗,壓強(qiáng)變小,因此玻璃鐘罩內(nèi)液面應(yīng)該高于汞槽中的液面,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.D解析:若裝置漏氣,實(shí)驗(yàn)后玻璃瓶中的壓強(qiáng)偏大,流入玻璃瓶中的水的體積偏小,會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏小,A項(xiàng)正確;本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為45mL250mL-20mL×100%≈19.6%,B項(xiàng)正確;若裝置氣密性良好,實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)偏小,可能是暖貼的使用數(shù)量不足,C項(xiàng)正確;需等溫度計(jì)讀數(shù)恢復(fù)至實(shí)驗(yàn)前的溫度才可以記錄量筒內(nèi)剩余水的體積,因?yàn)樵摲磻?yīng)放熱,6.(1)紅磷+氧氣五氧化二磷(2)水進(jìn)入玻璃瓶(3)不可燃且不支持燃燒(4)①生成白色固體②鎂+氮?dú)獾V③鎂燃燒不僅消耗了氧氣,也消耗了氮?dú)饨馕?(1)紅磷