人教版九年级上册第二单元 我们周围的空气课题1 空气教学设计

这是一份人教版九年级上册第二单元 我们周围的空气课题1 空气教学设计，共8页。教案主要包含了知识与技能，过程与方法等内容，欢迎下载使用。

课时1 空气是由什么组成的
教学目标
一、知识与技能
1.了解空气的主要成分。
2.初步认识纯净物、混合物的概念，能区分一些常见的混合物和纯净物。
二、过程与方法
1.通过对“测定空气里氧气的含量”实验的操作，分析空气的组成。
2.通过对常见物质的比较，了解混合物和纯净物的概念。
教学重点
了解空气的组成，各成分的用途；空气中氧气含量的测定。
教学难点
对实验误差产生原因的分析。
新课引入
我们周围存在一种“看不到、摸不着”的物质即空气，它跟我们的生活最密切，你能用一个简单的实验或实例来说明无色无味不易察觉的空气确实存在吗？（堵住注射器的末端后推动活塞很难推动，可以证明空气的存在）今天我们就来学习有关空气的知识。
因为空气是一种无色、无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚。17世纪中叶以前，人们一直认为空气是一种单一成分的物质，直到18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性。
教学过程
1.空气是由什么组成的
[讲解］为了搞清楚空气的成分，很多科学家都致力于这方面的研究。其中，最有名的是法国的化学家拉瓦锡，他最早运用天平作为研究工具，用液态的金属汞作为研究对象，最终得出了空气的成分。
[设问］那么，拉瓦锡是通过什么方法研究出了空气的成分呢？请学生阅读课本P26拉瓦锡研究空气成分的实验过程，并引导学生观看教材P26图2-2实验(拉瓦锡研究空气成分所用的装置)。
[讲解］其实，拉瓦锡并不是最早研究空气成分的人，在他之前已有很多科学家着手研究空气的组成。如瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里，他们很早就发现了空气中的氧气。但拉瓦锡最早用实验得出了结论：空气是由氧气和氮气组成的。
[过渡］拉瓦锡的实验是在200多年前做的，由于受到当时条件的限制，他的实验比较麻烦。现在我们已经能用简单的实验来验证拉瓦锡所得出的结论，接下来我们就用红磷作原料来测定一下空气中氧气的含量。
图2-1-1[演示］教材P27实验2-1实验装置：如图所示
实验步骤：
（1）检查装置的气密性；
（2）在集气瓶内加少量的水，并作上记号，将水面以上的容积划分为5等份，并加以标记；
（3）用弹簧夹夹紧乳胶管，在燃烧匙内放入过量的红磷，点燃后迅速伸入集气瓶，立即塞紧橡皮塞，观察；
（4）待集气瓶冷却到室温时把导管插入到盛水的烧杯中，打开止水夹，观察实验现象及水面的变化情况。
[学生描述实验现象及结果］
实验现象：红磷燃烧产生大量白烟，生成一种白色固体，水面尽管上升了，但上升不到1/5。实验结论：集气瓶内水面上升，说明空气中的氧气被消耗了。
[讨论］拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在我们的实验中，为什么气体减少的体积小于1/5？
[结论］(1)我们的实验中引起测定氧气的体积偏小的可能原因有：①红磷量不足，没有将氧气消耗完；②装置漏气；③装置未冷却就打开弹簧夹。(2)随着燃烧的进行，氧气的含量不断减少，当氧气含量低到一定值时，红磷就可能熄灭了，因此瓶中还可能含有少量残余的氧气，这也是导致测定氧气体积偏小的原因之一。
[讲解］在红磷燃烧这个实验中，红磷与空气中的氧气反应，生成了一种叫做五氧化二磷的白色固体，我们可以用文字的形式把这个反应表示出来：
红磷+氧气 点燃五氧化二磷
[小结］该实验成功的关键是：
（1）红磷要过量，避免容器内有剩余氧气；
（2）装置内气密性要好，防止实验过程中空气受热膨胀逸出，或外面的空气进入容器而影响测量结果；
（3）测定进入集气瓶中水的体积要等白烟消失，容器冷却后再进行；
（4）实验完毕后，导管中会留有水珠，因此实验前导管内应先注满水，这样测定的结果会更准确。
[讲解］随着科学技术的不断发展和实验仪器的不断精密化，空气中的其他成分也被科学家通过实验一一发现。实验表明：
[讲解并板书］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％。
[投影资料］空气成分的发现史。
[讲解过渡］空气是由多种成分组成的，我们把它叫做混合物。而空气中的氮气或氧气都只由一种物质组成，我们把它们叫做纯净物。
2.纯净物和混合物
[分析］纯净物可以用专门的化学符号表示。如氧气：O2、氮气：N2、红磷：P、五氧化二磷：P2O5。
[注：元素符号和化学式不必做过多的解释，只说明这是一种表示物质的符号就可以了］
[提问］根据你的理解，你能举出一些纯净物和混合物的例子吗？
[学生举例、教师评价］
[讲解并板书］通过刚才的学习，我们可以这样来表示纯净物和混合物。纯净物：由一种物质组成(可用专门的化学符号表示)。混合物：由两种或多种物质混合而成(没有专门的化学符号表示)。
[练习］氮气、二氧化碳、红磷、空气、河水、矿泉水等物质，哪些是混合物，哪些是纯净物?
[补充］纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成。组成混合物的各物质之间不发生化学反应，它们各自保持各自的性质。例如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质。
课堂小结
本节课主要学习空气的组成成分，纯净物和混合物的概念。难点是空气中氧气含量测定的实验。要注意理解实验原理，掌握实验步骤和实验现象，学会对实验误差进行分析等。
板书设计
教学反思
在本课时的教学过程中，主要以教师作演示实验及学生观察实验现象的形式进行教学。教师主要是正确演示实验，引导学生发现实验中的问题，学生主要是在教师的启发下自主地分析实验现象、原理。这样的教学方式优点在于能够让学生更清晰地理解实验原理，但不足的是学生不能够亲自动手做实验，学生对实验过程和步骤的记忆也就不够深刻。21教
例题展示
类型一 空气的成分
例1下列对空气的描述不正确的是( A )
A.按质量分数计算，空气中含氧气约21%，含氮气约78%
B.空气中比较固定的成分是氮气、氧气、稀有气体
C.空气以氮气和氧气为主
D.除氮气和氧气外，空气中还含有约占1%的其他气体，且主要是稀有气体
解析:空气中各气体的含量是按体积来计算的。
类型二 空气中氧气含量的测定
例2空气、水是人类赖以生存的自然资源。测定空气中氧气体积分数的实验装置如图2-1-2所示,在集气瓶内加入少量的水，并五等分水面以上的容积，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
①写出红磷在空气中燃烧的文字表达式：红磷+氧气点燃五氧化二磷。
②待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至刻度1处。由此可知氧气约占空气体积的1/5。
③红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，该气体不支持（填“支持”或“不支持”）燃烧。
解析:进行实验时，由于密闭容器中的氧气被耗尽，导致密闭容器中的压强减小，水在外界大气压的作用下进入集气瓶，故进入集气瓶中水的体积等于空气中被消耗的氧气的体积；空气的成分主要以氮气和氧气为主，故红磷熄灭后，密闭容器中剩余的气体主要是氮气，氮气化学性质稳定，不燃烧也不支持燃烧。
类型三 混合物和纯净物
例3下列属于纯净物的是( C )
A.食盐水 B.清新的空气
C.冰水混合物 D.水泥砂浆
解析:食盐水是由食盐和水混合而成的，属于混合物；清新的空气只能说明其中含有污染的气体较少，但仍然含有氮气、氧气等多种气体，属于混合物；冰是水的固态形式，冰和水是同一物质，两者混合在一起属于纯净物；水泥砂浆中含有水泥、沙子等物质，属于混合物。
课后作业
一、当堂反馈
1.人的生存离不开空气。图2-1-3为空气成分示意图，其中R指的是( B )
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
2.小车剧烈冲撞后，安全气囊中会瞬间产生一种空气中含量最多的气体，该气体为( A )
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.水蒸气
3.打捞韩国“岁月号”沉船是在水下作业，潜水员需要呼吸富氧空气。富氧空气中氧气的含量高于普通空气中的含量，富氧空气中的氧气与其他气体的体积比可能是( A )
A.1∶2 B.1∶5 C.1∶4 D.21∶79
4.在教材测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩余的气体主要是氮气，体积约为原集气瓶内空气体积的4/5。下列结论与此实验事实无关的是( C )
A.氮气不支持燃烧
B.氮气不易溶于水
C.氮气的熔点是-209.9 ℃
D.空气中氮气和氧气的体积比约为4∶1
5.下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是( C )
A.冰水混合物、五氧化二磷
B.矿泉水、河水
C.二氧化碳、澄清石灰水
D.净化后的空气、受污染的空气
6.某同学用如图2-1-4所示装置测定空气中氧气的体积分数。请你回答有关问题。
(1)待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是烧杯内的水经导管流向集气瓶中约1刻度处；由此得出的结论是空气中氧气的体积分数约为1/5。
(2)实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于15，可能的原因是(写两点)装置没有冷却至室温就打开弹簧夹、装置气密性不够好(或红磷量不足；集气瓶中的氧气没有消耗完，任选两点)。
二、课后练习
1.近年来，汽车轮胎中常以空气中含量最多的气体作为填充气，这种气体是( B )
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.稀有气体
2.下列各组物质按纯净物、混合物、纯净物的顺序排列的是( C )
A.氧气碘酒稀有气体
B.空气糖水氮气
C.二氧化碳果汁氧气
D.液态氧河水矿泉水
3.图2-1-5是某同学设计的验证氧气约占空气总体积1/5的实验装置图。下列操作过程对实验结果的影响说法正确的是( A )
A.弹簧夹没有夹紧会导致实验结果偏大
B.燃烧匙内盛放过量的红磷会导致实验结果偏大
C.没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏大
D.点燃红磷伸入瓶中时，立即塞紧瓶塞会导致实验结果偏大
4.空气是由多种成分组成的混合物，空气的成分按体积分数计算，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%。