鲁教版（五四制）九年级全一册 第四单元第一节 空气的成分（第1课时）（课件+教案+练习+素材）

第四单元第一节 空气的成分第1课时  教案

【教学目标】

1.知识与技能

（1）通过测定空气中氧气的含量认识空气的组成。

（2）通过对空气成分的研究，学会测定混合气体中某种气体的实验方法。

2.过程与方法

（1）结合社会生活了解空气是一种重要的混合物。

3.情感态度和价值观

（1）增强对自然的热爱

【教学重点】

（1）测定空气中氧气的含量

【教学难点】

（1）测定空气中氧气的含量

【课前准备】

多媒体、酒精灯、注射器、玻璃管（内有细铜丝）、火柴、塑料瓶、澄清石灰水

【课时安排】

1课时

【教学过程】

一、导入新课

我们知道空气无色无味，不易觉察，你能用一个简单的实验或列举实例来说明空气确实存在吗？

[1）空集气瓶在盛满水的水槽中向下压

——集气瓶内的水无法上升到顶部。

2）空集气瓶在盛满水的水槽中侧立

——有气泡冒出。

3）扁的密实袋开袋后抖动，然后封好

——双手挤压，有压力

4）扇子朝脸扇、树叶在动

 ———有风]

我们每时每刻都要吸入空气，空气成分的微小变化甚至会对人类的生存产生巨大的影响。你知道空气是由哪些成分组成的吗？

二、新课学习

一、认识空气的组成

在地球历史上，空气的成分曾经几度发生巨大变化，现在的空气约形成于3.5亿年前。长期以来，人们一直认为空气是一种单一成分的物质，后来通过科学研究才逐渐认识到空气组成的复杂性。现在我们知道，干燥洁净的空气主要是由氮气（N2）、氧气（O2）和稀有气体（主要为氩气）组成的，另外还含有少量的二氧化碳（CO2）和极少量的其他气体。

由图中我们可以看出，氮气占78%、氧气占21%、氩气占0.934％、二氧化碳占0.033％、其他气体占0.002％。

在小学科学课程中，我们已经知道空气中约含1/5体积的氧气。你知道怎样通过实验测定空气中氧气的含量吗？

实验探究：测定空气中氧气的含量

实验装置：

仪器用品：注射器、具支试管、气球、橡胶塞、铜粉、酒精灯、铁架台、。

实验步骤：

1.将一支具支试管注满水，塞上橡胶塞。然后打开橡胶塞，将水倒入量筒中，记录体积。

2.如图所示：在另一支具支试管中装入铜粉，塞上橡胶塞，用小气球密封试管的支管口。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后插入橡胶塞中。根据酒精灯的高度，将试管固定在铁架台上。

3.用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。

4.停止加热后，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。

提示：加热时，铜能跟空气中的氧气反应，生成黑色的氧化铜：

我们一边完成实验一边填写表格：

我们可以观察到红色的铜粉逐渐变为黑色。

通过分析表格中的数据，我们可知总气体的体积减少1/5。

铜没消耗了氧，导致总气体的体积减少，所以我们可以得到结论：

氧气约占空气总体积的1／5

视频：铁粉测空气中氧气的含量

我们以这个视频做为参考，我们用铜粉来测定空气中氧气的含量。

思考：

1.为测定空气中氧气的含量而运用化学方法除去氧气时，应注意哪些问题？ 

[药品只能与氧气反应且不产生其他气体

待试管冷却到室温将气球内的气体全部挤入注射器。加热时要不断推拉注射器。]

2.上述实验在哪些环节上可能造成误差？如何避免或减小这些误差？

[装置漏气——检查装置气密性

铜的质量太少——加入过量的铜

酒精灯加热温度不够——可换用酒精喷灯

未冷却至室温就读数——冷却到室温再读数

加热时间太短，反应不充分——多加热一段时间

活塞推拉次数太少，氧气没充分反应——增加推拉活塞次数]

可以有许多的方法来验证空气中氧气的含量。

用燃烧红磷的方法也可测定空气中氧气的含量。

视频：燃烧红磷测定空气中氧气的含量。

燃烧停止冷却到室温后打开止水夹会看到什么现象？获得什么结论？

[水进入广口瓶中，大约占瓶体积1/5。氧气占空气体积的1/5]

在科学研究和社会生产、生活中，为了研究物质的某些性质或优化物质的某些性能，经常采用化学方法实现物质之间的转化。上述实验，就是依据混合物中各组分性质的差异，利用化学反应，在不引入新的气态杂质的前提下，将氧气转化为固态的氧化铜，从而达到测定空气中氧气含量的目的。

即我们可以有两个思路：

思路1：用药品通过化学反应除去氧气，减少的体积即为氧气的体积。

思路2：用药品通过化学反应将其他气体除去，只剩下氧气，测定氧气体积。

多识一点：空气成分的发现

详阅P76

18世纪中叶以前，人们一直把空气看作是一种单一成分的物质。

1775年，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的组成。

如图是拉瓦锡实验的反应装置

发生的两个反应：

拉瓦锡得出了“空气是由氧气和氮气组成”的结论。

1892年，英国物理学家瑞利发现氩气

拉姆齐等人又陆

续发现了氦气、氖气、氙气等其他稀有气体。

课堂练习：

1.自然界中植物的光合作用需要消耗空气中的（ C ）

A．氮气    B．氧气    C．二氧化碳    D．稀有气体

2.汽车安全气囊内所装化学物质，能在碰撞后10毫秒内，生成一种空气中含量最多的气体，该气体是（ A ）

A．氮气    B．氧气    C．稀有气体    D．二氧化碳

3.空气的成分中，体积分数最大的是（ D ）

A.稀有气体    B.二氧化碳    C.氧气    D.氮气

4.最先通过实验得出空气主要是由氮气，氧气组成的科学家是（ B ）

A.舍勒    B. 拉瓦锡    C.普利斯特里    D.道尔顿

课堂小结：

我们本节学习的主要内容是什么？

[空气是由氮气、氧气、稀有气体和二氧化碳等多种成分组成的混合物

通过多个实验都可以证明空气是混合物]

【板书设计】

空气的成分

一、认识空气的组成

氮气

氧气

氩气

二氧化碳

其他气体

二、探究空气中氧气的含量

【作业布置】

你还能设计哪些实验测定空气中氧气的含量？

【教学反思】

培养学生收集和处理信息的能力是本节课追求的又一个教学目标，对于“关注空气质量”，“空气是一种重要的资源”等知识的学习，宜采用学生课下收集资料，课上自学教材和相互交流的方式进行。

初中三年级的学生认识能力已有了较大的发展，他们的认识由感性向理性深化，因此对于空气成分的认识，已不在满足于小学自然课上“知道空气是物质，空气是由多种成分组成的混合物，空气可供给人和动物呼吸、可供燃料燃烧、空气污染的危害严重”等常识，他们将在更高的层次上认识空气，要思考空气的成份是怎样测定出来的?