初中化学鲁教版九年级上册第一节 空气的成分第1课时教案及反思

《第一节空气的成分》

第1课时

教学目标

1．通过测定空气中氧气的含量认识空气的组成。

2．通过“测定空气里氧气的含量”的实验，锻炼学生的操作能力、观察能力和分析能力。

3．通过介绍人类认识空气的简史，使学生认识到对待任何事物都必须秉持实事求是的科学态度，培养学生勤于思考、严谨求实的科学精神。

教学重、难点

教学重点：（1）空气的组成成分。

（2）空气中氧气含量的测定。

教学难点：如何通过实验测定空气中氧气的体积分数。

教学准备

铜粉、硬质玻璃管（相同规格2支） 、橡皮塞（带玻璃导管及不带玻璃管各2个）、量筒、酒精灯、铁架台（带铁夹）、气球、注射器。多媒体课件。

教学过程

一、课程导入

【展示】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，没它活不了。

【导入】同学们，你知道这个谜语的谜底是什么吗？

【回答】空气

【讲述】没错，就是空气，这节课我们就来学习与空气有关的知识。

二、讲授新课

知识点一、认识空气的组成

【过渡】由于空气是无色无味的气体，人类对空气成分的认识经历了一个漫长的过程。后来人们经过大量的实验得出了空气是一种混合物的结论。例如法国著名化学家拉瓦锡。

【展示】课件展示拉瓦锡发现氧气装置。

【讲述】二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1／5。他研究了剩余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，他误认为这些气体全部都是氮气。
      通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1／5的结论。

【过渡】空气是由氮气、氧气、氦、二氧化碳等气体组成的。那么这些气体的体积含量是如何的呢？科学家们是如何发现这些气体的呢？现在我们也来扮演一下科学家的角色，来探究空气的组成。

二、测定空气中氧气的含量

【提问】请同学们思考一下我们如何设计实验来测定空气中氧气的含量呢？

【组织讨论】现在老师有两个思路：

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。

【总结】两个思路都对，但是我们仔细想一下思路2，因为之前我们已经介绍过了空气的组成，如果利用思路2测定空气中氧气含量，是不是比较复杂，不符合实验设计要求。所以我们采用思路1来测定空气中氧气含量。

【讲述】我们来分析一下思路1的实验原理、实验步骤、实验现象、实验结论及误差分析。

实验原理：铜受热时与空气中的氧气发生反应，导致密闭容器内气体减少，压强减少，从而测出实验后装置内减少气体的体积，即为空气中氧气的体积。

实验装置：铜粉、硬质玻璃管（相同规格2支） 、橡皮塞（带玻璃导管及不带玻璃管各2个）、量筒、酒精灯、铁架台（带铁夹）、气球、注射器。

实验步骤：

①测量玻璃管的容积。

②在另一相同容积的玻璃管中装入足量铜粉，塞上橡胶塞，用小气球密封玻璃管口。

③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。

④根据酒精灯的高度，将试管固定在铁架台上。

⑤点燃酒精灯，先预热，后对准有铜粉的部位加热，同时不断推拉注射器活塞。

⑥停止加热后，待玻璃管冷却至室温，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。

实验现象：玻璃管内的铜由红色逐渐变为黑色，待装置冷却后，观察到注射器活塞向内移动。

实验结论：

①空气中，O2约占空气总体积的五分之一；

②该实验证明：剩余的气体（主要是N2)化学性质稳定，不能与铜粉反应；

③该实验证明空气是由多种物质组成的混合物。

误差分析：

【组织讨论】请同学们根据刚才的实验仔细分析下面几个问题。

（1）实验时铜为什么要足量？

（2）加热时为什么温度要高、时间要长？

（3）为什么要等装置等却后再读数？

【总结】任何实验都可能会有误差，我们实验时一定要尽最大可能缩小实验误差，如果铜的量不足，温度不够高或加热时间不够长以及没等装置冷却后再读数都可能对实验造成误差，下面我们来具体分析一下。

①   装置漏气，结果偏小；

②   铜粉用量不足，结果偏小。

③   加热温度达不到反应温度，结果偏小。

④   加热时间太短，反应不充分，结果偏小。

⑤   反应结束后，没有冷却到室温就开始读数，结果偏小。

【讲述】我们还可以采用红磷燃烧法来测定空气中氧气含量，下面请同学们观察利用红磷燃烧法测定空气中氧气含量，课下分析这个实验的利弊。

【展示】播放视频【教学实验】测定空气里氧气的含量

【讲述】请同学们课下分析，这种方法测定空气中氧气含量与我们刚才测定空气中氧气含量有什么不同？各自的优缺点是什么？

【过渡】那么稀有气体是怎么被发现的呢？化学家威廉·拉姆塞在发现稀有气体的过程中做出了重大贡献。

【展示】课件展示氙的发现过程，并讲述。

三、随堂练习

1.空气中体积分数约为21%的气体是（     ）

A.氮气          B.氧气            C.二氧化碳            D.稀有气体

答案：B

2.下列科学家在化学的发展史上都做出巨大贡献，18世纪通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的科学家是（     ）

A.道尔顿        B.门捷列夫        C.拉瓦锡        D.舍勒

答案：C

3. 空气中氮气与氧气的体积比约为（    ）

A. 1：4       B. 5：4        C. 4：1    D. 5：1

答案：C

4.如图是测定空气中氧气含量的实验装置，下列说法正确的是（   ）

A．此实验不是制取气体，所以实验前不用检查装置的气密性

B．实验前没有将弹簧夹夹紧，会导致测定结果偏高

C．该实验可以说明空气中含有稀有气体

D．若把红磷换成木炭，也可得到相同的实验结果

答案：B

四、课堂小结

通过本节课的学习我们知道了空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳及其他气体杂质组成的混合物。其中氮气的体积含量是78%，氧气的含量大约是21%，稀有气体的含量是0.934%，二氧化碳的含量约是0.034%，其他气体杂质约为0.002%。了解了测定空气中氧气含量的实验装置、实验原理及实验步骤。

五、板书设计

第四单元 我们周围的空气

第一节  空气的成分

一、空气的成分

按体积计算大约是氮气78%、氧气21%、稀有气体0.934%、二氧化碳0.034%，其他气体0.002%。

二、空气中氧气含量测定的实验

药品：铜

实验现象：铜由红色逐渐变为黑色，冷却后，注射器活塞向内移动

文字表达式：铜+氧气 氧化铜

结论：氧气约占空气总体积的五分之一。