课题1 空气 教学设计 教案文档格式.docx

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教学难点

空气成分测定实验中的误差分析

3. 

教学用具

多媒体、板书

4. 

标签

教学过程

一、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。

瑞典科学家舍勒（KarlWilhelmScheele，1742～1786）和英国化学家普里斯特里（JosephPriestley，1733～1804）分别制得了氧气。

当时人们并不知道燃烧与金属生锈是物质与氧气作用的结果。

1774年，法国化学家拉瓦锡（AntoineLaurentLavoisier，1743～1794）用金属燃烧实验证明燃烧是金属与空气中的“上等纯空气”作用的结果，并发现了金属燃烧后余下的“空气”不支持燃烧和呼吸。

第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。

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，最终研究出了空气的成分。

[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P22拉瓦锡研究空气成分的实验过程，并引导学生观看图（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。

1、测定空气中氧气的含量

[实验]实验2-1

[注意]①装置不能漏气；

②集气瓶中预先要加入少量水；

③点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。

[可让学生描述实验现象及结果]

[回答]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。

[讲解]集气瓶内水面上升，说明空气中的氧气被消耗了。

[过渡]请大家根据日常知识的积累和前面我们讲到的内容，分组讨论下面的问题。

[投影展示]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？

红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气?

[请学生代表说出讨论结果]

[回答]该实验中，水面上升达不到1/5体积是因为氧气含量低，或者我们在塞塞子的过程中，已经有少部分氧气被消耗掉。

红磷熄灭后瓶内没有残余的氧气，如果还有氧气，红磷还能继续燃烧。

[过渡]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。

[表示]红磷+氧气五氧化二磷

[小结]上述实验说明，氧气约占空气体积的1/5。

[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：

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％。

[投影资料]

许多科学家研究发现，空气小还含有氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等稀有气体。

在稀有气体的发现史中，对我们最有启发的是稀有气体氩（Ar）的发现。

1892年，英国物理学家瑞利（LordRayleigh，1842～1919）在研究气体的密度时，发现0℃、1．01×

105Pa条件下，从空气中分离得到的氮气密度（1．2572g·

L-1）与分解含氮物质所制得的氮气密度（1．2508g·

L-1）之间总有一个微小的差异。

瑞利没有放过这一微小差异，他与英国化学家拉姆赛（WilliamRamsay，1852～1916）合作，经过两年多的努力，通过精密的实验研究和推理分析，终于发现在空气中还存在着一种性质极不活泼的气体氩Ar。

[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有一种物质组成，我们把它们叫做纯净物。

3、物质的分类

[讲解]纯净物可以用专门的化学符号表示。

如氧气O2、氮气N2、五氧化二磷P2O5。

[注：

元素符号和化学式不必作过多的解释，只说明这是一种表示物质的符号就可以了]

[师]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]

[师]引通过刚才的学习，我们可以这样来表示纯净物和混合物。

[讲解并板书]

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）。

[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。

如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质。

[过渡]空气中的各种成分作为原料广泛用于生产化肥、化工产品、炼钢、石油加工、运输、电光源等领域，是人类生产活动的重要资源。

二、空气是一种宝贵的资源

[讲解]过去，人们曾把氧气叫做“养气”，这充分说明了氧气的重要性。

[设问]你知道氧气有哪些用途吗?

[学生根据自己的经验并结合课本内容回答，教师引导学生看课本图]

[总结]综观氧气的各种应用领域，可知氧气的用途主要表现在供给呼吸和支持燃烧两个方面。

1．氧气的用途

（1）供给呼吸 

（2）支持燃烧

[展示充氮食品袋]

[设问]你们知道为什么要在这些装入零食的食品袋中充入氮气吗？

[生]甲：

为了防止食品被挤碎或压碎。

乙：

为了掩盖袋里食品量比较少的真相。

丙：

为了防止食品变质。

[评价]乙的回答也有道理，可我说的是正规厂家的。

甲、丙的回答符合客观实际。

[讲解]氮气之所以能用于食品防腐，是由于氮气性质不活泼之故。

灯泡中充氮以长使

用寿命，焊接金属用氮作保护气，都是利用了氮气不活泼这一性质。

[设问]氮气除了可用作保护气外。

还可用作什么呢？

[学生看书并对氮气的用途进行总结]

2．氮气的用途

（1）重要的化工原料

（2）保护气

（3）提供低温环境

[过渡]从氮气可作保护气这一事实知，物质的用途决定于物质的性质。

你能从下面的讨论中获悉氮气的性质吗？

[投影]讨论

在测定空气中氧气含量的实验中,集气瓶内剩下的气体主要是氮气。

结合实验和日常生活经验讨论：

（1）燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧?

（2）集气瓶内水平面上升一定高度后，还继续上升吗?

这种现象能不能说明氮气不易溶于水?

（3）空气所表现出来的某些性质，能不能在一定程度上代表氮气的性质?

[学生分组讨论，并汇报讨论结果]

[讨论结果]

（1）氮气不能支持燃烧。

（2）集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升。

该现象说明氮气不易溶于水。

（3）空气所表现出来的性质，不能在一定程度上代表氮气的性质（如磷能在空气小燃烧，但却不能能在氮气中燃烧）。

（3）问可能有同学会得出相反的结论。

如空气不溶于水，氮气也不溶于水。

对此，教师要做出解释]

[师]请大家总结氮气的性质。

[生]氮气不支持燃烧，氮气不易溶于水。

[补充]许多实验事实表明。

氮气的性质不如氧气活泼。

如食物放置在含有氧气的环境中容易腐烂，而氮气则能使食物在长时间内不变质。

3、稀有气体

[讲解]稀有气体曾叫做“隋性气体”。

这是由于稀有气体性质不活泼，人们在发现它们的时候．普遍认为这些气体不能跟其他物质发生化学反应。

但随着科学技术的发展，人们发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质，于是又把它们改作为稀有气体。

通过“惰性气体”→“稀有气休”名称改变的事实。

可使我们意识到科学研究的领域总是在不断扩展的。

科学思维也不是一成不变的，它启示我们平常的学习中要经常接受新事物。

并适当发展求异思维。

[过渡]在空气的成分中，稀有气体所占比率虽然不大，但却很重要。

[阅读]学生阅读P26稀有气体的用途。

[通过阅读让学生总结稀有气体的用途]

[回答]

1）可用作保护气

2）可制成多种用途的电光源

3）可用于激光技术；

4）氮可用作制冷剂：

5）氮气可用作医疗上麻醉剂。

[拓展]除了课本上讲到的稀有气体的用途外，谁还知道稀有气体的其他用途呢？

①广场、体育场、飞机场等场所所用的灯里充了氙气，通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光，因此叫做“人造小太阳”。

②航空、航海的指示灯里充入了氖气，通电时发出红光，这种光能穿透浓雾。

[评价]大家回答得真好，探索科学需要的就是这种不怕麻烦，寻求真理的精神。

[小结]通过大家刚才的回答和讨论，我们可以总结出稀有气体具有如下用途：

（1）保护气

（2）电光源

（3）激光技术

（4）冷却剂

（5）麻醉剂

[过渡]洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。

一个成年人每天吸入的空气约为12m3～16m3。

但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长。

破坏生态平衡。

故保护我们的空气已成了全世界人民都关注的问题。

三、保护空气

[讲解]少量有害物质进入空气中。

依靠大自然的自我净化能力，仍能保持空气的洁净。

如果进入空气的有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力，就会造成空气的污染。

[引导学生看课本图（大气污染）]

[投影]

结合图讨论下述问题：

1．在你身边发生过哪些污染空气的现象?

2．大气污染会造成哪些危害?

3．为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么?

[学生分组讨论，并交流讨论结果]

1．汽车尾气、工厂废气、沙尘暴、酸雨、使用含氟冰箱造成臭氧空洞、温室效应等。

2．使人发生呼吸道疾病、农作物不能正常生长、水中生物濒临死亡、温室效应使沿海城市下陷、酸雨使建筑物被腐蚀、臭氧空洞使人受到紫外线的伤害而易得皮肤病和影响视力等等。

3．积极植树、造林、种草、爱护花木，向周围的人宣传保护空气的重要性及保护空气应采取的措施。

[过渡]加强空气质量监测，打针对性地改善环境状况，是我们常常采取的一种措施。

那么，你知道空气质量日报、预报的内容吗?

[请学生看课本P27资料]

[展开想象的翅膀]假如你当了市长或省长，你会如何去改善当地的空气质量呢？

请你谈谈。

[学生谈自己的想象，教师要对他们丰富的想象力予以肯定]

回答可能有多种。

1．大量植树造林。

鼓励市民种草养花。

2．把工厂建在人口不太集中的地区。

3．使用和开发化石燃料以外的清洁能源。

4．汽车不再用汽油，而用车用乙醇汽油。

5．加大检测汽车尾气的力度，禁止没达到环保标准的汽车上路。

6．加大宣传力度，提高居民的环保意识。

课堂小结

本课题我们重点学习了空气的组成和用途，同时还知道了物理性质、纯净物和混合物等概念。

另外，还了解了洁净的空气对我们人类的重要性以及保护空气的一些措施。

板书

空气

1、空气中氧气含量的测定

2、空气的组成

空气的成分按体积计算，大约是：

氮气78％、氧气21％、稀有气体0．9