21 课题1 空 气.docx
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21课题1空气
第二单元我们周围的空气
课题1空气
从容说课
本课题分为三部分,即“空气是由什么组成的”、“空气是一种宝贵的资源”、“保护空气”。
这三部分内容互相密切联系,并逐步深入。
第一部分,从拉瓦锡研究空气的成分入手,让学生仿照拉瓦锡的实验原理,用红磷燃烧的实验来测定空气中氧气的含量;得出结论,空气是由氧气和氮气组成的,其中氧气约占空气总体积的1/5;并说明空气的成分中除了氧气和氮气外,还有稀有气体和其他气体杂质。
第二部分,重点介绍氧气、氮气、稀有气体的用途;通过讨论的方法让学生知道物质的用途是由物质的性质决定的;引导学生正确理解物质的物理性质,为以后学习其他物质的物理性质打下基础。
第三部分,从我们身边的空气污染入手,分析空气是如何受到污染的,空气污染会造成哪些危害,我们应如何来防止空气污染;为使学生知道身边的空气质量如何,教材还特意介绍了气质量日报、预报。
由于本课题是学生走进化学世界后遇到的第一个课题,难度不算太大,所以培养学生对实验的观察和分析能力,从多方面、多角度考虑问题便成了本课题教学的难点。
在教学过程中,三要从以下几个方面着手对难点进行突破。
1.联系学生的生活实际提出问题。
2.尽量从学生熟悉的事物引入。
3.多收集一些相关资料来拓展学生的思维。
4.结合生活实际培养学生分析问题的能力。
5.给学生提供更多的机会进行实验探究。
6.充分发挥学生丰富的想象力。
教学目标
1.知识与技能
(1)了解空气的主要成分。
(2)了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。
(3)初步认识纯净物,混合物的概念。
(4)了解空气污染给人类带来的危害,增强学生的环保意识。
2.过程与方法
(1)初步学习科学实验的方法,进行观察、记录并初步学习分析实验现象。
(2)学习运用观察、实验、收集资料,从日常生活经验进行总结等方法获取信息。
(3)运用分析、对比、归纳的方法对获取的信息进行整理变成自己的知识。
3.情感态度及价值观
(1)树立对待任何事物都必须有一个实事求是的科学态度。
(2)保持对生活中化学现象的好奇心和求知欲,充分发展学习化学的兴趣。
(3)逐步树立关注社会,热爱自然、为社会进步而学习化学的远大志向。
教学重点
1.空气的组成。
2.空气组成物质的性质和用途。
教学难点
1.培养学生对实验的观察能力和分析思维能力。
2.不断激发学生学习化学的兴趣,以便能很快适应化学课的教学。
教学方法
提出问题→实验探究→解决问题→联系实际→拓展思维→充分想象→激发兴趣。
教具准备
1.教师用具:
(1)投影仪、挂图(O2、N2、稀有气体的用途);
(2)集气瓶、燃烧匙、红磷、烧杯、塞子(带导管)、弹簧夹、火柴。
2.学生用具:
空气发现史的资料、稀有气体用途的资料、大气污染的漫画等等(详细内容见教学过程)。
课时安排
1课时
教学过程
[提出问题]
1.空气就在我们周围,你对它有哪些了解?
2.桌子上有一个空杯子,它真的是“空”的吗?
[学生回答](可能有如下一些)
1.空气是一种无色、无味的气体,既看不见,也摸不着。
2.空气中有氧气,我们人呼吸的就是空气中的氧气。
3.空气是一种宝贵的自然资源,人和动植物的生活都离不开空气。
4.不同的环境,空气有所不同。
如农村空气清新,城市空气污浊。
5.蜡烛可以在空气中燃烧。
6.桌子上的空杯子中有空气。
[新课引入]通过大家刚才的回答,可以看出大家对空气已经有了一定的认识,知道它是一种既看不到踪影又闻不到气味的气体,它与人类和动植物的关系非常密切。
为了让大家对空气有一个比较全面深入的了解,本单元我们就来认识我们周围的空气。
[板书]第二单元我们周围的空气
课题1空气
[过渡]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。
那么,空气到底是由哪些成分组成的呢?
[板书]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。
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22(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。
[实验]实验21
[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的色固体,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:
[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
二纪70年代,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。
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。
[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。
[板书]纯净物和混合物
[讲解]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。
[板书]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25]
[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。
[板书]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]
[板书]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)。
[注:
(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。
[讲解]物质的性质主要包括物理性质和化学性质两个方面。
物质的化学性质需要通过化学反应表现出来,而物质的物理性质是物质本身具有的,其不需要通过化学反应就能表现出来。
[板书]物理性质:
物质的物理性质一般指颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度和密度,以及是否溶于水等,这些性质不需要通过化学反应就能表现出来。
[师]通过日常生活对空气的观察及上面的讨论,并结合物