資源簡介

第二單元 我們周圍的空氣
課題1 空氣
1、教材分析
空氣是學生非常熟悉的氣體，教材選擇空氣作為初中化學中身邊化學物質知識的開端，不僅因為小學對空氣知識的介紹，更重要的是它與人類的生活關系最為密切。通過對它的認識和了解，可以順利地引導學生進入化學世界來探索物質的奧秘。
本課題教材從了解拉瓦錫研究空氣成分開始，到仿照實驗來測定空氣里氧氣的含量，深入淺出，為以后的學習提供了一個合理的思維方式。
二、教學目標
知識與技能：1.感知空氣的存在；
2.探究空氣的成分及含量。
過程與方法：1.學習從混合氣體中除去某種氣體進而測定其含量的方法；
2.進行在同一實驗原理下，遷移性設計新實驗方案的練習。
情感態度與價值觀：通過對空氣組成的實驗探究，體驗探究的樂趣，保持和增強對生活中科學現象的好奇心和探究欲，增強學習化學的興趣，樹立對待任何事物都要求實事求是的嚴謹的科學態度。
三、教學重難點
教學重點：空氣中氧氣含量的測定。
教學難點：空氣中氧氣含量的測定原理 。
四、教學方法
演示實驗、分組實驗法、討論法
五、教學過程
【引課】
師：今天，我們開始學習第二單元 我們周圍的空氣，本單元一共包含三個課題，分別是空氣、氧氣以及制取氧氣。這節課我們先來學習課題1 空氣。
我們知道空氣是一種“看不見摸不著”的物質，為了讓同學們感受到空氣的存在，我給大家準備了一個注射器。同學們思考一下：如何利用注射器來證明空氣的存在呢？
生：先抽一管空氣，再對著手推動活塞會感覺到有空氣流動；
將注射器末端放在水中，推動活塞，看見水中有氣泡說明注射器中有空氣；
用一只手堵住注射器的末端，另一只手推動注射器的活塞，活塞無法被推到底部，說明注射器中存在空氣。
師：同學們說的都非常好，這些例子都可以說明空氣的存在。下面咱們選一個方案來做一下實驗，就做最后一個同學說的方案吧。找個同學上來做，好，用左手堵住注射器的末端，用手推動注射器的活塞，能推到底部嗎？再使點勁試試，能嗎？
生：不能。
師：不能推到底部，這說明了什么？
生：說明注射器中存在空氣。
師：通過這個小實驗，我們感受到了空氣的存在，那我們不能把活塞推到底部是因為氣體可以產生氣壓，并且單位體積內的氣體越多氣壓會越大。下面我們再通過一個實驗來感受一下氣壓的存在。
這是一個量筒，里面存在空氣，現在我要用注射器把量筒中的一部分空氣抽走，同時將量筒倒放在水中，這樣會出現什么現象呢 我們來通過實驗觀察一下。這個實驗需要兩個同學互相配合一下，一個同學負責拿量筒，另外一個同學負責拿注射器。首先將注射器連接的膠皮管伸入到量筒底部；接著拿量筒的同學將量筒倒轉豎直放入水中；然后，負責注射器的同學抽取5毫升空氣。此時觀察量筒中出現什么現象？
生：量筒內液面升高。
師：量筒內液面升高了，好，現在負責量筒的同學用你的大拇指將量筒的口部堵住，一定要堵嚴，最后迅速將量筒翻轉過來，看量筒中進入的水的體積是多少
生：5毫升。
師：進入的水的體積約為5毫升，那進入的水的體積與抽走的空氣的體積是什么關系？
生：相等。
師：相等，也就是抽走多少體積的空氣，就會進去多少體積的水。或者說液面上升的體積與量筒內減少的氣體體積是相等的。那為什么會出現這種現象呢？我給大家解釋一下，當有氣體存在時，會產生大氣壓強，簡稱氣壓，單位體積內的氣體越多氣壓就越大，氣體越少氣壓就約小。當我們抽走一部分量筒內的空氣時，量筒內的氣體變少，氣壓變小。此時，水槽內的水與外界大氣想通，而外界氣體并沒有改變，也就是說，外界大氣壓大于量筒內的氣壓，于是，大氣壓就把水壓入了量筒中，并且進入的水的體積與量筒內減少的氣體的體積是相等的，我們給這個實驗起個名字叫做“抽氣進水”。
【新課講解】
一、空氣是由什么組成的
過渡：好，通過這個實驗我們要知道氣體會產生壓強，并且要理解量筒內液面上升的原因。這個實驗就到這，下面回到這節課的主題，這節課我們要研究的是空氣。那空氣是由什么組成的呢？這節課咱們就來研究一下這個問題。
1、拉瓦錫結論
其實，很多年前人們就開始去研究空氣的成分了，其中最為著名的是法國化學家拉瓦錫(展示圖片)。 這就是拉瓦錫，他當時以液態汞為研究對象，研究出了空氣的成分(展示圖片)。這是他當時用的實驗裝置，下面我給大家簡單介紹一下實驗裝置及原理。
（教棒指著說）在火爐上方有一個容器叫做曲頸甑，曲頸甑末端的彎管放在了汞槽中，并且被玻璃鐘罩罩上了。這樣，曲頸甑與玻璃鐘罩中的空氣是相通的，并且兩者形成一個密閉的體系。當他把藥品液態汞放在曲頸甑中，并打開火爐加熱到第12天時，發現了2個現象。第一：銀白色液態汞中出現了一些紅色固體粉末；第二，玻璃鐘罩中的液面升高了。為什么會出現這種現象呢？是這樣的：汞在加熱時可以與氧氣發生反應生成氧化汞，而氧化汞是一種紅色的粉末狀的固體，所以在這會看到銀白色液態汞中出現了一些紅色固體粉末，這種紅色粉末是氧化汞。這邊的現象好理解吧？下面重點來說一下玻璃鐘罩中液面升高的原因。大家可以結合汞在加熱時發生的反應來進行思考。提示：汞在加熱時消耗了誰？造成容器內發生什么變化？氣壓有什么變化？液面又有什么變化？同桌及前后桌可以討論一下，一會找同學說。
生：汞在加熱時消耗了氧氣，使容器內氣體減少，氣壓變小，大氣壓把水壓入了玻璃鐘罩內。
師：非常好，說的也很透徹。我再復述一遍：汞在加熱時消耗了氧氣，使容器內氣體減少，氣壓變小，大氣壓把水壓入了玻璃鐘罩內，所以液面升高了。后來，拉瓦錫又測量了一下，進入的液體的體積約是容器中空氣體積的五分之一，那你能不能推測出氧氣體積與空氣體積的關系？并說明理由。
生：氧氣體積約是空氣體積的五分之一，因為進入的液體體積就是氧氣體積。
師：在上課前的“抽氣進水”的實驗中我們已經知道了，進入的水的體積就是量筒中減少的氣體的體積。那拉瓦錫的實驗和那個是不是原理一樣啊，都是由于氣體減少了，所以液體才進去了。那么進入的液體體積也就是容器內減少的氣體體積，而減少的氣體是氧氣，所以氧氣的體積等于液體上升的體積等于容器內空氣體積的五分之一。這個現象理解了吧？
后來拉瓦錫又對剩下的五分之四的氣體做了研究，發現他既不能燃燒，也不能支持燃燒，于是起名叫氮氣。這樣的話，空氣由幾部分組成？分別是什么成分？
生：由氧氣和氮氣兩部分組成。
師：這就是拉瓦錫研究出的結論，他認為空氣由氧氣和氮氣組成，氧氣占空氣體積的五分之一，我們寫一下。
2、實驗室測定空氣中氧氣的含量
過渡：拉瓦錫的實驗是在兩百多年前進行的，由于受到當時條件的限制，他的實驗操作麻煩并且用的時間長，那我們今天就用一套簡單的裝置來再次測定一下空氣中氧氣的含量。
今天，我們用的藥品是紅磷，大家觀察一下它的物理性質：顏色？狀態？
生：紅色，固體。
師：對，紅磷是一種紅色粉末狀的固體，除了這樣的物理性質，它還有一條重要的化學性質：紅磷可以燃燒，那我們今天做實驗的反應原理就是利用紅磷可以燃燒的化學性質（板書：（1）反應原理）。先來寫一下文字表達式，文字表達式就是把反應的過程用文字的形式表達出來。反應前的物質是——紅磷，顏色狀態呢？——紅色粉末，紅磷燃燒還需要——氧氣，所以反應前的物質是紅磷和氧氣。條件是——點燃，能不能寫燃燒？——不能。紅磷和氧氣在點燃的條件下生成了五氧化二磷，這里我先告訴你：五氧化二磷是一種白色固體，一會做實驗你再觀察一下。這是文字表達式，我們來齊讀一下。好，接下來，再把文字表達式寫成符號表達式，符號表達式就是利用元素符號來書寫物質，紅磷用大寫的P表示，氧氣用O 2表示，注意不能直接寫一個O，氧氣是一種物質，要寫成O 2，2寫小一點并且標在右下角，反應物之間用“+”相連，但是不讀“加”，讀“和”。紅磷和氧氣反應，條件是什么？——點燃，不能寫燃燒。生成的是五氧化二磷，五氧化二磷用化學式P 2 O 5表示，由一個字母構成的元素符號要大寫，數字要 寫小一點并且標在右下角，這就是反應的符號表達式，我們再來齊讀一遍。
這是反應原理，那我們要用到什么樣的裝置呢？（展示圖片）這就是實驗裝置，一個大的集氣瓶（一邊展示圖片一邊展示手里儀器），集氣瓶上塞了雙孔塞，一個孔插入的是 燃燒匙（黑板寫出），另外一個孔插入的是玻璃導管，在導管右側又連接了一個膠皮管，膠皮管上夾了彈簧夾，當彈簧夾關閉時空氣就無法流通了，打開時空氣可以流通。好，接著看，膠皮管右側又連接了導管，導管放在了盛有水的燒杯中。同學們看著這套裝置，并且聯系紅磷燃燒的反應原理來思考一下我們今天要用的實驗原理是什么？提示：紅磷燃燒消耗了什么，造成什么，那么水會怎么樣？
生：紅磷燃燒消耗了氧氣，使瓶內氣體減少，氣壓變小，所以水進入集氣瓶中，進入瓶中水的體積就是氧氣體積。
師：完全正確，紅磷燃燒消耗了氧氣，瓶內氣體減少，氣壓變小，這樣，大氣壓把水壓入了集氣瓶中。進入的水的體積與瓶內氣體減少的體積相等，而減少的氣體是氧氣，所以進入的水的體積就是原來氧氣的體積。明白了嗎？好，我們把實驗原理齊讀一下（展示圖片），寫在筆記本上。
實驗原理懂了，下面我們準備做實驗，翻開課本27頁，大家看一下上方藍字部分的實驗2-1，我們把步驟齊讀一下，好，步驟給我們了，可以開始做實驗了嗎？對于有氣體參加的反應我們應該先怎么樣？
生：檢驗裝置的氣密性。
師：如何檢驗裝置氣密性呢？
生：將導管放入水中，雙手緊握集氣瓶，若導管口有氣泡冒出，則氣密性良好。
師：非常好，那我們把第一步補上，在“實驗裝置如圖所示，”后面寫①檢驗裝置的氣密性。好，第2步就是…第3步…第4 步…第5步…。這是（板書：“⑶實驗步驟”），下面我們開始按照步驟做實驗， 同志們除了要注意觀察現象，還有看我在操作過程中有哪些細節是需要注意的。如果不注意，可能實驗就會失敗，一會找同學總結現象以及注意事項。好，開始實驗。你們看到了哪些現象？
生：紅磷燃燒放熱，產生白煙。
師：除了這些，我們再找個同學摸一下集氣瓶。
生：發燙。
師：發燙說明什么現象？
生：放出熱量。
師：好，找個同學總結一下現象。我們把這些現象總結在比較本上（板書）。
這個實驗還有最后一步，是什么？
生：冷卻后，打開彈簧夾。
師：好，為了迅速冷卻，我準備了一條冷毛巾，敷在集氣瓶上。現在集氣瓶已經冷卻了，我要打開彈簧夾了，注意看這，可以1秒就沒現象了。看到什么現象？
生：水進入集氣瓶中。
師：體積呢？進入的水的體積占瓶內空氣體積的多少？
生：約為五分之一。
師：我們把冷卻后的現象也寫下來（板書）。除了現象，在做實驗過程中有哪些細節需要注意呢？
生：加足量紅磷，冷卻…
師：好，如果不注意這些細節，那么實驗就會失敗，進入的水的體積就不是五分之一了，會產生誤差，那么下節課我們再分析誤差。我們把這些重點在書上圈出來（展示圖片）。
通過現象你得出空氣中氧氣的含量了嗎？
生：氧氣約占空氣體積的五分之一。
師：好，把結論寫下來（板書）。
到這這節課的內容就說完了，找同學說一下這節課都學到了什么？（學生說老師在黑板上紅筆劃重點）。
好，下去記得背筆記并寫作業。下課。
6、板書設計
第二單元 我們周圍的空氣
課題1 空氣
一、空氣是由什么組成的
1.拉瓦錫得出：空氣由氧氣和氮氣組成，氧氣約占空氣體積的1/5。
2.實驗室測定空氣中氧氣的含量：
1 反應原理：紅磷 + 氧氣 五氧化二磷
P + O2
2 實驗原理
3 實驗步驟
4 實驗現象：紅磷燃燒，放出熱量，產生白煙；冷卻后打開彈簧夾，水倒吸入集氣瓶中，進入瓶中水的體積約占空氣體積的1/5。
5 實驗結論：氧氣占空氣體積的1/5。
7、課后反思
1. 在講每個實驗之前要交代目的，讓學生知道接下來準備做什么，目標明確；
2. 語言缺少激情還需要錘煉，語速需要放慢；
3. 做“抽氣進水”實驗時，要把原理講清楚，為后面做鋪墊；
4. 每一個知識點之間的銜接過渡不太好，不要太趕；
5. 講課要關注學生，尤其是后排學生，可以在講課時走到后面去講；
6. 最后做總結可以讓學生回答，老師在黑板上用紅筆劃重點。
（白色固體）
（紅色粉末）
點燃
點燃
P2O5

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