資源簡介

4.1空氣的成分
教學目標
【知識與能力】
1.通過測定空氣中氧氣的含量認識空氣的組成，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.結合社會生活了解空氣是一種重要的資源。
3.通過驗證通風不暢環境中空氣與新鮮空氣的區別和認識空氣質量日報，增強關愛自然的意識和責任。
【過程與方法】
1.認識科學探究的意義和基本方法，在進行“空氣中氧氣含量測定實驗”的探究過程中，能提出問題，并設計簡單實驗解決問題。
2.初步學會用觀察、實驗的方法獲取信息，并從實驗信息中得出科學的結論。www..中考資源網
【情感態度與價值觀】
1.通過對“測定空氣中氧氣的含量”實驗的設計，體驗實驗探究的樂趣，培養學生自主的探究精神。
2.通過對科學史的研究，了解人類對事物的曲折的認知過程；認識到科學發現是經過艱難探索得到的，任何成功都不是偶然的，培養從前人經驗中獲得知識、方法和經驗教訓的興趣和愿望，體會科學發展和科學研究的重要性。
教學重難點
【教學重點】
空氣的組成，探究空氣中氧氣含量的測定。
【教學難點】
空氣成分的實驗思路設計及分析實驗現象。
課前準備
儀器：酒精燈、注射器、硬質玻璃管、氣球、塑料瓶等。
藥品：銅粉、澄清石灰水等。
教學過程
【情境引入】空氣是我們非常熟悉的物質，我們每時每刻都生活在空氣的“海洋”里，離開了空氣，一切生命就無法生存。那么，你認識空氣嗎？你知道空氣中含有那些物質？請你結合生活經驗用事實進行說明。
一、認識空氣的組成
【自主學習】空氣成分的發現史
【講解】空氣中含有氧氣、氮氣、稀有氣體、二氧化碳和極少量的其他氣體。
【過渡】我們認識了空氣的組成，在小學科學課程中，我們已經知道空氣中約含有1//5體積的氧氣。你知道怎樣通過實驗測定空氣中氧氣的含量嗎？
介紹測定氣體含量的兩種思路：
思路一：除去空氣中的氧氣，測其余氣體的體積
思路二：除去其余的氣體，測氧氣的體積
拉瓦錫探究空氣中氧氣含量的是思路______，測定原理是_____________________________。
【問題過渡】沿著科學家的足跡，你能否在實驗室設計一個簡單的實驗也來測定一下空氣中氧氣的含量？
【實驗探究4-1】測定空氣中氧氣的含量
實驗步驟 1.將一支硬質玻璃管注滿水（兩端用橡皮塞封住）。然后打開上端橡皮塞，將水倒入量筒內，記錄體積。 2.按照組裝好的裝置，移動注射器活塞，在注射器中留下一定體積的氣體，記錄體積后與硬質玻璃另一端密封連接。根據酒精燈的高度，將玻璃試管固定在鐵架臺上。 3.用酒精燈在銅粉部位加熱，加熱時不斷推拉注射器。 4.停止加熱后，待玻璃管冷卻到室溫，將氣球內的氣體全部擠出。待注射器活塞穩定后，記錄注射器中氣體的體積
觀察到的現象 銅絲表面的現象_____________________
硬質玻璃管的 容積 反應前注射器中氣體的體積 反應后注射器中氣體的體積 反應消耗掉氧氣的體積
______________ ______________ ______________ ______________
實驗結論 __________________________________________
【反思思考】在這個實驗中，有的小組實驗結果差別較大，你認為在哪些環節上可能造成誤差？如何避免或減小這些誤差？
二、空氣是一種重要的資源
【情景引入】空氣不僅是生命賴以生存的物質基礎，還是人類生產活動的重要資源，空氣中的各種成分具有廣泛的用途。
1.氧氣的用途
供給呼吸、支持燃燒。氧氣易跟其他物質反應，放出熱量，因此用于煉鋼、焊接、切割金屬，也可作火箭燃料的氧化劑等。利用氧氣可供給呼吸的性質，醫療時急救病人、高空、潛水、登山等缺氧環境中供給所需的氧氣。
2.氮氣的用途
氮氣是工業上生產硝酸和氮肥（如碳酸氫銨、尿素等）的重要原料；食品包裝袋中充入氮氣可延長食品的保質期；液態氮氣是很好的制冷劑，可用于冷藏血液等。
3.稀有氣體的用途
稀有氣體是氦、氖、氬、氪、氙等氣體的總稱。稀有氣體雖然“懶”，但它也有許多廣泛的用途。
稀有氣體也可以作保護氣。氖氣、氪氣、氙氣可用于激光技術等方面。氦氣在原子反應堆技術中可用作冷卻劑。氙氣可以作為麻醉劑。稀有氣體在通電時，還會發出有色的光，因此它在電光源中有特殊的應用，在燈管里充入不同的稀有氣體，就能制得五光十色的各種霓虹燈。機場的燈標；氙燈發光強度高，被譽為“人造小太陽”。
三、關注空氣的質量
1.【實驗探究】通風不暢環境中的空氣與新鮮空氣的區別。
教師要引導學生明確：采集氣體樣品的方法，讓學生學會檢驗二氧化碳。
初步學習通過對比實驗獲得結論的方法。學生用自己想到的方法或用書上的方法課前采集操場上空氣樣品，課上采集教室內空氣樣品，利用二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的性質進行對比實驗，通過觀察到現象的不同而親身感受到通風不暢環境中的空氣與新鮮空氣的區別，增強環保意識。通過驗證通風不暢環境中的空氣中含有較多的二氧化碳及一些有害氣體，讓學生增強環境意識。
2.【活動天地】認識空氣質量日報
這一活動可采用學生自學的方式進行，使學生明確空氣質量日報的內容，并引導學生在日常生活中關注空氣的指量。
學生自學，認識空氣質量日報。
四、板書
（一）認識空氣的組成
空氣中含有氧氣、氮氣、稀有氣體、二氧化碳和極少量的其他氣體
測定空氣中氧氣的含量
（二）空氣是一種重要的資源
1.氧氣的用途
2.氮氣的用途
3.稀有氣體的用途
（三）關注空氣的質量
五、課堂習題
1.下列對空氣的認識正確的是 ( )
A. 沒有顏色、沒有氣味的氣體一定是空氣
B．空氣不僅是人類和一切動植物生命的支柱，也是一種重要的自然資源
C．空氣組成中各成分氣體及含量總是保持不變的
D．最早通過實驗得出空氣是由氮氣和氧氣組成結論的科學家是拉瓦錫
2.小林從冰箱里拿出冰凍的飲料，用干布擦凈瓶外壁的水，放置于桌面片刻，發現瓶外壁又掛滿水珠。這說明空氣中有(　　)
A．氮氣B．水蒸氣
C．二氧化碳D．氧氣
3.若將1L空氣中的氧氣全部除去，余下的氣體體積與下列數值最接近的是 ( )
A．0.2L B．0.21L C．0.78L D．0.79L
4.節日期間的商場里顧客很多，有人會感覺悶熱缺氧，測定出氧氣的體積分數可能是(　　)
A．1% B．19% C．25% D．78%
5.用如圖所示裝置來測定空氣中氧氣的含量，對該實驗認識錯誤的是(　　)
A．銅粉用量的多少，會影響實驗結果
B．實驗結束后冷卻到室溫才能讀數
C．氣球的作用是調節氣壓，使氧氣完全反應
D．在正常操作情況下，反應結束后消耗氧氣的總體積應該是反應前注射器內氣體體積的1/5
- 1 -4.2物質組成的表示
教學目標
【知識與能力】
1.認識溶解現象，知道溶液、溶劑、溶質的概念；了解物質溶解時溶液溫度的變化。
2.熟知常見元素和根的化合價，能依據化合價寫出物質的化學式，并能依據化學式推求某元素的化合價。
3.知道認識物質有三大領域：宏觀組成—符號表征（化學式）—微觀結構，理解其內在聯系。
4.學會利用化學式和相對原子質量計算化學式量及相對分子質量、化合物中各元素的質量比，以及某元素的質量分數。
【過程與方法】
1.學習科學研究和科學實驗的方法，練習觀察、記錄、分析實驗現象。
2.培養定量處理問題的能力。www..中考資源網
【情感態度與價值觀】
了解溶液在生產、生活中的重要意義，增強學習化學的興趣，樹立勇于創新的信念。
教學重難點
【教學重點】
1.化學式的意義。
2.利用元素和根的化合價進行化學式的書寫。
3.根據化學式進行化學式量及相對分子質量、化合物中各元素的質量比，以及某元素的質量分數的計算。
【教學難點】
1.初步建立三重表征的思維方式。
2.根據化學式進行化學式量及相對分子質量、化合物中各元素的質量比，以及某元素的質量分數的計算。
課前準備
多媒體課件。
教學過程
【情境引入】我們已經知道，用元素符號可以表示某種元素以及該元素的一個原子。那么，怎樣用元素符號來表示由元素組成的各種單質和化合物呢？
【教師引導】展示銅、水、食鹽等物質的微觀構成圖。微觀構成圖體現了宏觀物質——微觀構成——化學符號之間的聯系。
關于化學式教師可以啟發學生從以下幾個方面來思考：
1.從宏觀角度看，根據化學式我們可以知道它是一種什么物質，這種物質由什么元素組成。
2.從微觀角度看，化學式反應了物質由什么樣的微觀粒子構成，微粒間的數量關系如何。
3.從量的角度，根據化學式可以計算分子的相對質量。
一、化學式及其意義
1.化學式：用元素符號和數字表示物質組成的式子。
【強調】化學式并不是憑空寫出來的，而是前人經過多次的精密實驗，測定物質的組成，然后再經過推算得出來的。一種物質只能用一個化學式來表示，如可以用O2、H2O、MgO、NaCl來表示氧氣、二氧化碳、水、氧化鎂、氯化鈉的組成。
【設問】“H2O”除了能表示這種物質外，還可以表示什么意義
【學生活動】閱讀教材，歸納總結化學式的意義。
【小結】（1）表示水。
（2）表示水由氫元素和氧元素組成。
（3）表示一個水分子。
2.化學式的意義
（1）表示一種物質。
（2）表示組成這種物質的元素。
（3）表示構成物質的一個分子。
（4）表示構成這種分子的原子。
二、化合價
【情景引入】聽寫一些物質（MgO、KCl、CuO、MgCl2、H2O、Ca(OH)2、O2、Fe）的化學式。由此介紹各種化合物中組成元素的原子個數比是一定的，從而提出能體現化合物中不同元素原子數目比值關系的數值——化合價。
【教師介紹】觀察課本第83頁表格中的常見元素的化合價。
介紹化合價口訣，讓學生進行記憶，并標出以上幾種物質中各元素的化合價。
【交流討論】再觀察課本第83頁表格，你有什么發現？
1.化合價的一般規律
（1）在化合物中，金屬元素一般顯正價，非金屬元素既可顯正價，亦可顯負價。
（2）在化合物中，元素化合價的代數和為零；在單質中，元素化合價為零。
（3）許多元素具有可變價。
【過渡】有了元素的化合價，我們可根據元素的化合價方便地寫出化合物的化學式。
2.化學式的書寫
【活動天地4-2】根據化合價寫化學式
已知鋁元素為+3價，氧元素為-2價，寫出鋁的這種化合物的化學式。
書寫步驟：
（1）寫出化合物中各元素的符號，通常把正價元素寫在左邊，負價元素寫在右邊：
Al O
（2）求出兩種元素的正、負化合價絕對值的最小公倍數：
3×2=6
（3）求各元素的原子數：原子數=
Al：6÷3=2 O：6÷2=3
（4）把原子數寫在各元素符號的右下角，即得化學式（如果原子數為1，則省略不寫）：
Al2O3
（5）檢查化學式。計算正價總數跟負價總數的代數和是否等于零。
三、物質組成的定量表示
【情景引入】投影三聚氰胺毒奶粉有關的信息。要想了解不法商販的不法動機，我們還必須學習有關化學式的簡單計算。
【過渡】組成物質的各元素之間存在著固定的質量關系，而化學式就反映了物質中的這種質量關系。利用化學式，不僅可以推算出組成物質的各元素的質量比，還可以計算出該物質中某種元素的質量分數。
1.計算組成物質的各種元素的質量比
【計算探究】投影并引導完成水中氫元素與氧元素的質量比的計算探究。
2.計算物質中某元素的質量分數
【計算探究】投影并引導完成水中氫元素的質量分數的計算探究。
3.化學式量、相對分子質量
（1）化學式量：某物質化學式中各原子的相對原子質量的總和，就是該物質的化學式量。
（2）相對分子質量：對于由分子構成的物質，其化學式量也叫相對分子質量。
四、板書
（一）化學式及其意義
化學式
分子式
（二）化合價
（三）物質組成的定量表示
1.計算組成物質的各種元素的質量比
2.計算物質中某元素的質量分數
3.化學式量、相對分子質量
五、課堂習題
1. 鈦鐵礦主要成分的化學式為FeTiOx，其中鐵元素和鈦元素的化合價均顯+3價。則x為（）
A．2 B．3 C．4 D．6
2. 下列物質化學式書寫完全正確的一項是（）
A. 氧化鈉：Na2O B. 氯化鎂：Mg（Cl）2
C. 二氧化硫：SO2 D. 一氧化碳：CO1
3. 食用豆腐能獲得人體所需的多種氨基酸，其中含量最多的是亮氨酸（化學式：C6H13ON2）。下列有關亮氨酸的說法正確的是（ ）
A. 亮氨酸由碳、氫、氧、氮四個元素組成 B. 亮氨酸中碳、氫元素的質量比為6︰13
C. 亮氨酸中氫元素的質量分數最低 D. 一個亮氨酸分子由21個原子構成
4.寫出下列微粒的化學符號。
①人體中含量最多的元素________ ；
②氫氧化鐵________；
③3個碳酸分子________ ；
④導電性最好的金屬________；
⑤氧化銅中銅元素的化合價________ ；
⑥銨根離子 ________。
5. 指出下列符號中數字“2”的意義：
①2N________；②SO2________；
③ O________；④CO2________。
- 1 -4.3氧氣
教學目標
【知識與能力】
1.學習氧氣的實驗室制取方法，并理解實驗室制取氣體的一般思路。
2.知道催化劑對化學反應的重要作用。
3.能結合實例說明氧氣的主要性質，知道氧氣能跟許多物質發生氧化反應。并能從元素組成上認識氧化物。
4.了解自然界中的氧循環和碳循環，感悟氧循環對人類的重要意義。
【過程與方法】
通過本節內容的學習，能從微觀角度分析化學反應現象的不同。
【情感態度與價值觀】
培養學生學習自然科學的興趣和探索自然的精神。
教學重難點
【教學重點】
1.實驗探究氧氣的實驗室制法。
2.實驗探究氧氣的化學性質。
【教學難點】
初步掌握氧氣的化學性質及對實驗現象的準確描述。
課前準備
儀器：試管、錐形瓶、分液漏斗、帶導管的橡皮塞、乳膠管、集氣瓶、水槽、毛玻璃片等。
藥品：30%的過氧化氫溶液、二氧化錳、木炭、鐵絲、蠟燭、火柴等。
教學過程
【情境引入】氧氣，人們曾經把它稱作“養氣”，是因為氧氣能夠供給呼吸，氧氣能支持燃燒。有了氧氣，人類就可以“下五洋”探索海底的奧秘；有了氧氣，人類就可以乘上神州五號“上九天攬月”。氧氣是怎樣制取的？它又有哪些性質呢？現在就讓我們一起來探索吧！提問：1.關于氧氣，你已經知道了什么？
2.你知道有哪些方式可以得到氧氣
3.在實驗室里你怎樣制取一瓶氧氣？
一、氧氣的實驗室制法
【活動天地4-3】實驗室制取氣體物質的思路分析
在實驗室里制取一種氣體時，首先要選擇反應物，知道如何控制反應條件，然后要確定氣體發生和收集裝置，最后要審查整個反應體系是否符合環保、安全的要求。
請認真思考以下問題：
（1）你認為下列哪些物質不能作為實驗室制取氧氣的反應物？依據是什么？
①水（H2O）②二氧化碳（CO2）③氯化鈉（NaCl）④高錳酸鉀（KMnO4）
⑤過氧化氫（H2O2）⑥甲烷（CH4）
（2）某同學認為：確定實驗室制取氣體的化學反應時，應考慮以下幾方面因素。你是否同意他的觀點？你還考慮到了哪些因素？
A.原料是否容易獲得
B.實驗條件是否容易控制
C.實驗裝置是否容易裝配
D.實驗操作是否安全可靠
（3）選擇氣體發生裝置和收集裝置的依據分別是什么？
【歸納小結】（1）必須含有氧元。
（2）ABCD 原理、裝置、步驟等（實驗室制取氣體的藥品選擇、儀器組裝、氣體收集和檢驗、驗滿）
【過渡】在實驗室里，通常采用30%的過氧化氫溶液來制取氧氣。在什么條件下可制取氧氣呢？請同學們探究過氧化氫制取氧氣條件。
1.【活動天地4-4】實驗室制取氧氣的方法
（1）實驗內容：取A、B兩支試管，分別加入3～5mL過氧化氫溶液。觀察下列實驗并描述實驗現象。
①將帶火星的木條伸入A試管的管口。
②在B試管中加入少量二氧化錳粉末，將帶火星的木條伸入試管口。
（2）實驗現象
①產生氣泡慢，不能使帶火星的木條復燃。
②產生氣泡快，能使帶火星的木條復燃。
（3）實驗結論
過氧化氫和二氧化錳適合在實驗室制取。
【思考討論】將反應后的二氧化錳過濾、干燥、稱量，發現二氧化錳的質量不發生改變；將稱量后的二氧化錳再次放入過氧化氫溶液中，發現有大量氣泡冒出，該氣泡能使帶火星的木條復燃。這是為什么？
2.實驗室制取氧氣的原理
過氧化氫 二氧化錳→水+氧氣
H2O2H2O O2
3.制取氣體的實驗步驟
組裝儀器；檢驗裝置的氣密性；裝藥品；檢驗氣體；收集氣體。
4.催化劑
能夠改變其他物質的化學反應速率，本身的質量和化學性質在反應前后不變的物質叫做催化劑。催化劑的特點為：“一變二不變”。
5.實驗室制取氧氣的其他方法
加熱高錳酸鉀和氯酸鉀制氧氣。
二、氧氣的性質
【情景導入】物質的用途是由其性質決定的。這節課我們就來探究氧氣的性質。
【教師引導】在化學上，當我們要認識某種物質的性質時，一般要從這種物質的物理性質和化學性質兩個方面進行研究。
1.氧氣的物理性質
顏色 氣味 狀體 密度 溶解性 沸點 熔點
無色 無味 氣態 比空氣大 不易溶于水 -183℃ -218℃
【過渡】物質的化學性質是該物質在發生化學變化的過程中表現出來的。根據組成物質的元素種類，我們把純凈物分為單質和化合物。讓我們從這兩類物質中選取幾種物質，看看它們能否與氧氣發生化學反應。
2.氧氣的化學性質
【實驗探究4-3】木炭、鐵絲、石蠟等在氧氣中燃燒
（1）實驗現象
在空氣中 在氧氣中
木炭 持續紅熱，放出熱量 發出白光，放出大量的熱，并生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體
鐵絲 發紅，不燃燒 劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體
蠟燭 黃白色火焰，放出熱量 火焰明亮，發出白光，放出熱量，內壁有水霧生成，同時生成一種氣體能使澄清石灰水變渾濁
（2）文字表達式
碳 + 氧氣二氧化碳
C O2 CO2
鐵 +氧氣四氧化三鐵
Fe O2 Fe3O4
石蠟 +氧氣二氧化碳 + 水
（3）實驗結論
在一定條件下，氧氣能與許多物質發生反應，是一種化學性質比較活潑的氣體。
3.氧化物、氧化反應
（1）氧化物
由兩種元素組成的化合物，如果其中一種元素是氧，這樣的化合物叫氧化物。
（2）氧化反應
物質跟氧氣發生的反應都屬于氧化反應。
三、自然界中的氧循環
【思考交流】空氣中氧氣的含量約為21%，相對穩定。你知道氧氣在自然界中是如何維持相對恒定的大氣含氧量的嗎？
1.氧氣的產生與消耗
（1）產生：主要通過植物的呼吸作用。
（2）消耗：動植物的呼吸作用、燃料的燃燒等。
2.氧循環的意義
維持了相對恒定的大氣含氧量，構建了陸地、海洋和大氣等環境的物質和能量平衡，為生態系統的正常運轉提供可靠的資源保證。
3.緩慢氧化
進行得非常緩慢，甚至不容易被察覺，稱為緩慢氧化。
四、板書
（一）氧氣的實驗室制法
（二）氧氣的性質
（三）自然界中的氧循環
五、課堂習題
1.某氣體既能用排水法又能用向下排空氣法收集，則該氣體的性質為（）
A. 易溶于水，密度比空氣小 B. 難溶于水，密度比空氣小
C. 易溶于水，密度比空氣大 D. 難溶于水，密度比空氣大
2.實驗室用雙氧水制取氧氣的主要步驟有：①錐形瓶中裝二氧化錳②旋緊膠塞③分液漏斗中加雙氧水④連接儀器，檢查裝置的氣密性⑤用排水法收集⑥打開活塞其操作順序正確的是（）
A．①②③④⑥⑤B．②③①④⑥⑤
C．④①②③⑥⑤ D．④①②⑥⑤③
3.下列不屬于氧化物的是（　）
A.氧氣 B.氧化鎂 C.水 D.二氧化碳
4.下列有關氧氣的性質的說法中正確的是（　）
A.氧氣是無色無味的氣體
B.通常情況下氧氣不易溶于水
C.氧氣性質很活潑，跟所有物質都能發生劇烈的氧化反應
D.氧氣的性質是由它的組成和結構決定的
5.過氧化氫溶液在二氧化錳作催化劑的條件下能迅速分解成氧氣和水，試回答下列問題：
（1）要收集一瓶比較純凈的氧氣應選擇上圖中的裝置是__________；（填字母）
收集一瓶比較干燥的氧氣應選擇上圖中的裝置是__________；（填字母）
（2）裝置A中分液漏斗的作用是______________________________；
（3）實驗室常用高錳酸鉀或者過氧化氫與二氧化錳來制取氧氣，你覺得其中相對比較好的方法是：_______，其理由是____________________________；
（4）裝置A中反應十分劇烈，據此提出該實驗安全注意事項是__________。
A．控制液體的滴加速度B．用體積小的錐形瓶 C．加熱反應物
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