資源簡介

第二單元　我們周圍的空氣
課題1 空　氣
第1課時 空氣是由什么組成的
【學習目標】
（1）掌握測定空氣中氧氣的含量的實驗方法。
（2）了解空氣的主要成分，各成分占空氣體積的體積分數。
（3）知道物質的組成；能區分混合物和純凈物。
（4）通過人類認識空氣的簡史介紹，使學生認識到進行科學探索的必要性。
【學習重點】用探究的方法測定空氣中氧氣的含量。
【學習難點】純凈物和混合物的概念及區分。
【教學流程】
【教學設計】
一、創設情境
同學們，空氣與我們朝夕相伴，離開了空氣人類將無法生存，那你熟悉它的組成嗎？人類在探索空氣成分的道路上又經歷了怎樣的過程呢？讓我們踏著前人的足跡一起開始探究之旅吧！
二、新課學習
【引言】因為空氣是一種無色、無味的氣體，所以人們對空氣的認識比較晚。17世紀中葉以前，人們一直認為空氣是一種單一成分的物質，直到18世紀，通過對燃燒現象和呼吸作用的深入研究，人們才開始認識到空氣的復雜性。
知識點1空氣是由什么組成的
【講解】空氣是由什么組成的呢？為了搞清楚這一問題，很多科學家都致力于這方面的研究。其中，最有名的是法國的化學家拉瓦錫，他借助天平，以液態的金屬汞作為研究對象，用定量的方法最終研究出了空氣的成分。
一、拉瓦錫探究空氣成分的實驗
【圖片展示】
【分析】拉瓦錫最早用實驗得出了結論：空氣是由氧氣和氮氣組成的，氧氣約占空氣總體積的1/5。
【引申拓展】受當時的化學基礎和實驗條件的限制，拉瓦錫當時并不能確定不支持燃燒的剩余4/5氣體的成分，誤認為剩余的氣體都是氮氣，得出了空氣是由氧氣和氮氣組成的結論。直到19世紀末，人們才認識到空氣中除氧氣外，還有其他的成分。
拉瓦錫測定空氣成分的實驗告訴我們：科學是嚴謹的，科學探究需要人們本著嚴肅認真的態度去反復進行，去探究發現。
【實驗探究】
二、探究空氣成分的實驗
師：下面仿照拉瓦錫測定空氣中氧氣含量的實驗原則，我們也來測定空氣里氧氣的含量。
引導學生觀察教材[實驗2—1]所需的儀器，并組織學生回答下列問題：
【實驗用品】①儀器：集氣瓶、橡膠塞、燃燒匙、導氣管、乳膠管、彈簧夾、燒杯、酒精燈及火柴
②藥品：紅磷、水
【實驗原理】 利用紅磷燃燒消耗密閉容器內空氣中的氧氣，使密閉容器內壓強減小，在大氣壓的作用下，水進入容器，進入容器內水的體積即為減少的氧氣的體積。
要求學生按教材中圖2－3連接裝置并進行實驗，教師適時指導學生觀察實驗現象、記錄實驗結果。
2．分析討論
師：請把看到的現象及你的分析與同組的同學交流一下。
【提問】(1)根據拉瓦錫的研究結果，氧氣約占，而在我們的實驗中，為什么氣體減少的體積小于？試分析可能的原因有哪些。
(2)紅磷熄滅，瓶內還有沒有殘余的氧氣？
(3)燒杯中的水為什么會倒流？
引導學生從兩方面來分析：
a：實驗成功，描述現象；
b：實驗失敗，尋找原因。
分組討論、交流結果：
(1)水面上升不滿的原因可能有：①裝置漏氣；②紅磷量不足；未充分冷卻就打開止水夾等。
(2)沒有，如果還有氧氣，紅磷還能繼續燃燒。
(3)由于紅磷燃燒消耗了瓶內的氧氣，導致集氣瓶內的氣壓減小，因而水倒流。
在上述探究活動的基礎上，師生共同歸納空氣的主要成分：由與紅磷反應的氣體(氧氣)和與紅磷不反應的氣體(氮氣)組成。
【分析】隨著科學技術的不斷發展和實驗儀器的不斷精密化，空氣中的其他成分也被科學家通過實驗一一發現。
【結論】空氣的成分按體積計算大約是：氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質0.03%。
【注意】特別注意各成分的含量是體積分數，而不是質量分數，可以理解為每100體積的空氣中含氮氣78體積，氧氣21體積。另外空氣中各成分的含量相對穩定，不是絕對的一成不變。
知識點2 純凈物和混合物
混合物：由兩種或兩種以上的物質混合而成的物質。
純凈物：只由一種物質組成的物質。
【注意】自然界的海水、河水中均存在一些除水以外的其他物質，屬于混合物，而蒸餾水則屬于純凈物。
純凈物：只由一種物質組成(可用專門的化學符號表示)。
混合物：由兩種或多種物質混合而成(沒有專門的化學符號表示)。
【分析】純凈物有固定的組成，如氧氣、氮氣；混合物沒有固定的組成，組成混合物的各物質之間不發生化學反應，它們各自保持各自的性質，如空氣中的氧氣和氮氣就各自保持了自己的性質。
三、課堂小結
一、空氣中氧氣含量的測定
(1)實驗現象：紅磷燃燒產生大量白煙、放出熱量，水進入集氣瓶的體積約占集氣瓶容積的1/5。
(2)實驗原理：紅磷＋氧氣五氧化二磷
(3)實驗結論：氧氣約占空氣體積的1/5。
二、空氣是由什么組成的
按體積分數：氮氣78%，氧氣21%，稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03%，其他氣體和雜質0.03%。
三、混合物與純凈物
1.純凈物：由一種物質組成(可用專門的化學符號表示)。
2.混合物：由兩種或多種物質混合而成(沒有專門的化學符號表示)。
【教學反思】
教學時，應盡量從學生熟悉的事物引入。空氣和人的關系非常密切，是人人都離不開的物質。由于看不見又摸不著，學生只知其重要，卻對空氣到底是什么不十分清楚。因為在小學自然課中對空氣和氧氣的知識已有過介紹，如空氣有體積、有質量、形成大氣壓、流動形成風等，所以本單元選擇空氣和氧氣作為初中化學中學習具體物質知識的開端。可采取靈活多樣的教學方式，如：(1)以講故事的形式引出主題；(2)從回憶小學自然課中關于空氣的小實驗引入；(3)引導學生閱讀。閱讀前可以提出幾個具體問題來加以指導。
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