資源簡介

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九年級上冊
滬教版
課時2 化學研究物質的組成和結構、用途與制法
學習目標
新課引入
新知學習
課堂小結
1
2
3
4
1. 能說出空氣的主要成分，以及氮氣、氧氣的體積分數。
2. 能對“空氣中氧氣含量的測定”的實驗現象進行分析和解釋，并得出氧氣在空氣中約占1/5體積的結論。
3. 初步學習科學實驗的方法，觀察、記錄并初步學會分析實驗現象。
4. 初步體會“性質決定用途（或用途反映性質）”的思維方法，感受并贊賞人類運用科學改造自然的成就。
5. 能根據物質的組成區分純凈物和混合物。
實驗原理：利用紅磷燃燒消耗密閉容器內空氣中的氧氣(生成固體小顆粒)，使密閉容器內壓強減小，在大氣壓的作用下，進入容器內水的體積即為消耗氧氣的體積。
空氣中氧氣體積分數的測定
反應的文字表達式：
紅磷 + 氧氣 五氧化二磷
點燃
P2O5
P
O2
實驗步驟：
1.將如圖所示集氣瓶中水上方空間劃分為五等份，并加以標記。
2.在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝滿紅磷，將膠管上的止水夾夾緊，把燃燒匙內的紅磷放在酒精燈火焰上點燃，并迅速伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，觀察現象。
3.待集氣瓶冷卻到室溫后，把導管插入盛水的燒杯中，打開止水夾，觀察現象。
觀看實驗視頻，注意記錄實驗現象
實驗現象
實驗結論
①紅磷劇烈燃燒，生成大量白煙，產生黃色火焰，放出大量熱；
②裝置冷卻后，打開止水夾，燒杯中的水倒吸，進入集氣瓶內水面上升約1/5體積
空氣中的氧氣約占空氣總體積的1/5
實驗過程，水面最終并不在 1/5刻度處？其可能原
因是什么？
測量結果偏小或偏大的原因
測量結果偏?。?br/>1. 裝置漏氣；
2. 紅磷的量不足；
3. 裝置未冷卻到室溫就打開彈簧夾。
測量結果偏大：
1. 實驗前未夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時氣體沿導管逸出；
2. 燃燒匙伸入過慢或未立即塞上膠塞，瓶內空氣受熱逸出。
(1)集氣瓶中水的作用是什么？
交流
紅磷與氧氣 ；氧氣來自于空氣
確保瓶內的氧氣消耗完全；沒有氧氣支持燃燒
①保護裝置，紅磷燃燒產生的白煙五氧化二磷是一種固體，同時反應放熱，使得生成的固體溫度比較高，生成的高溫固體濺落瓶底，容易使得瓶底炸裂
②五氧化二磷是一種有毒物質，用水可以跟它反應并吸收
(2)為什么紅磷要過量？剩余的紅磷為什么不燃燒？
(3)紅磷燃燒時哪兩種物質發生化學反應？另一種物質來自哪里？
(4)試猜想一下，實驗結束后，集氣瓶中剩余的主要是氣體是什么，有何性質？
交流
氮氣(N2);不可燃，不助燃，難溶于水。
(5)可不可以用蠟燭代替紅磷進行相同的實驗。原因是什么？紅磷的代替品必須滿足的條件是什么？
①不能，因為蠟燭燃燒消耗瓶內氧氣后又生成二氧化碳氣體，使瓶內壓強無明顯變化，水無法倒吸。
②能和空氣中的氧氣反應，同時生成物不能為氣體。
圖中實驗存在不足的點有兩個：
①
②
原裝置
改進點燃方式
①在空氣中點燃紅磷，產生的五氧化二磷會污染空氣。
②將燃著的紅磷伸入集氣瓶時，會造成瓶內氣體逸出，使測定結果偏大。
對比以下實驗裝置，試分析它們各自的優點
原裝置
③
④
提示：銅在加熱條件下能與氧氣反應生成黑色的氧化銅
改進測量方式
原理創新
混合物
兩種或兩種以上的物質混合而成
空氣
如：海水、礦泉水等
通過實驗，我們知道空氣是含有氮氣、氧氣、二氧化碳等多種成分的氣體。我們把空氣這樣的物質成為混合物。
純凈物
只由一種物質組成
氧氣
可以用化學符號來表示，如:氮氣（N2）、氧氣（O2)、二氧化碳（CO2）等
只由一種物質組成的物質統稱為什么呢？
純凈物 混合物
組成 只由一種物質組成 由兩種或兩種以上的物質混合而成
性質 固定 組成混合物的各種成分保持各自的性質
表示方法 有化學符號 無固定符號
舉例 氧氣(O2) 、 五氧化二磷 (P2O5) 空氣、海水
你能總結出純凈物與混合物的不同點嗎？
溫馨提示
1. 純凈物是相對的，不是絕對的，也就是說絕對純凈的物質是沒有的。
2. 帶“混合”字樣的不一定是混合物，
如：冰水混合物（純凈物）；
帶“純凈”字樣的不一定為純凈物，
如：純凈的空氣（混合物）。
許多科學家研究發現，空氣中還含有氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)等稀有氣體。
空氣是由氧氣和氮氣組成
法國化學家
拉瓦錫
瑞典科學家舍勒
英國化學家普里斯特利
制得了氧氣
空氣中還有哪些成分呢？你知道空氣的成分是怎么被發現的嗎？
空氣的組成
約占78%
氮氣（N2）
約占21%
氧氣（O2）
稀有氣體約占0.94%
按體積分數計算
二氧化碳約占0.03%
其他氣體和雜質約占0.03%
氮氣的用途
稀有氣體的用途
研究發現，物質發生化學變化時雖轉化為其他物質，但元素不改變，即反應物與生成物應含同種元素。如，紅磷及其燃燒后生成的五氧化二磷均含磷元素；蠟燭含碳、氫元素，其燃燒產物也含碳、氫元素。我們可利用此規律進行物質組成研究。
取少量葡萄糖、砂糖、面粉，分別放在燃燒匙中，在酒精燈上加熱，直至完全燒焦，會觀察到什么現象？
現象：都有黑色殘渣生成
結論：這些物質中都含有碳元素
還有哪些物質中含有碳元素呢？
物質的組成
鐵礦石中含有鐵元素，所以可以煉成鐵，而不能煉成金。
水中含有氫元素和氧元素，不含碳元素，所以水不能變成油。
鐵礦石可以煉成鐵，為什么不能煉成金？水為什么不可以變成油？
一種物質可以通過化學變化變成其他物質，但是反應物和生成物中應含有同種元素。
物質之間相互轉化需要具備哪些條件？
金剛石
石墨
金剛石和石墨都是由碳元素組成的，為什么兩者的性質卻不同？
金剛石和石墨都是由碳元素組成，由碳原子構成，但原子排列方式不同導致了性質的差異
物質的結構與性質
金剛石
硬度大
無色透明晶體，有特殊光學性質
切割玻璃
石墨
能導電
質軟
作為電池的電極
制作鉆石
制作鉛筆的筆芯
你可以根據金剛石和石墨的不同性質，說出它們各自的用途嗎？
物質的性質與用途
決定
反映
性質
金剛石硬度大
用途
金剛石可以切割玻璃
歸納
決定
反映
人類一直在開采煤、石油、天然氣，利用這些自然資源可以制造哪些產品？
藥物
合成橡膠制品
塑料制品
合成纖維
人們用煤和石油制造出許多產品
物質的制備
通過本節課的學習，請回答以下問題
1.空氣的組成成分有哪些，它們體積分數分別是多少？
2.氮氣和氧氣的用途分別有哪些？
3.測定空氣中氧氣含量的實驗原理是什么？注意事項有哪些？
4.列舉示例簡要說明物質的性質和用途之間關系。
5.常見的混合物和純凈物都分別有哪些？
1. 生活中用到的下列物質，屬于純凈物的是( )
A. 調味用的食醋 B. 取暖用的煤炭
C. 溫度計中的水銀 D. 炒菜用的鐵鍋
C
2. 下列關于空氣成分的認識正確的是( )
A. 氧氣約占空氣質量的21%
B. 空氣中氧氣和氮氣的體積比約為1∶5
C. 燈泡中充氮氣以延長使用壽命
D. 空氣是一種物質，屬于純凈物
C
3. 下列研究課題不屬于化學研究領域的是( )
A. 研究物質的組成和結構
B. 研究物質的性質與變化
C. 研究物體的運動規律
D. 研究物質的用途與制法
C
4.如圖是空氣中氧氣體積分數的測定實驗，請回答
下列問題：
(1)請寫出紅磷燃燒的文字表達式
____________________________。
(2)將裝有足量紅磷的燃燒匙中的紅磷點燃后伸入集氣瓶中，塞緊橡膠塞，紅磷燃燒的現象為_______________________，紅磷熄滅后冷卻至室溫，打開止水夾，若觀察到_____________________________，說明空氣中氧氣的體積分數約為 ，若測定結果大于 ，可能的原因是______________
_____________。
紅磷＋氧氣 五氧化二磷
產生大量白煙，放出熱量
進入集氣瓶內水的體積約為1格
燃著的紅磷伸
點燃
入集氣瓶過慢
(3)該實驗中______(填“能”或“不能”)將燃燒匙中的紅磷換為木炭，理由是_________________________________________________________
________________________________________________________。
(4)推測實驗結束后集氣瓶內剩余的主要氣體為______(填名稱)，該氣體________(填“支持”或“不支持”)燃燒。
不能
木炭燃燒產物中有二氧化碳和一氧化碳，反應消耗了氧氣，但卻增加了新的氣體，不能用于測定空氣中氧氣的體積分數
氮氣
不支持

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