資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
2.1.1 我們周圍的空氣 第1課時 （教學設計）
空氣的組成 物質的分類
課題1 我們周圍的空氣 課時 2 授課年級 初三
課標要求 了解空氣的主要成分。
教材 分析 在小學階段的自然課和其他科學課程中，學生們已學習過空氣的相關知識，且空氣是學生們最熟悉不過的一種物質，在教學設計時應以這些內容為基礎，并且避免重復。本課題包含 “空氣的組成”“空氣是一種寶貴的資源”和“保護大氣環境”三部分內容。這三部分內容相互密切聯系，并逐步深入。 第一部分先通過化學史讓學生們了解科學家對空氣組成研究的悠久歷史，注意引導學生領悟科學家真實的科學探究，對學生進行科學素養的教育?？諝獾慕M成是本課題的重點知識，可通過學生自主學習的形式開展。用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗重點在于討論和分析實驗原理，避免誤差分析、精確度提高的討論，一是可以培養學生分析實驗現象的能力，二是加深體會拉瓦錫研究空氣成分的實驗思路。另外數字化實驗是現代化學實驗常用的技術手段，通過圖例分析讓學生理解數字化實驗的原理以及它的優勢。
學情分析 空氣是學生在化學課上學習的第一種物質，學生通過之前學習和日常積累對空氣已經有了一些常識性的了解，但從化學學習要求的角度看，學生僅知道這些常識是不夠的，需要系統地掌握空氣的組成和重要性質，需要系統地學習對物質進行研究的方法和思路。教師在教學中要從學生已有知識出發，讓學生循序漸進，逐步形成完整的空氣的知識結構。 從知識角度看本課時的重點內容是空氣的組成及純凈物、混合物的概念，這兩點對于學生來說都不是難點，在教學中要從學生已有知識出發，讓學生循序漸進。 但由于學生尚不完全具備相應的實驗分析能力，獨立分析“測定空氣里氧氣含量”的實驗有一定困難，所以還需要在教師的指導下進行。
教學目標 1.了解空氣的組成及各成分的含量。 2. 初步學習分析科學家研究空氣的實驗，并通過仿照實驗探究空氣中氧氣的含量。 3.初步認識物質的分類，能區分一些常見的純凈物和混合物。
教學重、難點 重點：空氣的組成；純凈物和混合物。 難點：測定空氣中氧氣含量的實驗原理。
核心素養 化學觀念：物質具有多樣性，空氣由多種物質組成，屬于混合物，空氣中氧氣、氮氣等只由一種物質組成，屬于純凈物。 科學探究與實踐：通過對拉瓦錫探究空氣組成實驗原理的分析以及紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量實驗原理的分析，發展學生以實驗為主的科學探究能力。 科學態度與責任：通過了解和分析數學化實驗，發展對物質世界的探究欲，保持對化學學習和科學探究的濃厚興趣。
教學過程
教學環節 教學活動 設計意圖
環節一、 問題導入 【引入】空氣對人類來說是一種非常寶貴的資源，它可供給呼吸，維持人類的生命，還為植物的光合作用提供原料，維持地球生命的持續發展，雖然空氣是無色無臭的，我們看不見、摸不著，但呼吸作用和光合作用均可證明空氣的存在。 【問題】那么空氣是一種什么樣的物質呢？能否根據呼吸作用、光合作用或其他生活經驗分析空氣中含有哪些物質？ 【學生分析】 1.呼吸作用說明空氣中含有氧氣； 2.光合作用說明空氣中含有二氧化碳； 3.久置的餅干變軟說明空氣中含有水蒸氣。 …… 【過渡】空氣不是一種單一的物質，它是由多種成分組成的，但古人很長一段時間都認識空氣是一種單一的物質，人類對空氣的認識及空氣組成的探究經歷了一個漫長的過程。 通過學生已有的知識儲備引入空氣，并通過問題引發學生討論分析空氣的組成，激發學生進一步探究空氣組成的興趣。
環節二、 空氣成分的探究 【講解】化學史：二百多年前，法國化學家拉瓦錫通過實驗測定了空氣的組成。 【學生任務1】閱讀教材P30-31拉瓦錫實驗的介紹，了解拉瓦錫的測定原理和結論。 【展示】 拉瓦錫研究空氣成分所用的裝置圖。 【講解】拉瓦錫實驗 藥品：銀白色的液體汞 儀器：汞槽、玻璃鐘罩和曲頸甑 裝置狀態：密閉 操作及現象1：將汞連續加熱12天，有一部分銀白色的液態汞變成了紅色粉末，停止加熱后冷卻至室溫，玻璃鐘罩內汞的液面上升 反應原理1：汞 + 氧氣氧化汞 操作及現象2：拉瓦錫又把在汞表面上所生成的紅色粉末收集起來，放在另一個較小的容器里再加強熱，得到了汞和氧氣，而且氧氣的體積恰好等于密閉容器里所減少的體積 反應原理2：氧化汞→ (加熱)汞 + 氧氣 實驗結論： 空氣由氧氣（O2）和氮氣（N2）組成。 【思考與討論】 1.曲頸甑中和汞槽中的汞分別起什么作用？ 2.為什么玻璃鐘罩內汞的液面會上升？ 3.什么現象能說明空氣中氧氣的含量？ 【總結】 1. 曲頸甑中的汞：與密閉體系中的氧氣反應，將其耗盡；汞槽中的汞：形成密閉體系；通過汞槽中汞的液面變化情況進而判斷密閉體系中氧氣的體積。 2. 汞和密閉體系中的氧氣反應，生成固體氧化汞，密閉體系中氣體的量減少，氣壓變小，小于大氣壓，因此大氣壓將汞壓入到玻璃鐘罩內，鐘罩內汞的液面上升。 3. 容器內減少的空氣的體積。 【過渡】在19世紀以前，人們深信空氣中僅含有氧氣和氮氣。但隨著科學技術的不斷發展和實驗儀器的精密化，空氣中的其他成分也一一被發現。 【學生任務2】閱讀教材P31，將下圖中的數據或物質補充完整。 【總結】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%。 【補充】稀有氣體共有7種，分別是氦氣（He）、氖氣（Ne）、氬氣（Ar）、氪氣（Kr）、氙氣（Xe）、氡氣（Rn）、奧氣（Og）。 【過渡】仿照拉瓦錫探究空氣組成實驗的原理，我們來設計實驗測定空氣中氧氣的含量。 【講解】 反應原理：紅磷+氧氣→ (點燃)五氧化二磷（紅磷為暗紅色固體，五氧化二磷為白色固體） 實驗裝置：裝置密閉，氣密性良好 實驗操作：學生觀看教材及實驗視頻 實驗現象： 1.紅磷燃燒，放出熱量，產生大量白煙； 2.冷卻后打開彈簧夾，燒杯中的水進入集氣瓶，集氣瓶中的水面上升，約占瓶內空間的1/5。 【思考與討論】 1.紅磷的作用是什么？ 2.為什么燒杯中的水會進入集氣瓶？ 3.什么現象能說明空氣中氧氣的含量？ 【總結】 1.與密閉體系中的氧氣反應，將其耗盡 2.紅磷和密閉體系中的氧氣反應，生成固體五氧化二磷，密閉體系中氣體的量減少，氣壓變小，小于大氣壓，因此大氣壓將水壓入到集氣瓶內。 3.容器內空氣的體積差不多減少了1/5。 【講解】 實驗結論：氧氣約占空氣體積的1/5。 實驗原理： 紅磷過量，基本耗盡集氣瓶內的氧氣，使瓶內氣壓降低。 打開彈簧夾后，大氣壓將燒杯內的水壓進集氣瓶中，集氣瓶內被消耗的氧氣的體積就是進入集氣瓶中水的體積。 【思考與討論】對比分析拉瓦錫實驗和仿照實驗，兩實驗在原理、裝置、操作、現象和結論方面有哪些共同點？ 【總結】 原理：選擇合適的反應，如：只與空氣中的O2反應，且生成物不是氣體等。 裝置：密閉裝置連接體現氣壓變化的液體裝置。 操作：氣密性好、充分消耗氧氣、減少溫度影響等。 現象：物質變化的現象、液體的體積變化就是消耗氧氣的體積。 結論：氧氣約占空氣體積的1/5。 【拓展】數字化實驗：學生自主閱讀教材板塊，展示并分析數字化實驗的圖像。 如圖是利用氧氣或壓強傳感器測定紅磷燃燒時集氣瓶內氣壓變化的情況。 【對應訓練1】下列科學家中，得出空氣由氧氣和氮氣組成的是（ ）A.張青蓮 B.拉瓦錫 C.門捷列夫 D.波義耳 【對應訓練2】如圖表示空氣的組成(體積分數)，氣體X為（ ） A．氮氣 B．氧氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳 【對應訓練3】按如圖裝置進行實驗，下列現象能證明空氣中氧氣含量的是（ ） A.集氣瓶中紅磷燃燒，產生大量白煙 B.紅磷燃燒一段時間后熄滅 C.冷卻到室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水進入集氣瓶 D.集氣瓶中水面最終上升至1處 【答案】1.B 2.B 3.D 1.通過對科學家探究空氣組成的深挖和仿照實驗的剖析，讓學生理解測定空氣組成實驗的原理，并認識科學探究的嚴謹性。 2. 通過自主學習，讓學生知道空氣的組成及各組分的含量，同時結合圖表鍛煉學生的圖文分析能力。
環節三、 物質的分類 【思考與討論】從物質組成的角度分析，空氣和氮氣、氧氣之間有什么區別呢？ 【總結】混合物：由兩種或兩種以上的物質混合而成的物質，如空氣、稀有氣體；純凈物：由一種物質組成的物質，如氧氣、氮氣、二氧化碳。 【思考與討論】判斷下列常見的物質中，哪些屬于純凈物？哪些屬于混合物？ ①潔凈的空氣；②五氧化二磷；③氧化汞；④冰水混合物；⑤稀有氣體；⑥液氧；⑦澄清石灰水；⑧二氧化碳；⑨河水。 【總結】①潔凈的空氣；⑤稀有氣體；⑦澄清石灰水；⑨河水都是混合物。②五氧化二磷；③氧化汞；④冰水混合物；⑥液氧；⑧二氧化碳都是純凈物。 混合物無固定的物理性質，各成分保持各自的化學性質。而純凈物有固定的物理性質和化學性質，可以用化學符號表示。如氮氣可以用N2來表示，氧氣、二氧化碳、紅磷可以分別用O2、CO2、P來表示。 【對應訓練1】各種各樣的氣體在生產、生活中有著重要的作用。下列“氣”不是純凈物的是（ ） A.氦氣 B.氫氣 C.氮氣 D.空氣 【對應訓練2】生活中常見的下列物質屬于純凈物的是（ ） A.潔凈的空氣 B.冰紅茶 C.新鮮的牛奶 D.冰水混合物 【答案】1.D 2.D 以空氣及其成分為例，通過對比分析總結純凈物和混合物的概念，并通過進一步練習，引導學生學習區分混合物和純凈物的方法。
課堂總結
板書 設計 課題1 我們周圍的空氣 課時1 空氣的組成 一、空氣的組成 1.拉瓦錫探究空氣組成實驗 2. 3.紅磷+氧氣→ (點燃)五氧化二磷 二、物質的分類： 混合物：兩種或兩種以上物質組成 純凈物：只由一種物質組成
教學 反思 在學生自主學習的活動中，充分體會到課堂中要學會放手，因為學生的自學能力非常強。但由于剛開始學習化學，學生對實驗現象的觀察和分析能力還欠缺很多，一定要慢慢引導，不可過渡依賴講解，前期注重培養學生的科學實驗素養，后期學生自主設計實驗才能順利開展。 在思考與討論環節，要鼓勵每一位學生參與討論，以提高他們的思考和表達能力。通過不斷調整教學方法，力求讓每一位學生都能感受到化學的魅力，樹立學習信心。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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