資源簡介

課題1 我們周圍的空氣
第1課時
一、教學目標
1．了解空氣的主要成分。
2．初步認識純凈物和混合物的概念。
3．通過“測定空氣里氧氣的含量”的實驗，鍛煉學生的操作能力、觀察能力和分析能力。
4．通過介紹人類認識空氣的簡史，使學生認識到對待任何事物都必須秉持實事求是的科學態度，培養學生勤于思考、嚴謹求實的科學精神。
二、教學重難點
重點：（1）空氣的組成成分。（2）空氣中氧氣含量的測定。
難點：通過實驗推斷出空氣的組成成分。
三、教學用具
集氣瓶、燒杯、燃燒匙、帶有玻璃導管的單孔橡膠塞、彈簧夾、膠皮管、水、紅磷、火柴等。
四、相關資源
【知識解析】拉瓦錫測定空氣中含有氧氣.mp4、【教學實驗】測定空氣里的氧氣含量_1.mp4
五、教學過程
【新課引入】
【展示】謎語。
“看不見，摸不著，沒有顏色沒味道，你的身邊常圍繞”。
【導入】同學們，你知道這個謎語的謎底是什么嗎？
【講解】沒錯，就是空氣，這節課我們就來學習與空氣有關的知識。
【新知講解】
知識點：空氣是由什么組成的？
【過渡】由于空氣是無色無味的氣體，人類對空氣的認識經歷了一段漫長的歷史時期。為了弄清楚空氣的成分，很多科學家致力于這方面的研究，如瑞典化學家舍勒、英國化學家普利斯特里和法國化學家拉瓦錫，其中最有名的就是200多年前法國化學家拉瓦錫做的實驗。
【展示】教師播放動畫【知識解析】拉瓦錫測定空氣中含有氧氣.mp4
插入【知識解析】拉瓦錫測定空氣中氧氣.mp4
【提問】通過以上視頻你能回答下面的問題嗎？
（1）密閉容器中的汞為什么會變紅？
（2）容器里空氣的體積為什么會減少1/5？
（3）紅色粉末加熱后又得到了銀白色的汞和一種氣體，這種氣體是什么？約占容器中空氣總體積的多少？
（4）反應后容器中剩余4/5的氣體既不支持燃燒，也不能供給呼吸，拉瓦錫認為這些氣體是什么？
（5）通過上述實驗得出了什么結論？
【交流與總結】
（1）汞在密閉的容器中加熱后與空氣中的某種氣體發生了反應生成了紅色粉末狀的物質。
（2）空氣中的某些氣體與汞結合在一起發生了反應，說明了這種氣體的體積約占容器中空氣總體積的1/5。
（3）這種氣體是氧氣，約占容器中空氣總體積的1/5。
（4）拉瓦錫認為這些氣體是氮氣。
（5）空氣由氧氣和氮氣（化學符號N2）組成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5，氮氣約占空氣總體積的4/5。
【過渡】仿照這個歷史上有名的實驗，我們今天也在教室里通過簡單的裝置測定空氣中氧氣的含量。
【展示】教師播放視頻【教學實驗】測定空氣里的氧氣含量_1.mp4
插入視頻【教學實驗】測定空氣里的氧氣含量_1.mp4
【學生活動】學生分組進行實驗。
【提問】（1）紅磷燃燒的主要現象和水面變化的情況是怎樣的？
（2）討論并解釋這個實驗的原理。
【交流與總結】
（1）紅磷燃燒，產生大量白煙。冷卻至室溫，打開止水夾后，燒杯中的水就會進入集氣瓶，集氣瓶中的水面上升，約占總體積的五分之一。
（2）紅磷在密閉容器內充分燃燒，消耗了空氣中的氧氣，生成五氧化二磷固體，使容器內壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水進入容器。
紅磷+氧氣五氧化二磷
【討論】（1）在實驗過程中如果集氣瓶內水面上升不到1/5，可能是什么原因造成的？
（2）如果集氣瓶內水面超過1/5，可能是什么原因造成的？
【總結】（1）水面上升不到1/5原因：
①紅磷量不足，容器內氧氣沒有完全消耗完。
②裝置漏氣。
③未等集氣瓶內溫度冷卻至室溫，就打開了止水夾。
（2）水面超過1/5原因：
①燃燒匙伸入過慢，致使部分空氣受熱逸出。
②止水夾沒夾緊，紅磷燃燒放出的熱量使一部分空氣由導管進入燒杯中。
【問題】通過以上實驗，得出了什么結論？
【總結】空氣的主要成分是氧氣和氮氣，氧氣約占空氣體積的1/5。
【過渡】在19世紀以前，人們深信空氣中僅含有氧氣和氮氣，后來才陸續發現了氦、氖、氬等稀有氣體。
【講述】目前，人們已能用實驗方法精確地測定空氣的成分。
【展示】教師展示圖片-空氣的成分
【分析】空氣中含有多種物質，屬于混合物。
【講述】目前人們發現或創造出的物質已達幾千萬種，為便于研究，需采用分類的方法。比如物質根據是否只含有一種物質的標準可區分為純凈物和混合物。
由兩種或兩種以上的物質混合而成的物質叫作混合物。
只由一種物質組成的物質叫作純凈物。
【強調】組成混合物的各成分保持著它們各自的性質；純凈物可用化學符號來表示，如氮氣可表示為N2，氧氣可表示為O2，二氧化碳可表示為CO2。
【交流討論】潔凈的空氣和氧氣、礦泉水和蒸餾水有什么區別嗎？
【典型例題】
例1．最早用定量的方法證明了空氣組成成分的科學家是（ ）
A．拉瓦錫 B．道爾頓 C．侯德榜 D．波義耳
解析：A．拉瓦錫首先通過實驗得到空氣是由氮氣和氧氣組成的結論。
B．道爾頓在化學上的主要貢獻是提出了原子學說。
C．侯德榜發明了聯合制堿法。
D．波義耳發現了酸堿指示劑。
答案：A
例2．如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗裝置，下列說法正確的是（ ）
A．此實驗不是制取氣體，所以實驗前不用檢查裝置的氣密性
B．實驗前沒有將彈簧夾夾緊，會導致測定結果偏高
C．該實驗可以說明空氣中含有稀有氣體
D．若把紅磷換成木炭，也可得到相同的實驗結果
解析：A．此實驗雖然不是制取氣體，實驗前仍應該檢查裝置的氣密性，該選項說法不正確。
B．實驗前沒有將彈簧夾夾緊，會導致集氣瓶中部分氣體通過導管逸出，導致測定結果偏高，該選項說法正確。
C．該實驗不能說明空氣中含有稀有氣體，該選項說法不正確。
D．若把紅磷換成木炭，木炭燃燒生成二氧化碳，導致水不能進入集氣瓶，實驗不能成功，該選項說法不正確。
答案：B
例3．如圖為空氣成分示意圖，其中X指的是（ ）
A．氮氣 B．氧氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳
解析：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%。觀察上圖可知，X指的是氧氣。
答案：B
例4．下列物質屬于純凈物的是（ ）
A．冰水 B．礦泉水 C．牛奶 D．石灰石
解析：純凈物是只由一種物質組成的物質，混合物是由兩種或兩種以上的物質混合而成的物質，據此結合常見物質的組成成分逐項分析即可。
A．冰水是冰和水的混合存在狀態，它的成分都是“水”這一種物質，屬于純凈物。
B．礦泉水中含有水和許多可溶性礦物質，屬于混合物。
C．牛奶是由多種物質組成的物質，屬于混合物。
D．石灰石的主要成分是碳酸鈣，但還含有多種雜質，屬于混合物。
答案：A
六、課堂總結
本節課我們通過實驗探究了空氣的主要成分，在實驗中體會了科學探究的方法，還學習了純凈物和混合物的基本概念，并分析了兩者之間的本質區別。
七、板書設計
第二單元 空氣和氧氣
課題1 我們周圍的空氣
第1課時
1．測定空氣中氧氣的含量
實驗現象：紅磷燃燒，產生大量白煙。冷卻至室溫，打開止水夾后，燒杯中的水進入集氣瓶，集氣瓶中的水面上升，約占總體積的五分之一。
文字表達式：紅磷+氧氣五氧化二磷
2．空氣的成分
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%。
3．混合物與純凈物
混合物：由兩種或兩種以上的物質混合而成的物質，如空氣、河水、雨水等。
純凈物：只由一種物質組成的物質，可用化學符號來表示，如氧氣（O2）、氮氣（N2）等。
6 / 6課題1 我們周圍的空氣
第2課時
一、教學目標
1．了解氧氣、氮氣、稀有氣體的主要物理性質和用途。
2．知道空氣是一種寶貴的自然資源，初步了解空氣污染的危害，養成關注環境、熱愛自然的情感。
3．通過對空氣的用途和空氣污染的了解，加強學生保護大氣環境的環保意識。
二、教學重難點
重點：氧氣的用途，氮氣、稀有氣體的性質和用途。
難點：空氣中氮氣、稀有氣體的性質。
三、教學用具
無
四、相關資源
《空氣的成分》圖片資源、【知識解析】氮氣的用途.mp4。
五、教學過程
【新課引入】
【展示】展示【教學圖片】空氣的成分
【導入】通過上節課的學習，我們已經了解了空氣的主要成分。那么組成空氣的各種成分分別有什么作用和性質呢？對我們人類有什么好處呢？今天我們就接著上節課來繼續學習空氣。
【新知講解】
知識點一、空氣是一種寶貴的資源
【過渡】空氣中的各種成分廣泛應用于工農業生產、醫療和科研等領域，是人類生產活動的重要資源。下面我們分別來看看各種成分的用途吧。
1．氧氣
過去，人們曾把氧氣叫做“養氣”，這說明了氧氣的重要性。那氧氣有哪些用途呢？
教師展示圖片《氧氣的用途》。
【提問】
（1）為什么醫生在搶救病人時會用到氧氣瓶？
（2）紅磷燃燒實驗中為什么紅磷燃燒到一定程度就熄滅了呢？
（3）以上這些問題說明了氧氣都有哪些用途？
【交流與總結】
（1）因為人呼吸需要氧氣。
（2）因為空氣中的氧氣被消耗完了，所以紅磷就熄滅了。
（3）氧氣的主要用途有兩個：
①供給呼吸（潛水、醫療急救、登山等）。
②支持燃燒（燃料燃燒、煉鋼、氣焊、氣割、化工生產及航空航天等）。
2．氮氣
【提問】物質的性質和用途之間是什么關系？
【講述】在了解氮氣的用途之前，我們先來學習一下氮氣的性質。上節課我們做了紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗，集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣。
【提問】結合實驗和日常生活經驗討論：
（1）燃燒著的紅磷熄滅了，這種現象說明氮氣能不能支持燃燒？
（2）集氣瓶內水平面上升一定高度后，還能繼續上升嗎？這種現象能不能說明氮氣不易溶于水？
【交流與總結】（1）氮氣不能支持燃燒。
（2）水面不會繼續上升，說明氮氣不易溶于水。
【提問】通過日常生活對空氣的觀察及上面的討論，你能否描述氮氣的物理性質？
顏色 狀態 氣味 標準狀況下的密度 熔點 沸點 是否易溶于水
氮氣 1.251g/L -210℃ -196℃
【總結】氮氣不支持燃燒，且在常溫下難與其他物質發生反應。許多實驗事實都表明，氮氣的化學性質不如氧氣活潑。
【過渡】知道了氮氣的性質，下面我們來看氮氣的用途。
【展示】教師播放【知識解析】氮氣的用途.mp4
插入【知識解析】氮氣的用途.mp4
【總結】氮氣的用途：制造硝酸和氮肥的重要原料；用作保護氣：焊接金屬、食品充氮防腐；醫療上利用液氮冷凍治療；超導材料在液氮的低溫環境下能顯示超導性能。
3．稀有氣體
【過渡】在空氣的成分中，稀有氣體（氦、氖、氬、氪、氙、氡）所占比率雖然很小，但它們卻是一類很重要的氣體。那它們有哪些性質和用途呢？
【提問】稀有氣體的物理性質和化學性質都有哪些？
【總結】物理性質：沒有顏色，沒有氣味。
化學性質：化學性質不活潑，一般情況下，和其他物質都不反應。
【過渡】知道了稀有氣體的性質，下面我們來看看稀有氣體的用途。
【展示】
【講述】稀有氣體在通電時發出不同顏色的光，可用于航標燈、照明燈、閃光燈、霓虹燈等。液態氦可用于制造低溫環境。
【拓展】利用氬氦刀治療腫瘤
知識點二、保護大氣環境
【過渡】通過剛才的學習我們已經了解到空氣是一種寶貴的資源，因此我們一定要保護它，使它更好地為人類服務。
【討論】
（1）空氣污染的來源有哪些？
（2）空氣污染造成的危害是什么？
（3）如何保護人類賴以生存的空氣？
【總結】（1）排放到空氣中的有害氣體和煙塵對空氣造成了污染。
（2）空氣污染的會嚴重損害人體健康，影響作物生長，破壞生態平衡。臭氧層破壞和酸雨也與空氣污染有關。
（3）保護大氣環境的措施：使用清潔能源，加強空氣質量監測，積極植樹、種草等。
教師展示空氣質量日報相關資料。
【典型例題】
例1．下列不屬于氧氣用途的是（ ）
A．氣焊 B．光合作用 C．醫療急救 D．火箭助燃劑
解析：氧氣具有支持燃燒和供給呼吸的用途，所以可用于氣焊、醫療急救、火箭助燃劑；氧氣是光合作用的產物。故選B。
答案：B
例2．氮氣的下列用途中，主要不是利用其化學性質不活潑的是（ ）
A．焊接金屬時用氮氣作保護氣
B．燈泡中充氮以延長燈泡的使用壽命
C．醫療上用液氮作冷凍麻醉劑
D．食品包裝時充氮以防腐
解析：A．焊接金屬時用氮氣作保護氣，是利用氮氣化學性質穩定，不易和其他物質反應，故A錯誤。
B．燈泡中充氮以延長燈泡的使用壽命，是利用氮氣化學性質穩定，不易和其他物質反應，故B錯誤。
C．醫療上用液氮作冷凍麻醉劑，是利用液氮氣化吸熱，降低溫度，與化學性質無關，故C正確。
D．食品包裝時充氮以防腐，是利用氮氣化學性質穩定，不易和其他物質反應，故D錯誤。
答案：C
例3．節日里五光十色的霓虹燈內填充的氣體是（ ）
A．氧氣 B．氮氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳
解析：燈管中充入稀有氣體可以產生各種顏色的光，可做光源，例如充入氖氣發紅光、充入氙氣發白光等。
答案：C
例4．下列活動中，不會造成空氣污染的是（ ）
A．動植物的呼吸 B．工廠煙囪排放的煙塵
C．汽車行駛排放的尾氣 D．焚燒麥稈產生的煙
解析：A．動植物的呼吸作用吸收氧氣產生二氧化碳，二氧化碳不污染空氣，故A正確。
B．工廠排放的廢氣中含有的一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物等都是空氣污染的最大來源，故B錯誤。
C．機動車尾氣中含有一氧化碳、一氧化氮等有害氣體，能污染空氣，故C錯誤。
D．焚燒麥稈產生的煙屬于可吸入顆粒物，能污染空氣，故D錯誤。
答案：A
六、課堂總結
本節課我們主要學習了氧氣、氮氣以及稀有氣體的性質和用途，同時也認識到了保護大氣環境的重要性以及如何保護大氣環境。通過本節課的學習，我們要樹立保護大氣環境的意識，使它更好地為我們人類服務。
七、板書設計
第二單元 空氣和氧氣
課題1 我們周圍的空氣
第2課時
一、空氣是一種寶貴的資源
1．氧氣
氧氣的用途：（1）供給呼吸。（2）支持燃燒。
2．氮氣
（1）氮氣的性質：無色、無味的氣體，難溶于水，化學性質不活潑。
（2）氮氣的用途：①重要的化工原料；②保護氣：③液氮蒸發吸熱創造低溫環境。
3．稀有氣體
（1）稀有氣體的性質：沒有顏色，沒有氣味，化學性質不活潑。
（2）稀有氣體的用途：保護氣，各種電光源，激光技術，冷卻劑等。
二、保護大氣環境
1．空氣污染的來源：有害氣體和煙塵。
2．空氣污染造成的危害：
（1）損害人體健康，影響作物生長，破壞生態平衡。
（2）臭氧層破壞和酸雨。
3．保護措施：使用清潔能源，加強空氣質量監測，積極植樹、種草等。
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