人教版九年级化学上册 第二单元 课题1 空气 第1课时 教案
课题1 空气
第1课时 空气是由什么组成的
教学目标
1．了解空气的主要成分。
2．初步理解什么是纯净物、混合物，并能区分一些常见的纯净物和混合物。
3.通过对“测定空气里氧气含量”的实验操作，了解空气的组成。
教学重点、难点
重点： 用探究的方法测定空气中氧气的含量。
难点： 纯净物和混合物的概念及区分
教学准备
多媒体、燃烧匙、酒精灯、集气瓶、水、火柴、烧杯、玻璃导管、红磷。
教学过程
情景导入
空气与我们朝夕相伴，离开了空气我们不能生存，你熟悉它的组成吗？人类在探索空气成分的道路上都经历了怎样的过程呢？让我们踏着前人的足迹一起开始探究之旅吧！
合作探究
探究点一 拉瓦锡探究空气成分的实验
提出问题 拉瓦锡测定空气成分的实验，存在哪些优点？哪些缺点？（从实验时间的长短，操作是否简单、易操作，对环境的污染等方面考虑。）
讨论交流 阅读拉瓦锡测定空气成分的实验，讨论归纳。
探究实验
1.实验一（如图所示）
【实验步骤】把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。
【实验现象】一部分的液态汞变成了红色粉末。同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。
【实验原理】汞+氧气
氧化汞。
【实验结论】容器里空气体积差不多减少了1/5。研究剩余的4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸也不能支持燃烧，他误认为这些都是氮气。
2.实验二
【实验步骤】把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热。
【实验现象】红色粉末又生成了银白色物质和能使带火星木条复燃的气体。
【实验原理】氧化汞
汞十氧气。
【实验结论】氧化汞加热分解生成的氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的气体的体积。
3.通过上述实验，拉瓦锡得出空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。
归纳总结
拉瓦锡测定空气成分的实验，优点：科学家用严肃认真的科学态度进行反复的实验。缺点：实验时间的较长，操作装置比较复杂，且实验过程中对环境有污染。
知识拓展 
拉瓦锡不是最早发现氧气的科学家，发现氧气的科学家是舍勒和普利斯特里。
探究点二 空气成分的实验
提出问题 模拟拉瓦锡测定空气成分的实验，探究空气的成分，我们如何选择药品、仪器，设计装置进行实验呢？
讨论交流 分析上述实验，讨论设计装置并进行实验。
探究实验
实验原理 | 利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积 |
实验装置 | ① ② 药品：红磷、水 ③ 实验装置如图所示 |
实验步骤 | ①连接装置并检查装置的气密性； ②在集气瓶内装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份，并用橡皮筋做上记号； ③ 用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧； ④ 燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹。 |
实验现象 | ①红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生成，放出热量； ②冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。 |
实验分析 | 红磷燃烧生成五氧化二磷固体，其扩散到空气中形成“白烟”；五氧化二磷固体极易溶于水不占有集气瓶中空气的体积，而红磷燃烧过程中消耗了瓶内的氧气，使得瓶内气体体积减少，冷却后大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压进瓶内的水约是集气瓶内消耗的氧气的体积。 反应的文字表达式：磷+氧气 |
实验结论 | 空气中氧气约占空气总体积的1／5 |
注意事项 | ①红磷要过量：如果红磷的量不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原剩余空气的体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。 ②装置必须密封：若装置的气密性不好，当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减少，测得的氧气的体积分数偏小。 ③冷却后打开弹簧夹：只有冷却到室温时，才能打开弹簧夹，这是因为温度较高时集气瓶内气体的压强较大，进入瓶内水的体积减少，引起测量结果偏低。 ④插入燃烧匙的速度要快：插入燃烧匙的速度若是太慢，瓶内部分空气受热会逸出，所以进入集气瓶内的水的体积会增大，会引起测量结果大于1/5。 ⑤弹簧夹要夹紧：弹簧夹若是没有夹紧，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出，使得最后进入集气瓶内的水的体积会增大，从而使测量结果大于1/5。 ⑥实验所用药品一般为红磷，不能用硫、木炭、铁丝等物质代替。因为硫或木炭燃烧后生成的是二氧化硫或二氧化碳(均为气体)，而生成的气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测量结果误差加大。铁丝在空气中不能燃烧。⑦集气瓶内加入少量水的目的：迅速降温、吸收产生的白烟，防止燃烧物溅落下来炸裂瓶底。 |
