2.1 第1课时 空气的成分和用途（Word教案）-【优翼·学练优】新教材2024-2025学年九年级化学上册同步备课（科粤版2024）

2.1 空气的成分 第1课时 空气的成分和用途 素养目标 1．化学观念：通过教材学习，了解空气中含有氧气、氮气等多种气体，知道氧气、氮气以及稀有气体的性质和用途；辨识纯净物和混合物的相关概念。 2．科学思维：初步认识物质的性质与用途之间的联系，初步体会研究混合物组成的思路和方法。 3．科学探究与实践：通过空气中氧气含量的测定实验，进一步学习观察与描述实验现象的方法，体验科学探究的过程。 4．科学态度与责任：体会实验成功的乐趣，激发学习和探究的兴趣；赞赏科学家严肃认真的科学态度。 教学重难点 1．教学重点：空气中氧气含量的测定；纯净物和混合物。 2．教学难点：空气中氧气含量的测定实验误差分析。 教学过程 【情境导入】 请大家猜一个谜语：一物到处有，用棒赶不走；眼睛看不见，手摸也没有；咀嚼无滋味，没它活不久。 [思考]1.空气中有哪些成分呢？ 2.科学家是怎样发现空气的成分的？ 3.如何保护空气？ 【合作探究】 探究点一 空气有哪些成分 一、科学家是怎样发现空气成分的 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？(可引导学生从实验时间的长短，操作是否简单，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的材料，讨论归纳。 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：实验时间较长，操作装置比较复杂，且实验过程中的物质对环境有污染。 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里斯特利。 二、测定空气中氧气的含量 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，我们如何选择试剂、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。 请同学带着以下问题进行实验探究 观察思考 1.实验前集气瓶里装的是什么？ 2.“点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把橡胶塞塞紧”瓶内出现什么现象？红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质？ 3.反应停止，冷却至室温，松开止水夹，观察到什么现象？如何解释？ 4.若集气瓶内的水未上升至1/5处，可能的原因有哪些？ 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，水进入容器，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积，反应的文字表达式：红磷＋氧气五氧化二磷 实验装置 ①仪器：集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、乳胶管、弹簧夹、烧杯、酒精灯及火柴(点燃红磷时使用)；②试剂：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，并把橡胶塞塞紧；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 误差分析 （1）导致测得的氧气的体积分数偏小的原因可能有①红磷的量不足；②装置未冷却至室温就打开弹簧夹；③装置漏气等 (2)导致测得的氧气的体积分数偏大的原因可能有①点燃红磷后燃烧匙插入集气瓶过慢，导致瓶中气体受热膨胀逸出；②弹簧夹没有夹紧等 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；②装置必须密闭；③完全冷却后打开弹簧夹；④插入燃烧匙的速度要快；⑤弹簧夹要夹紧；⑥实验所用试剂一般为红磷，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 课堂讨论 1． 能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？ （不能，因为蜡烛、木炭与氧气反应产生了二氧化碳，影响测量结果。） 2． 剩余气体的主要成分是什么？ （剩余气体主要是氮气。） 归纳总结 空气的成分(按体积分数计算)： 成分 氮气(N2) 氧气(O2) 稀有气体 二氧化碳(CO2) 其他 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 注意：1.水蒸气在空气中的含量不固定，受地区和天气的影响。如阴雨天空气湿度大，水蒸气含量也会略大。2.二氧化碳的含量也会因人类活动而有所变化。 探究点二　氮气和稀有气体有用吗 物质都有各自的用途，要认识它们的用途，要先了解它们有什么性质，因为物质的用途是由它们的性质决定的。 一、氮气 提出问题 通过前面的学习我们知道氮气中空气总体积的78%，是空气中含量最多的气体，氮气有什么性质？氮气有哪些用途？ 讨论交流 阅读教材p35“氮气”的相关内容，讨论归纳。 归纳总结 1.物理性质：没有颜色，没有气味的气体，在标准状况下密度比空气略小，难溶于水。 2.化学性质：不活泼，一般情况下它不支持燃烧也不供给呼吸。 3.用途：①用氮气作灯泡(经久耐用)或食品包装(延长食品的保质期)的填充气；②液态氮气用于医疗手术(冷冻细胞)；③用氮气制氮肥(人工固氮，工业制氨气)：氮气＋氢气氨气；④制造低温环境。 二、稀有气体 提出问题 空气中除了含有氮气和氧气，还含有0.94%的稀有气体，稀有气体有什么性质？有什么用途？ 讨论交流 阅读教材p36“稀有气体相关内容”，讨论归纳。 归纳总结 1.物理性质：没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。 2.化学性质：很不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生化学反应。 3.用途：①作为保护气：焊接金属时用来隔绝空气；灯泡中充稀有气体使灯泡耐用；②制成多种电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等；③用于激光技术或医疗麻醉；④用氦气代替氢气填充气球，不会发生爆炸。 探究点三　怎样区分混合物和纯净物 提出问题 物质按种类如何划分？ 讨论交流 阅读教材p36-37“怎样区分混合物和纯净物”讨论归纳。 归纳总结 类型 纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成 由多种物质组成 特性 有固定的组成和性质，如熔点、沸点等 没有固定的组成和性质，各物质都保持各自的性质 表示方法 可用化学符号表示，如氮气(N2)、二氧化碳(CO2)等 不能用固定的化学符号来表示 举例 气(O2)、硫(S)、一氧化碳(CO)等 稀有气体、海水、糖水等 联系 【板书设计】 2.1 空气的成分 第1课时　空气的组成 一、空气有哪些成分 1.测定空气中氧气的含量： 实验目的、实验装置、实验原理、实验现象、实验结论 2.空气的成分（按体积分数）： 氮气：78% 氧气：21% 稀有气体：0.94% 二氧化碳：0.03% 其他气体和杂质：0.03% 二、氮气和稀有气体的用途 三、怎样区分混合物和纯净物 1.混合物：由两种或两种以上的物质组成的，叫作混合物； 2.纯净物：只由一种物质组成的，叫作纯净物。 例：空气是混合物，组成空气的氧气、氮气是纯净物 作业布置 请完成《学练优》对应课时作业。 【教学反思】 成功之处 本堂课通过对科学家探究空气成分的实验分析，引导学生进行模拟实验，体验科学家严肃认真的科学态度，初步学会科学实验的方法 不足之处 在探究空气成分的实验时要注意引导学生模仿设计，此实验是模拟科学家的实验，有部分学生进入误区 学科网（北京）股份有限公司 $$