4.1 空气的组成（第1课时） -2024-2025学年九年级化学鲁教版（2024）上册

第一节空气的组成(1) 小游戏—试试你的憋气能力 学习目标 课标定位 1.了解空气的主要成分,认识空气对人类生活的重要作用。 2.学生通过亲身经历和体验科学探究活动,激发化学学习的兴趣,增进对科学的情感,理解科学的本质,学习科学探究的方法,初步形成科学探究能力。 学标定位 1.通过追寻科学家研究空气成分的足迹结合自学探究,能说出空气的主要成分。 2.通过对空气中氧气含量的定量测定,学会从混合物中除去某种气体进而测定其含量的方法。 3.通过认识空气的成分,能对所学物质从宏观和微观两个角度进行分类,进一步形成物质分类观,同时进行“宏观—微观—符号”三重表征思维构建,促进化学学科核心素养的提升。 学习任务一:认识空气的成分 活动1 猜想与事实 根据生活经验你认为空气中有哪些物质?用什么生活事实可以证明你的猜想。 手持式氧气检测仪 大型实验室空气成分检测 现代科学技术的发展让空气成分的测定变得更加直观、简洁、精确! (宏观 —— 微观 —— 符号) 干燥洁净 空气的成分 成分名称 体积分数 微观构成 符号 从空气的组成 来分析,空气属于 物 氮气 氧气 氩气 (最多的稀有气体) 二氧化碳 其他气体 78% 氮分子 N2 21% 氧分子 O2 0.934% 氩原子 Ar 0.038% 二氧化碳分子 CO2 0.002% 多种微粒 无 混合 活动2 自学与探究 自学课本74页,了解空气中各成分的体积分数,填写学历案上的表格。 稀有气体包括: 氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气 体积分数 0.038% 巧记空气组成成分 空气本是混合物,主要成分氮氧气。 氮七八,氧二一,氩气零点九三四。 还有二氧化碳气,百分零点零三八。 以上均以体积计,莫要当成质量比。 1.我们学校的几名同学对空气成分的描述如下,你认为不正确的是:( ) A.空气是由多种气体组成的,并不是单一的物质 B.空气是相对均一、稳定的物质,从某种意义上说也是一种溶液 C.按质量分数计算,空气中含氧气21%,含氮气78% D.空气中含有多种分子或原子,因此空气属于混合物 C 【评价练习一】 2.请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”。 ⑴从分类角度:空气属于 (填“混合物”或“纯净物”)。 ⑵从微观角度:用“ ”表示氮原子,“ ”表示氧原子。 ①用“ ”可表示的微粒是 (填名称)。 ②同温同压下,气体的体积比等于分子数目比。若空气中其它成分忽略不计,下图中可表示空气微观模型的是 (填标号)。 混合物 氧分子 B 学习任务二:测定空气中氧气的含量 活动1 提出问题 寻找思路 如何测定一定量空气中氧气的含量?小组讨论后交流思路(结合76页课本拉瓦锡的实验原理去思考)。 氮气 稀有气体 二氧化碳 氧气 其他气体 思路1:用药品通过化学反应将一定量的空气中其他气体除去,只剩下氧气,测定氧气体积。 思路2:用药品通过化学反应除去一定量的空气中所有的氧气,减少的体积即为氧气的体积。 需要除去很多气体,难!!!! 只需除去氧气即可,且氧气有助燃性,可以和很多物质反应,相对容易! 氮气 稀有气体 二氧化碳 氧气 其他气体 密闭空间内一定体积的空气 活动2 明确原理 选择药品 实验原理: 药品选择: 一些物质在空气中燃烧或加热的表达式如下,根据实验原理选择能完成此实验的物质是 ,原则是 。 在 的容器中留有一定体积的空气,利用 只除去其中的 ,而且不产生 新的 ,减少的体积就是空气中 的体积。 反应表达式 生成物状态 反应表达式 生成物状态 ①木炭+氧气 二氧化碳 气体 ⑤铜+氧气 氧化铜 黑色固体 ②硫+氧气 二氧化硫 气体 ⑥镁+氧气 氧化镁 白色固体 镁+氮气 氮化镁 淡黄色固体 ③磷+氧气 五氧化二磷 白色固体 ④蜡烛+氧气 二氧化碳+水 气体+液体 ⑦汞+氧气 氧化汞 红色固体 ③⑤⑦ 只与氧气反应,生成物不为气体 点燃 点燃 点燃 点燃 加热 点燃 点燃 点燃 密闭 化学反应 氧气 气体 氧气 (此反应需要12天,且汞有毒) 活动3 设计方案 实验探究 如果选择磷或铜作为除氧药品,同学们设计实验装置和具体实验方案,装置图如下。 燃磷法 烧铜法 铜丝 实验设计拓展: 2.利用有刻度的容器测出密闭体系气体减小的体积 1.氧气被消耗,气压减小,使水进入密闭容器内,测定进入的水的体积 3.利用氧气传感器测出燃烧后密闭体系中氧气的含量 核心思想点:利用物质性质的差异引起量的变化,将不可测的量转化成可测的物理量,达到实验的目的! 以铜丝为除氧药品,按照实验步骤进行分组实验,注意实验安全,将实验现象、数据等记录在学历案上。(分工参考:1点灯加热,1手扶紧橡胶塞,1推拉注射器,1观察铜丝颜色变化记录现象、1记录各项体积数据) 1.连接仪器,检验气密性(已检验,已连接) 2.记录加热之前硬质玻璃管中气体体积V1= 65mL和注射器中预留气体的体积V2=20mL。 (已预留) 3.点燃酒精灯,先预热,后对准有铜丝的部位加热, 同时不断的慢慢推拉注射器活塞。 4.停止加热后 ,待玻璃管冷却至室温,将气球内的气体全部挤入注射器内。待注射器稳定后,记录注射器内气体的体积V3,最后根据公式进行计算! 活动3 设计方案 实验探究 铜丝 此处引导学生答出消耗掉氧气、测出被消耗的氧气的体积或剩余气体的体积。并思考如何将密闭容器中的氧气消耗掉而又不产生新的气体?用什么方法可以测得消耗掉氧气的体积? 19 收集数据 获得结论 数据 组别 氧气的体积分数 反应消耗的氧气的体积/mL =V2-V3 (注射器实验前-注射器反应后) 封闭体系中空气的体积/mL =V1+V2 (注射器空气+玻璃管内空气) 六组 五组 四组 三组 二组 一组 七组 17 20% (1)实验现象: 色铜丝变成 色,注射器内气体体积减少; (2)反应原理: 文字表达式为 ;属于 反应(填“分解”或“化合”); (3)小气球的作用: ; (4)实验过程中不断推拉注射器的原因 ; (5)实验结论:氧气体积大约占空气体积的 ; 收集数据 获得结论 观察实验完成下列内容,写在学历案相应位置。 红 黑 化合 缓冲作用 增加空气的流通,有利于氧气的消耗 五分之一 铜+氧气 氧化铜 ∆ 分析数据 交流反思 上述实验中,各小组间的实验结果差别较大,你认为可能的原因有哪些? 实验结果偏小,不足1/5 药品的量不足,没将氧气耗尽 装置的气密性不好,外界空气进入 反应完毕,未冷却至室温就观察读数 加热时间太短或温度不够高,反应不充分 活塞推拉次数太少,氧气没充分反应 实验完毕冷却后,气球内的气体未全部挤入注射器内 实验结果偏大,大于1/5 【评价性练习二】 1.某同学利用燃烧法测定空气中氧气含量,查阅资料得知五氧化二磷会污染空气,于是将实验装置改进为如右图所示装置。 (1)你认为此装置的缺点是 ; (2)不能用木炭代替白磷,因为 ; (3)若实验成功,最终量筒中液面约降至 mL刻度线处; (4)该实验得出的结论是 。 没有缓冲装置 生成二氧化碳气体,测试结果不准确 24 氧气约占空气总体积的1/5 东风夜放花千树,更吹落,星如雨。请同学们谈一谈本节课你有什么收获或者感悟! [检测与作业] A.基础巩固 1.2021年12月9日,航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国“天和号”空间站进行“天宫课堂”第一课。水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同,“人造空气”中氧气含量约为( ) A.78% B.21% C.0.934% D.0.034% 2.法国化学家拉瓦锡将汞放在密闭容器里加热12天,发现容器里空气的体积减少了约五分之一。减少的气体是( ) A.氮气 B.稀有气体 C.氧气 D.二氧化碳 B C [检测与作业] B.能力提升 梦想天空分外蓝 陈奕迅 null 2004-02-27 200292.55 Still Mode (full version - 30s cut) Claudio Scozzafava null 2013 30067.158 Kiss The Rain 3 - From the yellow room, track 5 2003 Other 260719.67 www.uptu.com $$