第1节 第1课时 定量认识空气的组成-【初中学霸创新题】2024-2025学年新教材九年级全一册化学同步教案(鲁教版2024)

第一节 空气的组成 第1课时 定量认识空气的组成 课题 定量认识空气的组成 课型 新授课 教学内容 教科书第84～87页的内容 教学目标 1.了解空气的主要成分。 2.通过对“测定空气中氧气的含量”实验的设计、评价，观察和分析，交流与反思，掌握科学探究的手段和方法。 3.通过实验探究体验到实验是化学学习的重要手段，树立科学探究意识和实事求是的科学精神。 教学重点 认识空气的组成。 教学难点 测定空气中氧气含量的实验。 教学准备 电子课件、射器、玻璃管、胶皮管、酒精灯、铜粉等。 教 学 过 程 备 注 一、创设情境，导入新知 【情景导入】同学们好：老师来自叙永一个偏僻的乡镇上，那里有个非常好听的名字：鸡鸣三省，每一个去过那里的人们都有共同的感觉：这里山美、水美人更美，还有一个最大的感觉就是这里的空气特别好。那么空气就在我们周围，让我们深呼吸体会一下空气的重要性，舒服吗？ 空气可以说是大家的老朋友了，虽天天接触，但很少有学生去关注它，研究它。空气无色无味，不易觉察。那根据生活常识你知道空气中有哪些成分呢？。 【回答预设】氧气、氮气、二氧化碳和水。 【过渡】空气的成分我们只用短短几分钟就已有所了就，但历史上对它的研究却经历了漫长、曲折的过程。 二、自主活动，探索学习 （一）空气的组成 【自主学习】自主阅读教材P85页“科学史话”，思考：拉瓦锡的实验证明了什么，其中涉及哪两个化学变化？ 通过课件展示拉瓦锡发现氧气的装置。 二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的组成。他把银白色的液态汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现一部分液汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了约16%。他又研究了剩余的那部分气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这部分气体都是氮气。通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1／5的结论。 讨论：下列事实说明空气中含有什么成分？ 1.利用空气制造氮肥。 2.小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间。 3.夏天盛放冰棒的杯子外壁上面附有一层水珠。 【归纳总结】 1.空气成分及含量（体积分数） 氮气 约78% 氧气 约21% 氩气 约0.934% 二氧化碳 约0.038% 其他气体 约0.002% 空气的成分一般来说是比较固定的，但由于空气污染改变了空气的成分，所以空气成分随地区的差异而不尽相同。 【过渡】拉瓦锡通过实验得出氧气约占空气总体积的1／5，那么我们能否通过实验证明呢？思路是什么？ 【提示】思路1：将其他气体除去，只剩下氧气，测定氧气体积。 思路2：将氧气除去，然后通过减少的体积来测定氧气的体积。 试剂的选择： A.铜+氧气→氧化铜（黑色固体） B.碳+氧气 →二氧化碳（无色气体） C.镁+氧气→氧化镁（白色固体） D.蜡烛+氧气→二氧化碳+水 E.磷+氧气→五氧化二磷（白色固体） 学生思考、教师归纳：可以用铜粉、磷粉，选择只能与氧气反应，而不与其他气体反应且生成物为固体的物质。 （二）测定空气中氧气的含量 【演示实验】实验探究4-1。 【讲解】我们来分析一下思路2的实验原理、实验装置、实验步骤、实验现象、实验结论等。 实验原理：铜受热时与空气中的氧气发生反应，导致密闭容器内气体减少，压强减小，从而测出实验后装置内减少的气体的体积，即为空气中氧气的体积。 实验装置：铜粉、硬质玻璃管（相同规格2支） 、橡皮塞（带玻璃导管及不带玻璃导管各2个）、量筒、酒精灯、铁架台（带铁夹）、气球、注射器。 实验步骤： ①将一支硬质玻璃管注满水（两端用橡皮塞封住），然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。 ②在另一支干燥硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上橡皮塞，其中一端用小气球密封玻璃管口。 ③移动注射器活塞，在注射器中留存一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。 ④根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。 ⑤点燃酒精灯，先预热，后对准有铜粉的部位加热，同时不断缓慢推拉注射器。 ⑥停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。 实验现象：玻璃管内的铜粉由红色逐渐变为黑色，待装置冷却后，观察到注射器活塞向右移动。 实验结论： ①空气中，O2约占空气总体积的五分之一。 ②该实验证明剩余的气体（主要是N2）化学性质稳定，不能与铜粉反应。 ③该实验证明空气是多种物质的混合物。 【小组讨论】请同学们根据刚才的实验仔细分析下面几个问题。 （1）实验时，铜为什么要足量？ （2）加热时为什么温度要高、时间要长？ （3）为什么要等装置冷却后再读数？ 【归纳总结】任何实验都可能会有误差，我们实验时一定要尽最大可能缩小实验误差，如果铜的量不足，温度不够高或加热时间不够长以及没等装置冷却后再读数都可能对实验造成误差，下面我们来具体分析一下。 ①装置漏气，结果偏小。 ②铜粉用量不足，结果偏小。 ③加热温度达不到反应温度，结果偏小。 ④加热时间太短，反应不充分，结果偏小。 ⑤反应结束后，没有冷却到室温就开始读数，结果偏小。 三、当堂训练 1. 空气中体积含量占第二位的气体是（ ） A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳 2. 在100 L空气里氧气的体积大约是（ ） A. 78 L　　　　 B. 78%　　　　C. 21 L　　　　　 D. 21% 3.欲除去密闭容器中空气中的氧气，且不产生其他气体，可选用的物质是（ ） A. 红磷　　　　 B. 铝粉　　　 C. 铁丝　　　　　 D. 木炭 4. 以下四个实验装置，可用于“测定空气中氧气的含量”。请认真分析，回答下列问题。 A. B. C. D. （1）拉瓦锡用装置_____（填写字母）定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与________反应，生成固态物质。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用______（填“物理”或“化学”）方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到实验目的。 （2）实验过程中，需要不断推拉注射器活塞的装置是________（填写字母），利用此装置进行实验，可能造成实验误差的因素是______________________（答一条）。 （3）装置C、D的实验都用到了红磷，写出反应的文字表达式:________________；反应结束后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，装置D（试管容积为40 mL）中，注射器活塞从10 mL刻度处缓慢移动至约___mL刻度处停止（误差忽略不计）。 四、课堂小结 通过我们共同探究空气的成分，可能你有很多的收获和感想，请把你的感想和收获与大家交流一下。 五、布置作业 创新题第46、47页习题。 激发学生的问题意识，培养学生的发散性思维。 通过学生自主探究，体会很难用机械的方法把空气中的氧气排出时，可以用点燃蜡烛（或纸张、火柴）的方法把氧气消耗掉，定性的认识测定空气中氧气含量的方法。在体验成功的喜悦和探究乐趣的同时，发现新的探究问题。 让学生学会思考，能发现问题、解决问题，同时，培养学生严谨的科学态度。 板书 设计 认识空气的成分 一、空气的组成（体积分数） 氮气 氧气 二氧化碳 稀有气体 其他气体 78% 21% 0.038% 0.934% 0.02% 二、测定空气中氧气的含量 实验原理：可燃物+氧气 固体 消耗氧气体积=原空气体积-剩余气体体积 实验现象：铜由红色逐渐变为黑色，冷却后，注射器活塞向内移动 文字表达式：铜+氧气氧化铜 结论：氧气约占空气总体积的五分之一。 教后 反思 本节课的教学采用“交流型”课堂教学模式，通过实验探究、交流案，运用“读”“议”“探”“展”“练”等教学手段，引导学生通过阅读文本，自主完成第一个问题，通过用铜粉测定空气中氧气的含量实验，通过学生亲自动手展示实验、探究知识的发生、发展过程，从学生在课堂实验探究过程中的专注、相互合作的精神以及对自已的见解的执着，再辅以教师的启发、引导教学手段，对重点的知识运用微课进行播放，更加加深学生对于知识的落实，出色地完成了本节课的教学任务。 学科网（北京）股份有限公司 $$