2.1我们周围的空气（第1课时）---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

第二单元 空气和氧气 课题1 我们周围的空气 课时1 空气的组成 一、教学目标 1、了解空气的组成及各组分的含量 2、初步学习分析科学家研究空气的实验，并通过仿照实验探究空气中的氧气含量 3、初步认识纯净物、混合物的概念，能够区分纯净物和混合物 二、教学重点 1、空气的组成 2、纯净物和混合物 三、教学难点 测定空气中氧气含量的实验原理 四、教学过程 [新课导入] [师]在浩瀚的宇宙中，地球是我们唯一的家园吗？随着科技的飞速发展，人类对宇宙的探索从未停止，我们一直在寻找一个适合人类居住的星球。而这一切的起点都要从我们熟悉的空气说起。空气——这个我们每天都在呼吸的“朋友”，其实藏着许多关于生命和生存的秘密。 科学家们一直在寻找的“第二个地球”，一个拥有类似空气成分的星球。在太阳系中，火星是最接近地球的行星之一。它的大气主要由二氧化碳组成，虽然没有足够多的氧气，但他们正在研究如何改造火星的大气，使其更适合人类居住。而在太阳系之外，还有无数的行星等待我们去探索。通过望远镜和探测器，科学家们已经发现了一些“超级地球”，这些行星的大小和位置可能使其拥有适合生命的条件。但要确定是否适合人类居住，我们还要了解它们的大气成分 [思考]像地球一样，哪些是人类生存下来的必要条件？ [生]空气、氧气、水、阳光…… [新课讲授] [师]我们都知道空气是无色无臭、不易察觉的，大家能否根据生活经验或者设计一个小实验来证明空气的存在？ [生]讨论交流 生1：把一个集气瓶倒插在盛水的大烧杯中，水无法上升到顶端，说明集气瓶内确实存在空气。（边演示边讲解） 生2：把一个塑料袋系住袋口，用双手挤压塑料袋，感觉到有压力，是因为塑料袋内充满了空气。这说明空气真是实存在的。 生3：用一个注射器在空气中抽拉一下，在向水中推挤，会看到有许多气泡从针头冒出，说明空气真是实存在的。 生4：用扇子扇，感觉有风，就是因为空气在流动。 生5：用打气筒给车胎打气，就是把空气压入车胎。 …… [师]可见空气真的很重要，但人们对空气的认识是比较晚的，17世纪中叶以前，人们一直认为空气是一种单一成分的物质，直到18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性 任务一：以科学家的思维探究空气成分 [讲解]化学史：1、卢瑟福——在密闭容器中燃烧磷，除去空气中可助燃和可供动物呼吸的气体，对剩下的气体进行了研究，发现这种气体不被碱液吸收，不能维持生命，具有可以灭火的性质，因此他把这种气体叫做“浊气”(即“氮气”) 2、舍勒——在卢瑟福和普利斯特里研究氮气的同时，他也从事这一研究，他可算是第一个认为氮是空气成分之一的人。曾用硝酸盐、氧化物加热制得“火空气”(即“氧气”)，并用实验证明空气中存在“火空气” 3、普利斯特里——利用聚光镜来加热热汞煅灰(即氧化汞)，发现蜡烛在其分解出的“空气”中燃烧时放出更为光亮的火焰；又将老鼠放在这种气体中，发现比在同体积的空气中活的时间长了约4倍。可以说，普利斯特里发现了氧。但遗憾的是，他当时和卢瑟福都坚信“燃素说”，从而错误的认为这种气体不含燃素，所以有特别强吸收燃素的能力，因而能够助燃。当时他把氧气称为“脱燃素空气” 4、拉瓦锡——当他知道了普利斯特里从氧化汞中制取氧气的方法后，就做了一个著名的研究空气的实验，摆脱了传统的燃素说的束缚，用定量方法测定了空气的组成：一种是能助燃、有助于呼吸的气体，命名为“氧”；另一种是不助燃、无助于生命的气体，命名为“氮” [PPT展示]实验装置图 [学生任务]观看视频，了解拉瓦锡的测定原理和理论 [讲解实验]A、实验药品：汞,有剧毒，银白色，液态 B、装置状态：密闭 C、实验操作1及现象：拉瓦锡将少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现：一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积减少了，玻璃钟罩内液面上升 思考1：为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升？ D、实验原理1：汞+氧气=氧化汞(条件：加热) E、实验操作2及现象：拉瓦锡将生成的红色粉末收集起来，放在另一个叫小明的容器里再加强热，发现：得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减小的体积 F、实验原理2：氧化汞=汞+氧气(条件：加热) G、实验结论 ［过渡］拉瓦锡的实验不仅改变了人们对空气的认知，也为现代化学的发展奠定了基础。想象一下，如果没有拉瓦锡的发现，我们可能还在黑暗中摸索空气呢！ 任务二：实验重现，红磷燃烧的奇妙之旅 思考2：但是请大家思考，拉瓦锡的实验有没有什么不足之处呢？ 思考3：如何改进拉瓦锡的实验并且能够让我们在实验室较快的验证拉瓦锡的实验结论呢？ [师]木炭、镁条、铁丝、红磷，应选哪一种药品进行实验呢？ [生]红磷 ［讲解］红磷与空气中的氧气反应，生成一种叫作五氧化二磷的新物质，这一反应可以用文字表示：红磷+氧气五氧化二磷。接下来我们就用红磷为实验材料仿照拉瓦锡实验的原理来探究空气中氧气的含量。 [展示实验装置]1、先认清各仪器名称 2、实验步骤：①连接装置 提问：连接好装置后，我们首先要做的是？ ②检查装置气密性 ③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； ④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； ⑤燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹。 3、实验现象：①红磷燃烧发出黄光，放出热量，产生大量白烟(五氧化二磷)； ②冷却后打开弹簧夹，水顺着导管流入集气瓶，约占瓶内空间的1/5 思考1：为什么水能被压入集气瓶中？ 思考2：如何测定被消耗的氧气的体积？ [师]实验前要向集气瓶中加入少量的水，思考：该水的作用？ 思考3：你认为瓶内剩余气体有什么性质？ 思考4：你认为实验成功的关键点有哪些？ [讲解]（1）红磷要过量，避免容器内有氧气剩余；（2）装置气密性要好，防止实验过程中空气受热膨胀逸出，或外面的空气进入容器而影响测量结果；（3）要等容器冷却至室温后再打开弹簧夹； 深入思考：若为冷却至室温就打开会有何影响？ [生]集气瓶中温度较高，影响瓶中的压强，导致压强差变小 4、文字表达式 5、实验结论 过渡：但是我们在实验室实验的过程中无法像他们一样精准，总会有些误差，我们下面来分析一下，造成误差的原因 6、误差分析：A、进入的水>1/5 止水夹未夹紧；燃烧匙伸入过慢 B、进入的水<1/5 红磷量不足；装置气密性不好；为冷却至室温就打开弹簧夹 [师]在19世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来人们发现了稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气还有其他成分。 目前，人们已经能用实验方法精确地测定空气的成分，下面请大家阅读教材，将图中数据补充完整(空气成分示意图) 任务三：纯净物与混合物 [设问]空气是单一物质组成的吗？ [讲解]像空气这样，由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫作混合物。氮气、氧气、二氧化碳等分别只由一种物质组成，它们都是纯净物。 [分析]混合物没有固定的组成，组成混合物的各物质之间不发生化学反应，各成分保持着他们各自的性质，如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质； 纯净物有固定的组成，可以用专门的化学符号表示。如氧气可表示为O2；氮气可表示为N2；红磷可表示为P；五氧化二磷可表示为P2O5。 ［注意：元素符号和化学式不必做过多的解释，只说明这是一种表示物质的符号就可以了］ [练习]自来水、生理盐水、五氧化二磷、纯净的空气、稀有气体、氮气、氩气、汽水，哪些是纯净物？哪些是混合物？ [过渡]了解空气的成分，不仅让我们对它有了更深刻的认识，也让我们明白，即使看似简单的空气，也有着复杂的“身份” 任务四：如何更准确地测定氧气含量 [讲述]在探索空气成分的道路上，我们从未停止。如何更准确的测定氧气含量？不仅是科学家们的研究课题，也是我们每个化学爱好者想要解答的问题。 通过不断改进实验装置，优化实验方法，我们离真相越来越近。就像拉瓦锡一样，我们也在用自己的方式为科学的进步贡献一份力量 [拓展延伸]第三位小数的胜利 [随堂演练] [课堂小结]本节课主要学习了空气的组成成分，纯净物和混合物的概念。难点是空气中氧气含量测定的实验。要注意理解实验原理，掌握实验步骤和实验现象，学会对实验误差进行分析等 学科网（北京）股份有限公司 $$