2.1我们周围的空气教学设计--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

2.1我们周围的空气 教学设计 教学目标 1. 了解空气的组成成分及体积分数，知道二氧化碳、水蒸气、氧气的验证方法。 2. 通过实验知道空气中氧气的体积分数，并会分析实验现象。 3. 初步理解空气中氧气含量测定的实验原理，知道气体体积测定的方法，并让学生体会到转化思想在科学研究中的重要性。 4. 培养学生在探究实验中学会观察、分析实验现象并得到实验结论的能力情感态度、价值观。 5. 体验实验探究的乐趣，增强对生活和科学现象的好奇心和探究欲，发展学习科学的兴趣。 教学重、难点 【教学重点】 空气的成分及氧气体积分数的测定。 【教学难点】 空气中氧气体积分数测定的实验原理以及实验现象分析。 课前准备 1． 幻灯片、投影仪等； 2.石灰水、试管、洗耳球、小木条、集气瓶、双孔橡皮塞、红磷、导管、烧杯、氧气、火柴等。 教学过程 一、 课程引入 教师出示谜语： 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， 没它活不了。 【提问】空气一直在我们身边，我们很熟悉它，但是我们又容易忽视它，它是我们人类生存必不可少的宝贝，但是你了解它吗？知道它是由哪些物质组成的吗？ 【讲述】空气在人们的生产、生活中扮演着重要的作用，我们人类呼吸作用离不开空气，为了提高粮食生产，人类需要使用化肥，生产氮肥的时候需要空气中的一种气体，还有漂亮的霓虹灯也跟空气中一种气体有关，那么空气的成分到底是怎样的呢？我们一起走进空气的成分来学习一下吧。 二、新课讲解： 【讲述】在18世纪中业以前人们认为空气的成分是单一的，那个时候人们认为空气中只有一种物质，很多科学家都曾经研究过空气的成分。 【组织讨论】同学们你们知道空气的成分有哪些吗？这些物质在空气中的体积分数分别是多少呢？ 【提问】在这些气体中哪种气体与我们生命活动关系最密切？如何证明它的存在呢？请同和老师一起通过实验来探究。 1． 证明空气中含有CO2的实验： 结论1：空气中含有二氧化碳，但含量较少。 请同学们思考，如果用下列装置检验二氧化碳气体，可以将空气从右侧的管通入吗？ 2．取一瓶空气和一瓶氧气，把一根燃着的木条先后插入两集气瓶中，观察木条在两集气瓶 中燃烧的剧烈程度是否相同？如何解析该现象？ 结论2：空气中含有氧气，但浓度较低。 3． 把 1 滴 水 滴 在 白 色 的 无 水 硫 酸 铜（CuSO4）粉末上，观察无水硫酸铜粉末颜色的变化情况。把一些碎冰放入一个干燥的烧杯里，用表面皿盖在烧杯口上。过一会儿，在表面皿里加一些无水硫酸铜，发现无水硫酸铜变蓝。出现这一现象的原因是空气中的水蒸气遇冷凝结成小水珠。这说明空气中含有水蒸气。 结论3：空气中含有水蒸气，但含量较少。 【总结】空气中含有氧气、二氧化碳、水蒸气灯，空气中还含有一种气体就是稀有气体，夜晚闪烁的霓虹灯就是因为填充了不同种类的霓虹灯。请同学们阅读材料了解稀有气体氙的发现过程 【展示】课件展示氙的发现过程。 【讲述】法国化学家拉瓦锡，曾经他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。他研究了剩余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，他认为这些气体全部都是氮气（拉丁文原意是“不能维持生命”）。但是这个实验所用时间较长，操作装置比较复杂，且实验过程中对环境有污染。 【提问】如果让同学们模拟拉瓦锡测定空气成分的实验，探究空气的成分，你们如何选择药品、仪器，设计装置进行实验呢？ 【组织讨论】分析上述实验，讨论设计装置并进行实验。 【讲述】好，现在我们来分析利用红磷燃烧法测定空气中氧气含量。 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. 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）。 1. 药品：红磷、水 1. 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。 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。 【展示】播放视频“空气中氧气含量测定”。 【总结】通过实验测定空气中各气体体积分数分别为：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%。 三、随堂练习 1.夏天从冰箱里拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料外壁会潮湿，说明空气中含有（ ） A．氮气 B．氧气 C．水蒸气 D．二氧化碳 答案：C 2. 法国化学家拉瓦锡从实验得出空气是由（ ） A．二氧化碳和氧气组成 B．氮气和氧气组成 C．氮气和氨气组成 D．氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等组成 答案：B 3. 如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中正确的是（　　） A．红磷燃烧产生大量白色烟雾 B．燃烧匙中的红磷可以换成细铁丝 C．该实验可说明N2难溶于水 D．红磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积大于1/5 答案：C 四、课堂小结 1．空气中氧气含量的测定 实验现象：红磷燃烧产生大量白烟、放出热量，水进入集气瓶的体积约占集气瓶容积的1/5。 实验结论：氧气约占空气体积的1/5。 2．空气的成分及含量： 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%。 五、板书设计 第3章 空气与生命 第1节 空气与氧气 一、 空气的成分及用途 1．空气的成分的验证： （1）空气中含有二氧化碳气体，但含量比较少。 （2）空气中含有氧气，但浓度较低。 （3）空气中含水蒸气，但含量比较少。 二、空气中氧气含量测定 （1）实验装置 （2）实验步骤 （3）实验原理 （4）注意结果 空气中各种气体的体积分数分别为（按体积分数计）：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%。 1 学科网（北京）股份有限公司 $