2.1空气的组成（第一课时）导学案--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

九年级

科目

化学

周次

设计者

序号

班级

主题与课时

空气的组成（第一课时）

课型

新授

审核人

学校审核

姓名

课标要求

依据沪教版初中化学新课标要求，学生需认识空气是由多种成分组成的混合物，熟记氮气、氧气等主要成分的体积分数。掌握测定空气中氧气含量的经典实验原理、操作要点与误差分析方法，能结合实验现象推导实验结论。了解空气各主要成分的基础用途，树立空气是宝贵自然资源的认知，初步建立实验探究物质组成的化学思维，培养严谨的实验探究素养。

学习目标

化学观念：明确空气属于混合物，掌握空气的宏观组成与各成分含量，建立物质由不同成分组成、定量研究物质的基础化学观念，区分纯净物与混合物的核心概念。

科学思维：通过分析空气中氧气含量测定实验的原理、现象与误差，培养推理分析、归纳总结的思维能力，学会从定量角度探究物质组成。

科学探究与实践：熟悉空气成分测定的实验操作流程，掌握实验仪器使用、现象观察、数据记录与结论推导的探究方法，提升实验实操与合作探究能力。

科学态度与责任：认识空气资源的重要性，了解空气污染的基础常识，树立爱护空气、保护生态环境的责任意识，养成严谨求实的科学实验态度。

重难点

教学重点：空气的主要组成成分及各成分的体积分数；空气中氧气含量测定实验的原理、实验现象、操作步骤及实验结论；纯净物与混合物的区分方法。

教学难点：精准理解红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验原理，熟练分析实验中进水体积偏小、偏大的各类误差原因；灵活区分生活与化学中的纯净物、混合物，建立定量实验的严谨思维。

资源与

建议

教学资源：沪教版九年级上册化学新教材、课堂实验器材（集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、导管、烧杯、弹簧夹、红磷、酒精灯、蒸馏水、火柴）、空气成分比例模型图、经典实验演示视频、实验误差分析微课、纯净物与混合物分类习题素材、空气资源科普图片。

教学建议：本节课是学生首次接触物质组成的定量探究实验，是化学实验探究的基础重点课。教学以实验探究为核心主线，课前引导学生自主预习空气基础成分，梳理基础概念。课中先通过生活实例导入，区分纯净物与混合物，再以分组实验突破核心知识点，细致拆解实验步骤、强调操作细节，重点引导学生自主分析实验误差。避免单纯理论背诵，结合实验现象深化理解，同步衔接生活中空气利用与保护的常识，落实核心素养目标。课后布置分层实践性、巩固性作业，夯实实验探究能力与概念辨析能力。

学习过程

（一）课前预习案

预习目标：自主研读新教材本节内容，初步掌握空气的基本组成、各成分体积分数，区分纯净物与混合物的基础概念。了解空气中氧气含量测定实验的器材、基本原理和简单步骤，梳理基础知识点，标记预习疑点，为课中实验探究、深度分析误差和重难点突破做好铺垫，建立对空气物质组成的初步认知。

基础填空题

1. 空气是人类和动植物生存必需的宝贵资源，从物质分类角度，空气属于________（填“纯净物”或“混合物”）。

2. 空气的主要成分按体积分数计算，含量最高的是________，约占空气总体积的________；其次是________，约占空气总体积的________。

3. 空气中稀有气体的体积分数约为________，二氧化碳约为________，其他气体和杂质约为________。

4. 由________物质组成的物质叫做纯净物，由________或________物质混合而成的物质叫做混合物。纯净物有固定的组成和性质，混合物没有固定组成。

5. 测定空气中氧气含量的经典实验中，常用的燃烧药品是________，该药品燃烧会消耗密闭装置中的________，生成________（填“固体”或“气体”）物质。

6. 氧气的核心用途是________和________；氮气化学性质稳定，常用作________。

7. 稀有气体化学性质极不活泼，因此也被称为________气体，常用于制作电光源、保护气等。

基础选择题

1. 空气中体积分数最大的气体是（）

A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体

2. 下列物质中，属于纯净物的是（）

A. 洁净的空气 B. 矿泉水 C. 冰水混合物 D. 澄清石灰水

3. 测定空气中氧气含量的实验中，不能选用的药品是（）

A. 红磷 B. 木炭 C. 铜粉 D. 白磷

4. 下列关于空气的说法正确的是（）

A. 空气是一种单一的纯净物 B. 空气中氧气含量越高越好

C. 空气中各成分体积分数相对稳定 D. 稀有气体无任何利用价值

5. 氮气在空气中的主要用途不包括（）

A. 食品防腐保护气 B. 医疗冷冻剂 C. 供给呼吸 D. 化工原料

预习思考题

1. 结合生活实例，分别列举2种生活中的纯净物、3种混合物，并简单说明判断依据。

2. 预习红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验，思考实验中为什么要保证红磷足量？如果红磷量不足，会对实验结果产生什么影响？

3. 查阅教材内容，简单说说氧气、氮气、稀有气体三种气体的核心用途，体会空气资源对人类生产生活的重要意义。

4. 尝试分析，测定空气中氧气含量实验中，装置未冷却至室温就打开弹簧夹，会导致进水体积偏大还是偏小？简述理由。

（二）课中探究案

课堂探究目标：通过小组讨论、实验操作、现象分析、误差总结，深度掌握空气的组成成分、含量及各成分用途，精准区分纯净物与混合物。熟练掌握空气中氧气含量测定实验的完整流程、核心原理，能独立分析各类实验误差原因，解决预习中的知识疑点，培养定量实验探究能力和严谨的科学思维，落实四维核心素养目标。

探究一：空气成分与物质分类探究

结合教材新知与预习内容，小组合作完成下列问题，归纳空气组成规律及纯净物、混合物的区分方法。

1. 完善空气成分体积分数对照表：氮气________、氧气________、稀有气体________、二氧化碳________、其他气体和杂质________。由此可得出结论：空气的成分以________和________为主，其中________含量最高。

2. 核心概念辨析：纯净物与混合物的本质区别是________。空气、海水、糖水都属于________；氧气、氮气、蒸馏水都属于________。

3. 小组讨论：洁净的空气是纯净物吗？为什么？结合概念说明理由。

4. 拓展思考：空气中各成分的体积分数是否固定不变？生活中哪些因素会导致空气成分发生微小变化？

探究二：空气中氧气含量测定实验探究（核心实验）

实验器材：集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、玻璃导管、弹簧夹、烧杯、红磷、酒精灯、蒸馏水、火柴

实验原理：利用足量红磷在密闭的集气瓶中燃烧，消耗瓶内的氧气，生成五氧化二磷白色固体，使集气瓶内压强减小，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶，进入水的体积即为消耗氧气的体积。

实验步骤：①检查装置气密性；②在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分为5等份；③用弹簧夹夹紧胶皮管；④点燃足量红磷，迅速伸入集气瓶中，塞紧橡胶塞；⑤待装置冷却至室温后，打开弹簧夹，观察实验现象并记录。

1. 实验现象记录填空

（1）红磷燃烧时：产生大量________，放出大量________，生成________色固体。

（2）装置冷却打开弹簧夹后：烧杯中的水________，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶水面上方空气总体积的________。

2. 实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的________；剩余主要气体氮气具有________、________的性质。

3. 核心误差分析（小组合作总结）

（1）实验结果偏小（进水体积小于1/5）的原因：________、________、________。

（2）实验结果偏大（进水体积大于1/5）的原因：________、________。

4. 实验细节思考

（1）实验中集气瓶底部预先放少量水的目的是什么？

（2）点燃红磷后，为什么要迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞？缓慢伸入会导致什么结果？

（3）能否用木炭、硫粉代替红磷完成该实验？请说明理由。

探究三：空气各成分的性质与用途探究

结合教材内容和生活常识，完成填空并总结物质性质与用途的对应关系。

1. 氧气：核心性质是能________、支持燃烧；对应用途：________、________、金属焊接等。

2. 氮气：化学性质________，常温下不易与其他物质反应；对应用途：食品________、医疗冷冻、化工原料。

3. 稀有气体：化学性质极________，通电时能发出不同颜色的光；对应用途：________、焊接保护气、航空航天保护气。

4. 归纳总结：物质的________决定物质的________，这是化学学习的核心规律。

5. 拓展思考：为什么氮气可以用作食品保护气，而氧气不能？结合两者化学性质分析。

课中当堂巩固题

选择题

1. 空气成分中，能支持燃烧、供给呼吸的气体是（）

A. 氮气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体

2. 下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（）

A. 氧气、冰水混合物 B. 空气、矿泉水 C. 五氧化二磷、洁净空气 D. 稀有气体、氮气

3. 测定空气中氧气含量实验中，进水体积偏小的原因不可能是（）

A. 红磷量不足 B. 装置漏气 C. 未冷却至室温打开弹簧夹 D. 点燃红磷迅速伸入瓶中