内容正文:
人教版九年级化学上册 · 第二单元 空气和氧气
课题2
氧气的性质
第 1 课时
教材第 38~40 页 实验2-1~实验2-4
学习目标
课题2 氧气的性质 · 第1课时
1
化学观念
能由用途反推性质,准确说出氧气的颜色、气味、状态、密度、溶解性与三态变化,体会"用事实与数据说话"。
2
科学思维
能比较木炭、硫、铁丝在空气与氧气中燃烧现象的差异,归纳出"可燃物在氧气中燃烧比在空气中剧烈"。
3
科学探究与实践
能规范观察、如实记录实验现象,会用"现象—证据—结论"三步表述,能写出三个反应的文字表达式。
4
科学态度与责任
遵守硫燃烧(通风、瓶底留水)与铁丝燃烧(瓶底放水)的安全要求,形成安全意识与严谨求实的科学态度。
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情境导入:为什么氧气曾被叫作"养气"
情境导入
医疗急救、潜水和登山都需要补充氧气
课题1中我们了解到:氧气的用途很广——医疗急救、炼钢、气焊、航天,都离不开它。
思考:氧气为什么有这么多用途?
物质的用途由它的性质决定。要弄清原因,就要像科学家一样,先研究性质,再解释用途。
这节课我们以"氧气的性质"为研究对象,学习研究一种物质性质
的基本思路和方法。
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研究物质性质的一般思路
方法导航
观察物质
看、闻、摸、
测
认识物理性质
颜色、气味、状态、
密度、溶解性
认识化学性质
能否与其他物质
发生化学反应
解释用途
性质决定用途
本节课的任务:先认识氧气的物理性质,再通过四个实验研究氧气的化学性质。
研究的方法:比较法——把同一物质在空气中和在氧气中的现象放在一起比较。
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性质决定用途
课题1回顾 · 氧气的用途
氧气的用途(课题1已学) 背后用到的性质(本节要研究)
医疗急救、动植物呼吸 氧气能供给呼吸
燃料燃烧、气割气焊 氧气能支持燃烧
炼钢、化工生产 氧气能支持燃烧,且能与许多物质反应
储存于蓝色钢瓶中 氧气在低温、高压下能变为液体,便于储存运输
注意:用途只是线索,性质才是化学研究的对象。下面我们按照"物理性质 → 化学性质"的顺序
认识氧气。
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物理性质① 颜色、气味、状态
新知建构
集气瓶中盛满氧气(用
玻璃片盖住瓶口)
颜色
无色
气味
无味(无臭)
状态
通常状况下为气体
想一想:无色、无味的气体很多(空气、氮气、二氧化碳都是)。只靠"看"和"闻",不能鉴别出一瓶气体就是氧气——还必须依据它的其他性质与实验事实。
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物理性质② 密度
新知建构
标准状况(0 ℃、101 kPa)下的密度对比
单位:g/L
氧气
1.429
空气
1.293
(条形长度按实际数值比例绘制)
氧气的密度比空气的略大
1.429 g/L > 1.293 g/L
提示:气体的密度与实验室收集气体的方法有关,具体将在课题3《制取氧气》中学习。
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物理性质③ 溶解性
新知建构
室温下,水中只溶有少量氧气
氧气不易溶于水
室温下,1 L 水只能溶解约 30 mL 氧气
算一算:30 mL 只占 1 L 的 3%,所以氧气是"不易溶"而不
是"不溶",更不是"易溶"。
正因为水中有少量溶解的氧气,鱼类等水生生物
才能在水中呼吸。
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物理性质④ 三态变化
新知建构
压强为 101 kPa 时,氧气在 -183.0 ℃ 变为淡蓝色液体,在 -218.8 ℃ 变为淡蓝色固体。
易错提醒:"淡蓝色"是液态氧和固态氧的颜色;通常状况下的氧气是无色的气体。
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氧气的物理性质 · 小结
归纳整理
项目 内容 认识途径
颜色、气味、状态 通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体 直接观察
密度 标准状况下 1.429 g/L,比空气(1.293 g/L)略大 查阅数据
溶解性 不易溶于水(室温下 1 L 水约溶解 30 mL 氧气) 查阅数据
三态变化 101 kPa 下:-183.0 ℃ 淡蓝色液体;-218.8 ℃ 淡蓝色固体 查阅数据
方法小结:研究物质的物理性质,既要动手观察,也要依据可靠的数据。下面进入氧气的化学性质——这
才是本课的重点。
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做实验前:现象该怎么描述
方法支架
① 现象
只说"看得见、摸得着"的事实:光、火焰、颜色、烟、雾、放热、生成物的状态。
② 证据
现象是在什么条件下出现的,与什么物质有关。
③ 结论
由现象和证据推出的性质,一句话说清。
现象描述词库
颜色 · 气味 · 状态 · 光 · 火焰 · 烟 · 雾 · 放热 · 生成物状态
两个常见错误
✗ 把结论当现象("生成二氧化碳")
✗ 凭想象描述(看到什么说什么)
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实验安全须知
进入实验环节前
风
通风
硫燃烧生成有刺激性气味的气体,必须在通风橱或排风设备下进行,实验后及时通风。
水
瓶底留水或细沙
铁丝在氧气中燃烧会产生高温熔融物,集气瓶底要预先放少量水或铺一层细沙,防止炸裂瓶底。
钳
夹持牢固、缓慢伸入
用坩埚钳或燃烧匙夹持,由上而下缓慢伸入集气瓶,不要碰到瓶壁,避免烫伤和碰裂瓶体。
看
观察姿势正确
从侧面平视观察,不俯视瓶口、不凑近闻气味、不触碰刚加热过的仪器。
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实验2-1 把带火星的木条伸入氧气中
实验探究
带火星的木条伸入氧气中
实验操作
1. 点燃木条,使其燃烧后熄灭,只留下火星;
2. 把带有火星的木条插入盛有氧气的集气瓶中;
3. 观察:木条是否复燃。
预测:你觉得木条会怎样?请先说出理由,再看实验。
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实验2-1 现象与结论
实验探究
操作 现象 结论
把带有火星的木条插入盛有氧气的集气瓶中 带有火星的木条复燃 氧气能支持燃烧
带有火星的木条在氧气中能够复燃,
说明氧气能支持燃烧。
这也是检验一瓶气体是否为氧气的常用方法。
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实验2-2 木炭分别在空气和氧气中燃烧
实验探究二
实验操作
1. 用坩埚钳夹取一小块木炭,放在酒精灯火焰上加热;
2. 观察:木炭在空气中燃烧的现象;
3. 把燃着的木炭插入充满氧气的集气瓶中;
4. 观察:木炭在氧气中燃烧的现象。
思考与讨论:木炭在空气和氧气中燃烧,现象有什么
不同?
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实验2-2 现象对比
实验探究二
木炭在空气中燃烧
木炭持续红热,不发出白光。
空气中氧气含量相对较低,燃烧
不够剧烈。
木炭在氧气中燃烧
剧烈燃烧,发出白光,放出热量。
生成二氧化碳气体并放出热量。
记录单
请把两种现象分别填入记录单,并用一句话比较:哪个更剧烈?
现象里只说"看见的",不要直接说结论。
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实验2-2 结论与文字表达式
实验探究二
碳 + 氧气 二氧化碳
(生成物是二氧化碳,化学符号 CO₂)
结论
木炭(碳)与氧气发生化学反应,生成二氧化碳气体,并放出热量。
书写要点
文字表达式必须写出反应条件"点燃",不能漏写。
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实验2-3 硫分别在空气和氧气中燃烧
实验探究三
实验操作
1. 在燃烧匙里放入少量硫,加热直到发生燃烧;
2. 观察:硫在空气中燃烧的现象;
3. 把盛有燃着硫的燃烧匙插入充满氧气的集气瓶中;
4. 观察:硫在氧气中燃烧的现象。
安全:本实验由教师演示,需在通风橱或排风设备下进行;
集气瓶底预先留少量水。
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实验2-3 现象对比
实验探究三
硫在空气中燃烧
发出微弱的淡蓝色火焰。
空气中氧气含量较低,燃烧较弱。
硫在氧气中燃烧
燃烧更旺,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体。
生成物是二氧化硫气体。
易错点
硫在空气中是淡蓝色火焰,在氧气中是蓝紫色火焰,两种颜色不要张冠李戴。
"有刺激性气味"要闻了才知道——只能由教师演示并提醒,不得凑近瓶口。
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实验2-3 结论与文字表达式
实验探究三
硫 + 氧气 二氧化硫
(生成物是二氧化硫,化学符号 SO₂)
结论
硫与氧气发生化学反应,生成一种有刺激性气味的二氧化硫气体,并放出热量。
环保与安全
二氧化硫有刺激性气味,会污染空气。集气瓶底留少量水就是为了吸收二氧化硫,减少污染。
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实验2-4 铁丝在氧气中燃烧
实验探究四
实验操作
1. 把两根光亮的细铁丝分别盘成螺旋状;
2. 取一根在酒精灯火焰上烧至红热,观察现象;
3. 另取一根,在其下端系一根火柴,点燃火柴;
4. 待火柴快燃尽时,把铁丝插入盛有氧气的集气瓶中,观察现象。
安全:集气瓶内预先放入一些水(也可铺细沙),防止高温
熔化物溅落炸裂瓶底。
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实验2-4 现象对比
实验探究四
细铁丝在空气中加热
铁丝红热,不能燃烧。
空气中氧气含量低,不足以使
铁持续燃烧。
细铁丝在氧气中点燃
剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。
黑色固体是四氧化三铁。
关键提醒
· 铁丝要光亮且盘成螺旋状;
· 待火柴快燃尽时再伸入,避免火柴白白消耗瓶内氧气;
· 瓶底必须预先放水或细沙。
某些在空气中不能燃烧的物质,却可以在氧气中燃烧。
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实验2-4 结论与文字表达式
实验探究四
铁 + 氧气 四氧化三铁
(生成物是黑色的四氧化三铁固体,化学符号 Fe₃O₄)
结论
铁与氧气在点燃条件下反应,生成黑色的四氧化三铁固体。某些在空气中不能燃烧的物质,可以在氧气中燃烧。
易错点
生成物是四氧化三铁,不是"氧化铁";生成物是固体,描述现象时不能说"生成气体"。
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思考与讨论:三组实验汇总
归纳提升
实验编号 反应前的物质 反应后生成的物质 文字表达式
2-2 木炭、氧气 二氧化碳 碳 + 氧气 —点燃→ 二氧化碳
2-3 硫、氧气 二氧化硫 硫 + 氧气 —点燃→ 二氧化硫
2-4 铁丝、氧气 四氧化三铁 铁 + 氧气 —点燃→ 四氧化三铁
议一议:这三个化学反应有什么共同特点?请从"反应物""生成物""是否与氧气有关"三个角度观察。
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归纳:氧气的化学性质
归纳提升
氧气的化学性质比较活泼,
能支持燃烧,
在一定条件下能与碳、硫、铁等发生反应。
证据 1
带火星的木条在氧气中复燃。
证据 2
木炭、硫在氧气中燃烧比在空气中剧烈。
证据 3
铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中剧烈燃烧。
物质在空气中燃烧,实际上是与其中的
氧气发生反应。
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思维碰撞:为什么在氧气中燃烧更剧烈
归纳提升
(条形长度按比例示意)
空气中:氧气只占约 21%,其余大部分是不支持燃烧的氮气,可燃物与氧气接触的机会较少 → 燃烧较弱。
氧气中:氧气含量高、接触充分 → 反应剧烈,发光放
热现象明显。
结论:氧气的含量不同,燃烧的剧烈程度不同。
可燃物在氧气中燃烧比在空气中剧烈。
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三个反应的共同特点
归纳提升
共同点一
都是两种物质发生反应,生成另一
种物质。
碳+氧气→二氧化碳 硫+氧气→二氧化硫
铁+氧气→四氧化三铁
共同点二
都是物质与氧气发生的反应。
反应物中都有氧气参加。
下节课我们给这两类反应正式命名:第一类叫作化合反应,第二类属于氧化反应,
还会认识"缓慢氧化"。
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课堂小结
小结与作业
氧气
O₂
性质决定用途
物理性质
通常状况下无色、无味的气体;标准状况下密度 1.429 g/L,比空气略大;不易溶于水;101 kPa 下 -183.0 ℃ 变为淡蓝色液体、-218.8 ℃ 变为淡蓝色固体。
化学性质:比较活泼,能支持燃烧
带火星的木条复燃;碳 + 氧气 二氧化碳;硫 + 氧气 二氧化硫;铁 + 氧气 四氧化三铁。可燃物在氧气中燃烧比在空气中剧烈。
方法小结:研究一种物质,先看物理性质,再做实验研究化学性质,最后由现象归纳结论、解释用途。
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当堂检测(一)
当堂检测
1.(判断)氧气具有可燃性,因此可以用作燃料。( )
答:错误。氧气能支持燃烧(助燃性),但本身不能燃烧,不具有可燃性。
2.(选择)硫在氧气中燃烧的现象是( )
A. 发出微弱的淡蓝色火焰 B. 发出明亮的蓝紫色火焰 C. 发出白光 D. 火星四射
答:B。A 是硫在空气中燃烧的现象;C 是木炭在氧气中燃烧;D 是铁丝在氧气中燃烧。
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当堂检测(二)
当堂检测
3.(选择)下列属于氧气化学性质的是( )
A. 无色 B. 密度比空气的略大 C. 支持燃烧 D. 不易溶于水
答:C。A、B、D 不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质。
4.(书写)写出下列反应的文字表达式,并注明反应条件。
(1)木炭在氧气中燃烧 (2)硫在氧气中燃烧 (3)铁丝在氧气中燃烧
答:碳 + 氧气 二氧化碳;硫 + 氧气 二氧化硫;铁 + 氧气 四氧化三铁
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分层作业(一)基础巩固
建议 20~25 分钟完成全部作业
1. 下列关于氧气物理性质的描述中,不正确的是( )
A. 通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体 B. 氧气的密度比空气的略大 C. 氧气极易溶于水 D. 氧气在低温、高压时能变为淡蓝色液体或固体
难度:基础 考点:氧气的物理性质
2. 下列关于氧气化学性质的描述中,正确的是( )
A. 氧气具有可燃性,可以用作燃料 B. 氧气能支持燃烧,能使带火星的木条复燃 C. 氧气不能与铁发生反应 D. 铁丝在空气中能剧烈燃烧
难度:基础 考点:氧气的化学性质、助燃性
3. 把一根带有火星的木条插入盛有氧气的集气瓶中,可观察到的现象是________,由此说明氧气具有的性质是________。
难度:基础 考点:氧气的检验与助燃性
4. 用文字表达式表示下列反应,并注明反应条件:
(1)木炭在氧气中燃烧 (2)硫在氧气中燃烧 (3)铁丝在氧气中燃烧
难度:基础 考点:文字表达式的书写与反应条件标注
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分层作业(二)能力提升与素养拓展
第 8 题可作选做
5. 木炭在空气中燃烧只是持续红热,在氧气中却能剧烈燃烧并发出白光;硫在空气中发出微弱的淡蓝色火焰,在氧气中却发出明亮的蓝紫色火焰。请解释产生这两种差异的共同原因。
难度:中档 考点:燃烧现象的比较与解释
6. 某同学做铁丝在氧气中燃烧的实验时,把铁丝直接插入集气瓶中,结果铁丝没有燃烧。请分析可能的原因(写出两条),并说明正确的操作要点。
难度:中档 考点:实验操作与异常分析
7. 下列描述中,属于氧气物理性质的是________,属于氧气化学性质的是________(填序号)。
① 氧气是无色、无味的气体 ② 氧气的密度比空气的略大 ③ 氧气能支持燃烧 ④ 氧气不易溶于水 ⑤ 氧气能与铁反应生成四氧化三铁
难度:中档 考点:物理性质与化学性质的区分
8.(选做) 医院常用"氧疗"为病人补充氧气,炼钢厂用氧气吹炼钢水,潜水员随身携带氧气瓶。请选择其中一种用途,说明它主要利用了氧气的哪一条性质,并解释:为什么在空气中铁丝不能燃烧,而在氧气中却能剧烈燃烧?
难度:拔高 考点:性质与用途的对应关系、证据推理
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易错点辨析
复习巩固
误区 1
"氧气能支持燃烧,所以氧气能燃烧、可以做燃料。"
辨析:氧气具有的是助燃性(支持别的物质燃烧),本身不能燃烧,不能作燃料。
误区 2
"硫在氧气中燃烧发出微弱
的淡蓝色火焰。"
辨析:硫在空气中是微弱的淡蓝色火焰,在氧气中是明亮的蓝紫色火焰,不要张冠李戴。
误区 3
描述现象时直接说"木炭燃烧生成了二氧化碳"。
辨析:"生成二氧化碳"是结论;现象是"剧烈燃烧、发出白光、放出热量"。
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下节预告
课题2 氧气 · 第2课时
本节课我们发现了三个反应的共同特点——
两种物质生成一种物质;都有氧气参加反应
化合反应
由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
氧化反应
物质与氧气发生的反应(还有缓慢氧化)
思考:木炭燃烧后,氧气"消失"了吗?生成物的质量会变吗?——第 2 课时见。
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化学——未来发展的钥匙
化学——生命密码的内涵
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