化学人教版九年级上册课题一 空气（第一课时）.doc

第二单元 课题1 空气（第一课时）【教学目标】1、知识与技能(1)了解空气组成的发现史；(2)掌握拉瓦锡钟罩实验的原理并掌握实验室测定空气中氧气含量的方法；(3)学会科学探究的方法并能分析实验的误差。2、过程与方法(1)通过对“拉瓦锡钟罩实验”现象的观察、原理的分析，培养学生观察、分析实验的能力；(2)通过对“拉瓦锡钟罩实验”原理的剖析，培养学生对实验方案改进、设计的能力。(3)通过对影响实验成功因素的分析，培养学生科学、严谨、细致的探究品质。3、情感、态度与价值观(1)通过实验的观察和设计，让学生产生对化学学科的热爱，培养学生实事求是、科学、严谨的探究精神。 (2)通过对科学家发现真理的感知，感受科学发现的过程和所运用的方法，发展相互交流，共同协作的科学精神，初步具备创新意识。【教学重难点】重点：空气是由什么组成的？难点：空气中氧气含量的测定。【教具】多媒体、实物展台、玻璃水槽、一次性透明塑料杯、集气瓶、燃烧匙、双孔橡胶塞、烧杯等。【教学方法】合作探究、讲解以及实验演示【教学过程】【实验导入】：【师】【学生操作】：上课之前，让我们来体验一个轻松实验。这是一个底部放有纸巾的塑料杯，如果将这个杯子竖直向下压入水中，然后，再竖直向上提起杯子，擦干杯口，请大家注意观察杯中的纸巾是否会湿？哪位同学来操作一下？（可用红墨水替代）【师】：杯中的纸巾湿了吗？（没有）为何会出现这种现象？（因为杯中存在空气）【师】：我想再采访一下这个同学，当你往下扣压塑料杯时，有何感觉？（有种往上的力量）【师】：这又说明空气能产生什么？（气压）【师】：你们还能举出哪些例子证明空气确实存在我们身边吗？【师提示】或【生】：（1）比如刮风的时候，我们会感觉比较凉快。那么，风的形成就是什么（空气）流动的结果。（2）又比如用力抖动这个保鲜袋，它会怎样？（鼓起来），保鲜袋能鼓起来是因为它里面充入了一些？（空气）【师】：空气是人类和一切动植物的生命基础，同时，它还是一种重要的自然资源。今天，我们就一起来学习和研究与我们生命息息相关的身边物质空气。空气是由什么组成的？空气中氧气的含量又是怎样测定出来的？让我们带着这两个问题阅读课本26页的相关内容。【板书】：课题1 空气一、空气的组成【师】：空气组成的发现历经上百年的时间，直到200多年前，一位伟大的化学家，他在前人成功经验的基础上，首次用定量的方法研究出了空气的组成。那这位伟大的化学家是谁呢？【生】：拉瓦锡 【师】：没错，他就是被称之为“近代化学之父”的法国化学家拉瓦锡。【师】：这是拉瓦锡的照片以及他用来研究空气成分的实验装置。我们先来介绍一下这个装置所用到的仪器。【师】：这是一个曲颈甑，曲颈甑内放的是银白色的液态金属汞（俗称：水银），甑的管口与玻璃钟罩内的空气相连接，水槽中放的还是汞，因此，也称之为汞槽。【师】：拉瓦锡的实验过程是：将少量的银白色液态金属汞放在由曲颈甑和玻璃钟罩组成的密闭容器里连续加热12天，之后出现了什么变化呢？请看视频。【板书】1、拉瓦锡实验：【师】：好，哪位同学来描述一下刚才实验过程中的现象？（在课件的装置图中随即展示）【生现象】:（1）曲颈甑内银白色液态金属汞的表面慢慢变成一种红色粉末；（知道这种红色粉末是什么物质吗？氧化汞）；（2）玻璃钟罩内汞的液面上升（知道上升了多少吗？）（1/5）（约占容器内空气总体积的1/5）（很好，描述得非常准确）【师】：银白色的液态汞加热后变成一种红色粉末，是因为汞与密闭容器里空气中的某种成分发生了反应。【师】：那这种被反应掉的成分是什么物质呢？我们接下来继续看拉瓦锡的后续实验。【板书】:（1）文字表达式：（银白色）汞+ 氧化汞（红色粉末）【板书】:2、拓展实验： （红色粉末）加强热 + 【师】：从这个视频中，我们发现：红色粉末再受加强热，又得到了什么物质？【生】：汞和氧气。【师】：拉瓦锡还发现得到的氧气体积恰好等于第一个实验中密闭容器里所减少的气体体积。于是，他把得到的氧气加到前一个容器剩下的气体中，结果得到的气体性质跟空气完全一样。由此，我们可以反推出：跟汞反应所消耗的气体就是氧气。（而且氧气的体积约占空气总体积的1/5。）【补充板书】：汞+氧气加热氧化汞【师】：这就是拉瓦锡钟罩实验的文字表达式。【过渡】：接下来，请大家根据这个表达式以及钟罩实验的现象，分析以下两个问题:（1） 在这个实验中，曲颈甑内汞的作用是什么？（消耗密闭容器内的氧气）（2） 玻璃钟罩内的液面会上升，是因为谁把这个空间让给了汞？（密闭容器内被消耗的氧气）【师】：也就是说：汞槽中的汞是用来弥补密闭容器内所消耗的氧气体积，因此，玻璃钟罩内所上升的液体体积就是什么的体积？（被消耗的氧气体积）【提问】：据此，你能否归纳出拉瓦锡钟罩实验的原理了呢？【小结】：拉瓦锡钟罩实验的原理： 汞与密闭容器内的氧气反应，生成物的状态为固体，使得密闭容器内气体的量减少，气压减小，容器内外存在的压强差将汞压入钟罩，使得液面上升，以弥补所消耗的氧气的体积，据此，就可以推算出空气中氧气的体积分数。【师】：拉瓦锡通过他的实验，知道了氧气约占空气体积的1/5，后来他还研究了剩下4/5的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不支持燃烧，他认为这些气体全部都是氮气。据此，拉瓦锡得出的结论是：空气是由氧气和氮气组成，且氧气约占空气总体积的1/5.【师】：科学的结论应该具有可重复性和可检验性，那现在，你们想不想亲眼目睹空气中氧气体积分数的测定过程呢？【过渡】：拉瓦锡的钟罩实验虽然是世界公认的，但由于该实验过程耗时长、药品剧毒以及装置复杂等因素，不宜照搬到课堂进行演示，那我们能否通过改进实验来实现测定呢？【师】：可前后桌讨论一下，我们改进的方面有哪些？【板书】:3、实验室的测定方法【提问】：哪位同学来说说改进的方面有哪些？【提示】：首先，药品要不要更换？那应该选用哪种药品来代替汞呢？【生】：红磷【师】：选用红磷作为反应物，是因为它具备了哪个条件？或者说它能与谁反应？【生】：能与氧气反应。【师】：并通过查阅资料可知：红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷固体，这种固体能刺激人体呼吸道、易溶于水，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸。【板书】（1）药品：红磷（P）【师】：仿照拉瓦锡的实验原理，你们觉得改进后的实验装置也应该满足一个什么条件呢？（是密闭的还是敞口的？）【师】【投影】：像这样一套装置能否满足密闭的要求？【师】：接下来，我们来了解一下组成这套装置的仪器有哪些？（集气瓶、燃烧匙、双孔橡胶塞、玻璃导管、止水夹以及烧杯）【板书】：（2）实验装置：【师】：现在让我们利用改进后的装置和更换的药品来目睹空气中氧气体积分数的测定过程。请大家先了解一下整个实验的步骤，你们觉得哪些细节是不容忽视的？【投影】：（实验探究）利用红磷燃烧来测定空气中氧气含量实验步骤实验现象1检查装置气密性，并在瓶底加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。2夹紧弹簧夹，在燃烧匙内装入足量的红磷并在酒精灯火焰上点燃，之后立即伸入集气瓶内并塞紧橡胶塞，观察现象。红磷燃烧发出 火焰，集气瓶内可以看到 产生，瓶壁 ，说明 3待集气瓶冷却到室温后，打开止水夹，观察现象。烧杯中的水沿着导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶总体积的 。【生】：检查装置气密性。怎样检查？哪位同学来叙述一下？（连导管入水双手紧握试管外壁察导管口是否有气泡冒出）【师】：叙述得非常完美。在课前，我已经检查过这套装置的气密性，它是良好的。【师】：为了便于观察，老师烧杯中放的是红墨水。接下来，往集气瓶内加入少量水，有什么用呢？然后将水面以上空间划分为5等份，并用止水夹夹住胶皮管。点燃酒精灯，取足量的红磷并在酒精灯火焰上点燃，为什么要足量？然后迅速伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞，（将导管伸入水中，熄灭酒精灯，擦药匙。）观察现象。【师】：哪位同学来说说红磷在空气中燃烧的现象？（按着课件说）【板书】：（3）现象：发出黄色火焰、产生大量白烟，反应放热。【师】：接下来，我们需要等待集气瓶怎样？（冷却到室温）据此，你们能否分析出集气瓶底事先放水的作用了吗？【投影】：集气瓶中水的作用：（1）吸收热量，有助于装置冷却；（师：同时还能起到什么作用呢？可以从生成物性质方面考虑）（以查阅资料的形式提示给学生）（2）吸收生成的五氧化二磷，防止其污染大气。【师】：也正是因为五氧化二磷的这些性质，因此，我们在点燃后要立即伸入瓶中。【师】：接着，请大家注意，当我打开止水夹时，会有什么现象？【生】：烧杯中的水倒流入集气瓶，约占集气瓶容积的1/5。【师】：这个进入集气瓶内水的体积就是被消耗的什么的体积（氧气），据此，我们可以得到的结论是：氧气约占空气总体积的 。【过渡】：从刚才的探究中，我们体会到：实验要获得成功，就不能忽视实验的细节。俗话说得好“细节决定成败”。那你们觉得影响这个测定实验成功的因素有哪些？【投影】：（拓展延伸） 测定空气中氧气含量 影响实验成功的因素：【师】：我们可以从以下3个方面考虑。【投影】：（1）实验装置 （2）药品的选择以及用量 （3）实验操作【过渡】：如果觉得有难度，可以前后桌讨论一下。【板书】：（4）结论：氧气约占空气总体积的1/5。【板书】：（5）影响实验成功的因素：【师】：好，哪位同学来说说你们的分析。首先，装置要怎样？（密闭，确保装置内外没有物质的交换）这不但要体现在实验前装置的气密性是良好的，还表现在整个实验过程中装置要始终密闭，因此，操作上的要求是：点燃红磷前，必须夹紧止水夹，当红磷被点燃之后，要迅速塞进瓶内，并塞紧瓶塞，这都是为了防止红磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀而逸出，造成实验误差。【师】：那对于药品选择又要满足哪些要求呢？能否用硫、木炭、蜡烛以及铁丝等物质代替红磷呢？请大家试着从我们学过的这些物质与氧气反应所得的生成物的状态去分析。哪位同学来说说。【某生】：因为硫、木炭以及蜡烛燃烧的生成物是气体，会弥补瓶内所消耗的氧气体积，使得瓶内外的压强差不明显，从而造成实验失败。【师点评】：分析得非常详细。【师】：那又为什么不能用铁丝呢？（提示一下：可以从铁丝燃烧需要的背景环境去考虑）【某生】：因为铁丝在空气中不能燃烧，而集气瓶内装的就是空气。因此，这个实验就不能选择铁丝。【师】：从以上的分析中，我们归纳出：在药品的选择上，应该满足的要求是： 能在空气中燃烧，生成物为固体。【过渡】：既然选择的药品是用来消耗瓶中氧气的，因此药品的用量应该怎样？（足量）目的是：确保耗尽瓶中氧气。【师】：为了得到比较精确的结果，我们需要什么时候才能打开止水夹？【生】：冷却到室温。【师】：为什么？（提示：烧杯中的水能进去，是因为瓶内的气压减小，瓶内外存在压强差，大气压才能把水压进去，结合这个燃烧反应的特点放热，设想一下：若红磷熄灭后，立马打开止水夹，则水能进去吗？或者说进去的水能达到1/5吗？）【师】：最后，谈谈这节课的收获。【板书设计