《课题1 空气》教学设计（附导学案）

《课题1空气》教学设计第1课时空气是由什么组成的【教学目标】知识要点课标要求1.探究空气成分的实验（重点）掌握测定空气中氧气的体积分数的实验做法2.空气的成分（重点）了解空气的主要成分，各成分占空气体积的体积分数3.纯净物和混合物（重点）知道物质的组成；明确概念，区分混合物和纯净物【教学过程】情景导入【演示实验】在烧杯底部放一张团好的纸，倒置时不下滑，将烧杯口朝下，垂直放入盛水的水槽中，浸没，过一会将烧杯垂直拿出来，烧杯中的纸没湿。你们知道这是为什么呢？如果烧杯在水中倾斜，就会发现有许多水泡从烧杯中跑出来，杯子中的纸浸湿了。烧杯中跑出来的气体是什么？纸为什么湿了？这就是我们今天要学习的“空气”。合作探究探究点一拉瓦锡探究空气成分的实验提出问题拉瓦锡测定空气成分的实验，存在哪些优点？哪些缺点？（从实验时间的长短，操作是否简单、易操作，对环境的污染等方面考虑。）讨论交流阅读拉瓦锡测定空气成分的实验，讨论归纳。探究实验1.实验一（如图所示）【实验步骤】把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。【实验现象】一部分的液态汞变成了红色粉末。同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。【实验原理】汞+氧气氧化汞。【实验结论】容器里空气体积差不多减少了1/5。研究剩余的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，他误认为这些都是氮气。2.实验二【实验步骤】把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热。【实验现象】红色粉末又生成了银白色物质和能使带火星木条复燃的气体。【实验原理】氧化汞汞十氧气。【实验结论】氧化汞加热分解生成的氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的气体的体积。3.通过上述实验，拉瓦锡得出空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。归纳总结拉瓦锡测定空气成分的实验，优点：科学家用严肃认真的科学态度进行反复的实验。缺点：实验时间的较长，操作装置比较复杂，且实验过程中对环境有污染。知识拓展拉瓦锡不是最早发现氧气的科学家，发现氧气的科学家是舍勒和普利斯特里。探究点二空气成分的实验提出问题模拟拉瓦锡测定空气成分的实验，探究空气的成分，我们如何选择药品、仪器，设计装置进行实验呢？讨论交流分析上述实验，讨论设计装置并进行实验。探究实验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）。药品：红磷、水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。反应的文字表达式：磷+氧气五氧化二磷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。课堂讨论1.上述实验结束后集气瓶内剩余的气体具有哪些性质？（不能支持燃烧，且不溶于水）2.利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理我们还可以设计出其他的装置图吗？归纳总结空气的成分（按体积分数计算）成分氮气N2氧气O2稀有气体二氧化碳CO2其它气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%知识拓展空气不是一种单一的物质，而是一种混合气体，其成分比较稳定的，空气中二氧化碳和水蒸气，因地区和气候而异。如阴雨天，空气湿度大，则水蒸气含量就大。巧学妙记空气本是混合气，体积分数要记住；氮七八、氧二一（洋二姨），零点九四是“稀”气；两个0.03，二氧化碳和杂气；计算、描述记清楚，莫与质量混一起。探究点三纯净物和混合物提出问题物质按种类可划分为什么？它们间有怎样的联系呢？交流讨论阅读教材归纳总结。归纳总结纯净物混合物概念只由一种物质组成由多种物质组成特性有固定的组成和性质，如熔点、沸点等没有固定的组成和性质，各物质都保持各自的性质表示方法可用化学符号表示，如氮气(N2)、二氧化碳(CO2)等不能用固定的化学符号来表示举例氧气(O2)、硫（S）、一氧化碳（CO）等空气、稀有气体、海水、糖水等联系知识拓展1.混合物是各成分简单混合，它们之间没有发生化学反应，各成分保持其原来的性质，在一定条件下可将其分离。2.纯净物是相对而言的，绝对纯净的物质是没有，通常说的纯净物是含杂质很少，纯度相对较高的物质。3.判断一种物质是纯净物还是混合物，关键是这种物质是由几种物质组成，不能与物质的名称混淆。例如五氧化二磷是一种物质的名称，是一种纯净物，这里的“氧”“磷”是组成五氧化二磷的两种元素，不是两种物质。【板书设计】第1课时空气是由什么组成的一、空气中氧气含量的测定二、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%三、纯净物和混合物1.纯净物：只由一种物质组成2.混合物：由多种物质组成【教学反思】成功之处本堂课通过对科学家探究空气成分的实验分析，学生进行模拟实验，体验到科学家严肃认真的科学态度，初步学会科学实验的方法。不足之处在探究空气成分的实验时要引导学生模仿设计，此实验是模拟科学家的实验，有部分学生进入误区。第2课时空气是一种宝贵的资源保护空气【教学目标】知识要点课标要求1.空气是一种宝贵的资源了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质，知道各气体的用途2.保护空气了解空气污染的危害，了解污染物的来源，知道防治污染的方法【教学过程】情景导入每当看见那黑漆漆的烟从那粗大的烟囱内冒出时，每当看见汽车的尾气时，每当看见垃圾堆积如山的时候，你们是什么心情？请同学们看看外面的天空我们如何去爱护它。合作探究探究点一空气是一种宝贵的资源提出问题空气中各成分有什么性质和用途呢？交流讨论阅读教材归纳总结。归纳总结1.氧气：（1）供给呼吸，可用于医疗、潜水、登山、航空等；（2）支持燃烧，可用于气焊、炼钢、宇航等。2．氮气（1）物理性质：没有颜色，没有气味的气体，在标准状况下密度比空气略小，难溶于水。（2）化学性质：不活泼，一般情况下它不支持燃烧也不供给呼吸。（3）用途：①用氮气做灯泡（经久耐用）或食品包装（延长食品的保质期）的填充气；②液态氮气用于医疗手术（冷冻细胞，杀伤细胞，防止癌细胞扩散）；③用氮气制氮肥（人工固氮，工业制氨气N2+3H2eq\o(\s\up5(催化剂),\s\do2(===))2NH3）3．稀有气体（1）物理性质：没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。（2）化学性质：很不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生化学反应。（3）用途：①作为保护气：焊接金属时用来隔绝空气；灯泡中充稀有气体使灯泡耐用；②制成多种电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓红灯等；③用于激光技术或医疗麻醉；④用氦气代替氢气填充气球，不会发生爆炸。探究点五保护空气提出问题随着科学技术的发展空气受到严重的污染，我们知道如何防止或控制空气的污染呢？交流讨论学生结合社会实践归纳。归纳总结1.空气的污染物：有害气体（二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等）和烟尘。2.污染源：化石燃料燃烧，工厂排放的废气，汽车尾气。3.危害：①严重损害人体的健康；②影响作物的生长；③破坏生态平衡；④导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。4.【板书设计】第2课时空气是一种宝贵的资源保护空气一、空气是一种宝贵的资源1.氧气：（1）供给呼吸（2）支持燃烧2.氮气：用作保护气、制氮肥3.稀有气体：用作保护气、霓虹灯二、保护空气1.污染物：有害气体和烟尘2.危害：3.【教学反思】成功之处本堂课创设真实的问题情境，学生产生了浓厚的兴趣。学生能积极主动参与课堂讨论交流，从而增强学生的环保意识。不足之处教材中对保护空气的资料偏少，缺少学生自主查阅资料的环节。《课题1空气》导学案一、学习目标：1.了解空气的主要成分和组成。2.通过对“测定空气里氧气含量”实验的操作、观察和分析，初步学习简单的实验设计、观察实验现象并加以描述，对相关实验现象能给出合理的解释。3.初步学会鉴别纯净物、混合物。4.通过学习初步了解有关氧气、氮气和稀有气体的一些物理性质和主要用途。5.通过空气是一种宝贵资源的学习，认识到空气对人类的重要性。【课前预习】1.你对空气有哪些了解和认识？（如有什么样的外观？性质？含有哪些成分等）2.用胶头滴管向试管中滴加液体的操作是怎样的？胶头滴管吸取液体的原理？3.将带火星的木条分别插入充满空气、氧气和二氧化碳的三个集气瓶，有什么现象发生？体现了它们的什么性质？4.生活中你见过或知道哪些污染空气的现象存在？【情境导入】猜谜1.“水冲不走，火烧不掉，吃了不饱，人人需要。”2.“说个宝，道个宝，万物生存离不了，生你身边看不见，越往高处它越少。”二、自主探究：知识点1：空气的组成1、测定空气里氧气的含量的实验我们同学现在对空气都有了一定的认识，但是在二百多年以前，人们对空气却知之甚少。最初，人们对于物质为什么能够燃烧着迷，激发了好多人的研究兴趣，于是一些科学家对于“燃烧的本质”展开探究，经过若干科学家的不懈努力，这一奥秘逐渐被揭开，空气的成分也逐渐被人们所认识。下面让我们沿着科学家的足迹，步入空气成分的探究中吧。【阅读】P26思考完成以下问题：1.在拉瓦锡研究空气成分的实验中主要有什么操作，出现了哪些现象？2.拉瓦锡研究空气成分的实验中得出了什么结论？【实验探究】观察老师的演示实验，完成下面表格实验步骤实验现象实验结论检查气密性将燃烧匙中的过量红磷点燃迅速放入集气瓶中反应停止，冷却到室温后打开止水夹【交流讨论】请同学们结合课本内容和小组讨论，共同完成下列内容：1.写出该反应的文字表达式:2.总结实验结论:3.总结实验中的注意事项，并讨论若操作不当可能引起怎样的后果？4.在拉瓦锡试验中得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在我们的实验中，为什么空气的体积减少小于1/5？红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气？【对比归纳】认识相似装置2、空气的成分按体积分数计算，大约是：氮气____，氧气____，稀有气体____，二氧化碳_____，其它气体和杂质_____。空气是由_______、_______、___________、_____________、___________组成的。知识点2：纯净物和混合物【阅读】课文P27页内容，思考并讨论以下问题：1.找出混合物和纯净物的概念。2.判断下列物质属于混合物还是纯净物，并说明依据。空气海水氧气石灰水冰水混合物冰【比较归纳】物质纯净物混合物概念特性举例联系知识点3：空气是一种宝贵的资源【阅读】课本P28～30页内容，完成下面问题：成分主要性质主要用途氧气氮气稀有气体知识点4：保护空气【阅读】课本P30～32页内容，完成下面问题：1、什么可以造成空气污染？有何危害？如何防治？⑴空气的污染源:①（可吸入颗粒物）②主要有、、、等。（主要来源：化石燃料的燃烧和工厂废气的排放。三大化石燃料指煤、石油、天然气。）⑵空气污染的危害①；②等。⑶保护空气的措施①改善燃料结构，尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料。②化石燃料进行脱硫脱氮处理，工厂废气要经过处理后再排放。③开发新能源（绿色能源、清洁能源）。④植树造林，提高环境自我净化能力。2、城市空气质量日报、周报空气质量日报内容包括：、、等。空气污染指数项目暂定：、、、和。知识点5：绿色化学●绿色化学的主要特点:(1)充分利用资源和能源，采用的原料；(2)在的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；(3)提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；(4)生产出有利于、社区安全和的环境友好的产品；注:绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。【课堂小结】通过本节课的学习，你收获了什么？三、自我测评【课堂练习】P33.1～61.空气的成分以和为主，按体积计算，空气中含量最多的气体是，它大约占空气体积的百分比是；含量居第二位的气体是，它大约占空气体积的百分比是。2.夏天从冰箱中拿出一瓶饮料，放在空气中，外壁会潮湿，这说明空气中含有（）A．二氧化硫B．稀有气体C．二氧化碳D．水蒸气3.测定空气中氧气的含量，用右图所示的装置来完成。下列步骤的先后排列顺序正确的是()①先用弹簧夹夹紧橡皮管②用燃烧着的火柴检验瓶内剩余气体时，火柴熄灭，说明主要是氮气③点燃燃烧匙内的红磷，立即伸人瓶内，并把塞子塞紧④冷却到室温⑤打开弹簧夹，水压入集气瓶中，并接近集气瓶中原空气体积的1／5⑥先在集气瓶内加入少量水⑦检查装置的气密性A．⑦⑥②⑤④③①B．⑦⑥③②⑤①④C．⑦⑥①③④⑤②D．⑦⑥①③②④⑤4.下列物质中，属于纯净物的是（）。A．蒸馏水B．雪碧饮料C．河水D．洁净的空气5.下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（）A.净化后的空气、五氧化二磷B.水和冰混合、澄清石灰水C.生锈的铁钉、海水D.二氧化碳、液态氧气6.节日里五光十色的霓虹灯内填充的气体是（）A．氧气

B．氮气

C．稀有气体

D．二氧化碳7.下列活动中，不会造成空气污染的是（）A．动植物的呼吸B．工厂烟囱排放的烟尘C．汽车行驶排放的尾气D．焚烧麦秆产生的烟8.每年的6月5日是世界环境日，环境保护是我国的一项基本国策，空气的净化日益受到人们的关注。下列气体组中的各种气体都属于空气污染物的是（

）A.二氧化硫一氧化碳二氧化氮

B.二氧化碳一氧化碳氮气C.氧气二氧化碳氮气