【轻松备课】科粤版化学九年级上 第二章2.1空气的成分 教学详案

第二章 空气、物质的构成
2.1 空气的成分
设计说明 本课题分为两个课时，第一课时通过引导学生用生活中的司空见惯的事实来说明空气的存在，增加课题趣味性，吸引学生的注意力。然后用红磷燃烧的实验来测定空气中氧气的含量，得出空气的组成。通过演示实验，使学生加深对于空气中氧气含量测定实验的印象。通过实验识记注意事项及问题，培养学生观察实验现象、分析得出实验结论的能力。再通过学生自主阅读教材，并联系生活实际得出氮气和稀有气体的性质及用途。第二课时从空气成分过渡到纯净物和混合物的概念，通过例证让学生学会分辨纯净物和混合物。分析空气污染与防治方法，通过课堂练习巩固所学知识。 教学目标 【知识与技能】 1.了解空气的主要成分。掌握测定空气中氧气含量的方法。 2.了解氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。 3.认识空气污染的危害及防治空气污染的意义。 【过程与方法】 通过空气中氧气含量的测定实验及呼出和吸入的气体成分含量的探究实验，初步学习科学实验的方法，进行观察、记录，并初步学习分析实验现象。 【情感、态度与价值观】 知道空气是一种宝贵的自然资源，初步了解空气污染的危害，养成关注环境、热爱自然的情感。 重点难点 教学重点 1.空气的组成、作用。 2.纯净物与混合物的概念。 3.介绍空气污染的严重危害，以增强学生的环保意识。 教学难点 1.研究空气组成的实验过程及原理。 2.纯净物与混合物的概念。 教学方法 情景导入法：利用生活实际设置情景，导入新课，激发兴趣。 实验探究法：用演示实验探究空气中氧气的含量、用实验探究呼出和吸入的气体成分含量的不同。 阅读归纳法：通过阅读教材，归纳氮气、稀有气体等的性质和用途。 教具、学具 集气瓶、烧杯、燃烧匙、单孔橡皮塞、烧杯、导管、弹簧夹、酒精灯、红磷、水、火柴。 授课时数 2课时 第一课时 教学过程 导入新课 网购已成为时代宠儿，我们从网上买一些易碎的物件时，快递包装盒里通常有一些鼓起的小袋子，你们知道这些袋子里通常装入的是什么吗？ 讲授新课 一、空气是由什么组成的 1.空气成分的发现 【教师讲述】最初人们以为空气是一种单一的物质，二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验证明了其中有氧气和氮气；拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，那他是如何研究的呢？拉瓦锡的结论是什么？ 【学生阅读】教材第32页知识视窗，总结拉瓦锡所做实验的实验步骤、现象、结论，对实验结论作出合理分析。 拉瓦锡测定空气组成的实验： 汞+氧气氧化汞 结论：空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。 2.实验室测定空气中氧气的含量 【教师讲述】拉瓦锡的实验是在二百多年前做的，由于受到当时条件的限制，他的实验比较麻烦。现在我们已经能用简单的实验来验证拉瓦锡的实验所得出的结论，你们打算采用怎样的方法？你们将选择怎样的实验装置？如何测出减少的氧气的体积？ 学生按探究步骤思考并分组讨论，尤其是实验设计和操作。 教师展示实验装置并演示实验，学生观察描述实验现象、得出结论、记录文字表达式等。 【演示实验】教材实验2-1：空气中氧气含量的测定 现象：红磷燃烧产生大量的白烟，放出大量的热，反应停止并冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，约占瓶内空气总体积的1/5。 结论：氧气约占空气总体积的1/5。 【教师讲述】在红磷燃烧这个实验中，红磷与空气中的氧气反应，生成了一种叫做五氧化二磷的白色固体，我们可以用文字的形式把这个反应表示出来。 文字表达式：红磷+氧气五氧化二磷 实验成功的关键： （1）装置不能漏气； （2）集气瓶中加少量水（防止高温熔融物溅落使瓶底炸裂）； （3）红磷足量； （4）点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧胶塞； （5）待装置冷却至室温后打开弹簧夹。 【学生思考】1.根据实验现象，分析瓶内剩余气体具有怎样的性质？ 不能燃烧，也不能支持燃烧；不溶于水。 2.红磷燃烧后生成的“大量白烟”可以说“大量白雾”吗？ 不能。烟是固体小颗粒，雾是小液滴。 3.能否用木炭、硫、铁代替红磷？ 不能。木炭、硫的燃烧产物是气体，不能产生压强差；铁不能在空气中燃烧。 【思考讨论】 1.在实验中发现测得的空气中氧气的体积含量小于1/5，可能的原因是什么 答案：红磷的量不足（合理即可）。 2.在实验中如果进入水的体积大于集气瓶总体积的1/5，会是什么原因呢？ 答案：（1）点燃红磷后，插入集气瓶的速度太慢，导致部分气体从集气瓶口膨胀逸出。 （2）弹簧夹未夹紧，红磷燃烧放热，导致部分空气从导管口膨胀逸出。 【教师点拨】 1.空气中剩余的约占4/5体积的氮气：不燃烧，不支持燃烧，难溶于水。 2.空气中氧气的体积含量小于1/5的原因：（1）装置漏气；（2）红磷的量不足或集气瓶中的氧气没有消耗完；（3）装置没有冷却到室温就打开弹簧夹等。 3.空气的组成（体积分数） 【教师讲述】许多科学家通过实验和探究得出空气中的稀有气体中含有氦、氖、氩、氪、氙等成分。 【学生阅读】教材第31页，记忆空气的成分。 空气的成分按体积计算，大约是氮气占78%；氧气占21%；稀有气体占0.94%；二氧化碳占0.03%；其他占0.03%。 二、氮气和稀有气体 1.氮气的性质和用途 回顾空气中氧气含量测定中剩余气体的成分及其性质，引出氮气的性质。 学生阅读教材33页，总结氮气的用途。 2.稀有气体的性质和用途。 学生阅读教材33页，总结稀有气体的性质和用途。 （1）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。 （2）稀有气体是无色、无味的气体，化学性质很不活泼。 （3）稀有气体性质及对应用途 性质用途物理性质通电时会发出各种颜色的光用于霓虹灯、激光技术化学性质一般不跟其他物质反应作焊接保护气举例（氦气）密度很小、很稳定作探空气球填充气
【教师点拨】物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质。 当堂达标 1.空气中按体积计算，含量最多的气体是（　　） A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.稀有气体 答案：B 2.在100 L空气里氧气的体积大约是（　　） A.78 L B.78% C.21 L D.21% 答案：C 3.空气中氧气与氮气的体积比约为（　　） A.4∶1 B.1∶4 C.1∶5 D.5∶1 答案：B 4.某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶内空气体积的1/5。产生成这一现象的原因可能是（　　） A.实验前没有将弹簧夹夹紧 B.实验装置可能漏气 C.实验中所取的红磷过量 D.冷却到室温才打开弹簧夹 答案：B 5.用如图所示的实验测定空气中氧气的含量，下列操作会使测定结果偏大的是（　　） A.装置漏气 B.药匙中放入的红磷量不足 C.点燃红磷伸入瓶中时，没有立即塞紧瓶塞 D.红磷燃烧结束后，未等装置冷却至室温就打开弹簧夹 答案：C 6.下列关于氮气用途的说法错误的是（　　） A.制造硝酸和氮肥的重要原料 B.食品包装中充入防腐 C.灯泡中充氮气延长寿命 D.氮气支持燃烧 答案：D 7.空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气中分离获得的是（　　） A.用作医疗急救的氧气 B.用作焊接保护气的稀有气体 C.用作食品防腐剂的氮气 D.用作清洁燃料的氢气 答案：D 8.霓虹灯能发出五颜六色的光是由于充入了哪种气体（　　） A.氧气 B.氮气 C.稀有气体 D.二氧化碳 答案：C 9.为了使灯泡经久耐用，常向灯泡里充入的气体是（　　） A.二氧化碳 B.氧气 C.氮气或稀有气体 　　　　　 D.氮气和氧气 答案：C 板书设计 第二章　空气、物质的构成 2.1 空气的成分 第一课时 一、空气的组成 1.空气中氧气含量的测定 现象：（1）红磷燃烧产生大量白烟，放热。 （2）水倒流入广口瓶的体积占瓶内空气总体积的五分之一。 结论：氧气占空气总体积的五分之一。 2.空气的组成（体积分数） 氮气 78% 氧气21% 稀有气体0.94% 二氧化碳0.03% 其他0.03% 二、氮气和稀有气体 1.氮气的性质和用途 2.稀有气体的性质和用途 第二课时 教学过程 导入新课 温故知新 空气中含有氮气、________、稀有气体、二氧化碳等气体，其中_________是空气中含量最多的气体，占空气总体积21%的是__________。 讲授新课 三、纯净物和混合物 【教师讲述】我们已经研究了空气的成分，那么空气、氧气、氮气有什么不同呢？空气中含有氮气、氧气等物质，是由两种或两种以上物质组成的，我们把这样的物质叫混合物，而氮气或氧气中分别只有氮气或氧气一种物质，我们把这样的物质叫做纯净物。 例　下列物质属于纯净物的是（　　） A.洁净的空气 B.清澈的海水 C.蒸馏水　　 D.自来水 答案：C 跟踪练习　下列物质属于混合物的是（　　） A.海水　 B.干冰 C.液氧 D.冰水 答案：A 【教师点拨】 1.研究物质的性质应该用纯净物，事实上我们所见到的物质基本上是混合物，纯净物只是相对纯度较高的物质，绝对纯净的物质是不存在的。 2.不能根据“混合”“洁净”判断混合物和纯净物，如冰水混合物属于纯净物，洁净的空气属于混合物。 3.稀有气体包括多种气体，属于混合物，其中每一种气体都是纯净物。 我们每时每刻都要呼吸，那么大家是否想过我们吸入的是什么？呼出的又是什么？（提醒学生人吸入的气体不完全是氧气，呼出的气体也不完全是二氧化碳） 请深吸一口气，再缓缓地呼出来，吸入的空气与呼出的气体还一样吗？ 下面我们就对我们吸入的空气和呼出的气体进行仔细地探究。 四、探究我们的呼吸作用 【教师提问】我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同？ 学生回顾生物等学科知识，分析我们吸入的空气和呼出的气体可能不同。 【提出猜想】鼓励学生根据已有知识大胆猜想。 学生根据已有知识提出自己的猜想—— A.两者的氧气含量不同 B.两者的二氧化碳含量不同 C.两者的水蒸气含量不同 D. …… 【查阅资料】引导学生回忆在生物和自然课中的知识。 【制订方案】指导学生根据物理和生物学科中接触到的控制变量法和对比研究法设计并制订实验方案。 【分组实验】学生分组进行实验并完成相应的表格。 【探究活动一】 步骤1：收集气体样品。 边做边想，学习使用排水法收集人呼出气体的方法及获取空气样品的方法。 【学生思考】收集特定地点的空气样品，可以怎么做？ 【探究活动二】 步骤2：向1瓶空气和1瓶呼出的气体中各滴入相同滴数的澄清石灰水，振荡，观察现象。 步骤3：将燃着的小木条分别插入空气和呼出气体的样品中，观察现象。 步骤4：取两块干燥的玻璃片，对着其中一块哈气，观察玻璃片上的水蒸气的情况，并与另一块放在空气中的玻璃片做对比。 【得出结论】组织学生完成对实验的交流和总结并得出结论。师生共同完成表格。 实验步骤实验现象结论适量澄清石灰水加入盛空气的集气瓶中后振荡没有明显变化呼出气体中的二氧化碳比空气中多加入盛呼出的气体瓶中后振荡变浑浊燃着的木条伸入盛空气的集气瓶中没有明显变化呼出气体中的氧气含量比空气中少伸入盛呼出的气体瓶中熄灭对着干燥的玻璃片哈气并与放在空气中的另一块玻璃片比较放在空气中的玻璃片没有明显变化，哈气的玻璃片上有水雾呼出气体中的水蒸气含量比空气中多
五、空气污染 【教师讲解】空气是地球上的动植物生存的必要条件，动物呼吸、植物光合作用都离不开空气，同时也是人类生产、生活所离不开的资源。随着经济的发展，空气污染日益严重，保护空气成了人类新的课题。 学生阅读相关内容之后，教师提出问题： （1）你身边发生过哪些污染空气的事件？ （2）大气污染会造成哪些危害？ 讨论后回答：（1）汽车排放的尾气、工厂向大气中排放的废气等。 （2）温室效应会使海平面上升、酸雨使建筑物被腐蚀、臭氧空洞使人受到紫外线的伤害而易得皮肤病和影响视力等。 【教师总结】 1.空气污染来源 工业污染源：工业废气中含多种有害气体 交通污染源：汽车尾气造成的污染 生活污染源：燃煤造成的污染 2.空气污染物：固体和气体 （1）固体：颗粒物、细颗粒物等 3.空气污染造成的危害 （1）损害人体健康； （2）影响植物生长； （3）损坏地面设施，破坏文物古迹； （4）导致地球的生态平衡失调等。 【教师讲解】现在的天气预报中有关于空气污染的项目，为了监控各地大气环境的质量，我国已经建立了空气质量日报的制度。 1.空气质量日报主要包含三项：首要污染物、空气质量指数和空气质量指数级别。 2.列入空气质量监测标准的项目 颗粒物、细颗粒物（指空气中直径≤2.5 μm的细微颗粒物）、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧。 【学生阅读】教材第37页知识视窗，了解空气质量指数及相关信息。 空气质量分级标准 空气质量指数0～5051～ 100101～ 150151～ 200201～ 300>300空气质量指数级别一级二级三级四级五级六级空气质量指数类别优良轻度 污染中度 污染重度 污染严重 污染
【教师点拨】 1.二氧化碳没有列入空气质量监测标准的项目。 2.空气质量指数级别越低，空气质量状况越好；空气质量指数级别越高，空气质量状况越差。 【教师提问】为了保护人类赖以生存的空气，我们可以做些什么？ 【学生回答】积极植树、造林、种草、爱护花木，向周围的人宣传保护空气的重要性及保护空气应采取的措施。 4.防止空气污染的措施 （1）工厂的废气，必须经过除尘、除污处理，达到国家规定的排放标准，才能向空气中排放。 （2）实行煤炭综合利用，减少直接以煤为燃料，改用气体燃料。 （3）倡导“低碳经济”，大力发展水电、核电，改变能源结构。 （4）推广使用无铅汽油。 （5）植树造林，增加绿化面积，大力改善周围环境等。 当堂达标 1.下列物质中属于纯净物的是（　　） A.空气中分离出来的稀有气体 B.氧化汞 C.食盐水 D.75%的医用酒精 答案：B 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.氮气 冰水混合物 B.铁矿石 食盐水 C.五氧化二磷 洁净的空气 D.稀有气体 二氧化碳 答案：C 3.在探究我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同的活动中，其中有一操作如图，则该操作说明该气体是（　　） Ａ.极易溶于水　 Ｂ.不易溶于水 Ｃ.易溶于水　 Ｄ.与气体是否溶于水无关 答案：B 4.在“人吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的探究中，下列说法不正确的是（　　） A.证明呼出气体含二氧化碳的证据：呼出的气体使澄清石灰水变浑浊 B.证明呼出气体含水蒸气的证据：呼出的气体使玻璃上有水珠 C.证明呼出气体含氧气的证据：呼出的气体使木条燃烧更旺 D.证明呼出气体含有氮气的证据：空气中含有氮气，而氮气不被人体吸收 答案：C 5.喷雾除尘车利用喷雾系统向空中喷射出水雾净化空气，其主要作用是（　　） A.减少粉尘污染 B.治理水污染 C.防治酸雨 D.缓解温室效应 答案：A 6.下列物质不属于空气污染物的是（　　） A.二氧化硫 B.一氧化碳 C.二氧化碳 D.可吸入颗粒物 答案：C 板书设计 2.1　空气的成分 第二课时 三、纯净物和混合物 1.纯净物：只有一种物质组成。 2.混合物：由两种或两种以上物质组成。 四、探究我们的呼吸作用 五、空气污染 1.空气污染源 工业污染 交通污染 生活污染 2.空气污染物 固体：颗粒物、细颗粒物等 气体：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等 3.空气质量日报：首要污染物、空气质量指数、空气质量指数级别。 4.防治空气污染的措施 教学反思