【轻松备课】沪教版(全国)化学九年级上 第1章 第2节 化学研究些什么 第2课时 教学课件

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第1章 开启化学之门
第2节 化学研究些什么
第1章 开启化学之门
第 2 课 时
1.能用实验事实说明空气是混合物。
2.了解空气中的主要成分在生产、生活中的用途。
3.初步理解混合物和纯净物的含义，并能举例说明。
4.知道空气中氧气含量的测定方法。
5.在活动与探究中，初步学会“观察”的基本方法。
学 习 目 标
自 主 探 究
二、化学研究物质的组成和结构
空气看不见，也摸不着，但实实在在存在着。你能证明它的存在吗？你知道空气中含有哪些物质吗？
答：1.把杯子倒扣在水中,水无法进入杯子,证明杯子中的空气存在。
2.拿个塑料袋开口向风,然后捏紧开口,鼓起塑料袋里面就是空气。
空气中含有氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体等。
1.空气中氧气含量的测定
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。
实验用品：集气瓶、燃烧匙、酒精灯、导管、烧杯、止水夹、胶管、橡皮塞、火柴、红磷、水。
实验装置：如图所示。
实验步骤：（1）连接装置；
（2）检查装置的气密性；
（3）塞好橡皮塞后，将集气瓶的容积划分为5等份，并加以标记；
（4）用止水夹夹紧胶管，将燃烧匙内装满红磷；
（5）在酒精灯上点燃红磷后，迅速伸入集气瓶内并把橡皮塞塞紧，观察现象；
（6）燃烧结束冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，观察现象。
实验现象：红磷在集气瓶内燃烧，产生黄色火焰，放出大量热，生成大量白烟。冷却后，打开止水夹，烧杯中的水倒吸，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
实验分析：红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，生成的五氧化二磷为固体，集气瓶内气体的压强减小。冷却后打开止水夹，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，进入的水的体积约等于集气瓶内消耗的氧气的体积。
实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。
反应的文字表达式为：
磷+氧气 五氧化二磷
点燃
观察
与
思考
空气中氧气体积分数的测定
1.如果集气瓶中吸入的水少于集气瓶内空气体积的1/5，可能的原因是什么？
答：装置漏气；红磷量不足；装置未冷却至室温就打开止水夹。
2.如果集气瓶中吸入的水大于集气瓶内空气体积的1/5，可能的原因是什么？
答：燃着的红磷插入集气瓶中的操作太慢，集气瓶内空气受热逸出；止水夹没夹紧，集气瓶内红磷燃烧时放热，瓶内空气从导管逸出等。
3.可不可以用蜡烛代替红磷进行相同的实验。原因是什么？答：不可以。因为蜡烛燃烧后的生成物是二氧化碳和水，而二氧化碳是气体，会弥补所消耗的氧气的体积，导致实验失败。
测定空气中氧气含量时，需要注意以下几点：
（1）装置的气密性要良好，否则瓶外空气进入集气瓶内，导致进入水的体积减小，使测得的氧气的体积分数偏小。
（2）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，导致测得的空气中氧气的体积分数偏小。
（3）不能用木炭、硫等代替红磷，木炭、硫燃烧后的生成物分别是二氧化碳、二氧化硫气体，会弥补所消耗氧气的体积，瓶内压强不会减小。
（4）必须冷却至室温后再打开止水夹，由于气体体积随温度升高而增大，如不冷却到室温就打开止水夹，会使进入水的体积偏小，导致测量结果偏低。
（5）烧杯内的水要足量。
（6）该实验同时证明了剩余气体（氮气）的性质是不支持燃烧，难溶于水。
2.测定空气中氧气含量的其他方法
破底集气瓶内水面上升，上升的水的体积约占其内空气总体积的1/5。
通电后，白磷燃烧，一段时间后左侧水面升高至约刻度1处。
白磷燃烧，冷却至室温后，打开止水夹，水倒吸进入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的1/5。
白磷燃烧，冷却后，活塞左移至约刻度4处。
实验时应交替缓慢推动注射器活塞，使氧气与细铜丝充分反应，熄灭酒精灯冷却至室温后将气体推进一个注射器内，根据刻度读出体积。减少的体积为氧气的体积，再将它与原空气体积比较，就可得氧气的体积分数。
用酒精灯加热充分反应一段时间，熄灭酒精灯，冷却稳定后，注射器内减少的气体体积为注射器和硬质玻璃管内气体总体积的1/5。
3.混合物与纯净物
空气是由氮气和氧气等多种物质组成的混合物，而氮气、氧气都是由一种物质组成的纯净物，两者的区别和联系如下表所示：
混合物 纯净物
组成 由两种或两种以上物质混合而成，组成不固定 由一种物质组成，组成固定
表示方法 无固定符号 有固定的符号，如氮气（N2）
性质 无固定的物理性质，混合物中各组分都保持各自的化学性质 有固定的物理性质和化学性质
举例 空气、海水、糖水等 氧气（O2）、二氧化碳（CO2）等
联系 混合物 纯净物 （1）判断一种物质是纯净物还是混合物，关键看其由几种物质组成，不能与物质的名称混淆。如五氧化二磷是一种物质的名称，属于纯净物。
（2）不要被一些字词误导，如清新（或纯净）的空气仍是混合物，冰水混合物只是不同状态的同种物质混合，为纯净物。
4.空气成分的发现
（1）18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国化学家普里斯特利分别制得了氧气。
（2）1774年，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。
（3）后来，许多科学家研究发现，空气中还含有氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等稀有气体。
实验步骤：取少量葡萄糖、砂糖和面粉，分别放在燃烧匙中，在酒精灯上加热。
实验现象：完全烧焦后，得到黑色的残渣。
实验结论：这几种物质的组成中均含有碳元素。
活动
与
探究
5.世间万物仅仅由100多种元素组成
（1）少量物质只由一种元素组成，如氧气由氧元素组成，金刚石由碳元素组成。
金刚石、石墨都是由碳元素组成的，也都是由碳原子直接构成的，但由于碳原子的排列方式不同，导致二者在物理性质上有很大的差异。如图所示。
金刚石及其微观结构模型
石墨及其微观结构模型
（2）多数物质由两种或更多种元素组成，如二氧化碳由碳和氧两种元素组成，碳酸氢铵由碳、氢、氧、氮四种元素组成。
（3）各种物质都是由肉眼看不见的、极小的微粒构成的，且都具有一定的组成与结构。物质组成和结构的不同导致了物质性质的差异。
6.物质的变化遵循一定的规律
一种物质通过化学变化可以变成其他物质，但反应物、生成物中应含有相同的元素。即在化学变化中，组成物质的元素种类不变。如铁矿石可以炼成铁，却不能炼成金；用水可以制取氢气，却不能通过化学方法把水变成油。
三、化学研究物质的用途与制法
交流
与
讨论
请指出下列用途中，哪些是金刚石的用途，哪些是石墨的用途，并说明该用途分别利用了金刚石或石墨的哪些性质？
1.制作钻石；
答：金刚石的用途，利用了金刚石是无色透明的晶体，具有特殊的光学性质。
2.作为电池的电极；
答：石墨的用途，石墨是一种能导电的物质。
3.制作铅笔的铅笔芯；
答：石墨的用途，利用了石墨为黑色质软的固体，在纸上划过会留下痕迹
4.切割玻璃。
答：金刚石的用途，利用了金刚石的硬度大。
1.研究物质的化学反应，可以揭示物质之间的转化规律。以此为基础，科学家充分利用自然界的自然资源，生产出现代社会中人们需要的各种用品，并不断拓展着各种物质的使用范围。
2.物质的性质与物质变化、用途、制法之间的关系。
化学研究的是物质而不是物体。占有空间、具有质量、具有特性的东西称为物质，如玻璃、木材等；由物质组成，具有一定形状、大小和用途的东西称为物体，如玻璃杯、桌椅等。化学主要研究物质，物理学主要研究物体及其运动。
3.人们以煤、石油、天然气等为原料，通过化学工艺，制造和合成价值更高的药物、化学纤维、塑料和合成橡胶等产品。
4.历史上几项重要的化学研究成果
（1）法国化学家拉瓦锡通过实验研究空气的成分。
（2）门捷列夫于1869年发表了元素周期表。
（3）著名化学家、发明家诺贝尔多年研究炸药，改进引爆装置。
（4）1898年，居里夫妇从沥青铀矿中发现了有放射性的钋和镭。
（5）1965年，我国化学家首次人工合成了结晶牛胰岛素。
（6）三位科学家研究导电塑料，获得2000年诺贝尔化学奖。
本节课你学会了哪些知识？
收获了什么方法？
还有什么疑惑吗？
课 堂 达 标
1.如图所示是“测定空气中氧气体积分数”的实验装置，关于该实验下列说法正确的是（　　）
A. 不用考虑装置气密性是否良好
B. 红磷火焰熄灭后立即打开止水夹
C. 依据实验现象推测，氧气约占空气总体积的1/5
D. 红磷点燃后，慢慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞
C
3.下列物质属于混合物的是（　　）
A.氧气　　 B.澄清的石灰水　
C.碳酸氢铵　　 D.五氧化二磷
2.下列研究课题不属于化学研究领域的是（　　）
A.研究物质的组成和结构
B.研究物质的性质与变化
C.研究物体的运动规律
D.研究物质的用途与制法
C
B
4.下列科技成果不属于化学成就的是（　　）
A.科学家发现“宇宙微波背景辐射的的黑体形式”，获得诺贝尔奖
B.科学家用单个分子制成“纳米车”，它能在人工操纵下运输药物分子
C.科学家发现“真核转录的分子基础”，获得诺贝尔奖
D.1965年，我国化学家首次人工合成了结晶牛胰岛素
A
5.研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示的装置。请根据图示实验回答下列问题：
（1）闭合电源开关，可以观察到白磷　　　　 。
（2）装置冷却至室温时，可观察到U形管内左侧液面　　　　。
（3）通过这个实验得出的结论是　　　　 。
（4）通过此实验还可推知反应后剩余气体的性质是　　 　 、 。
白磷燃烧，产生白烟
氧气约占空气体积的1/5
上升
不易溶于水
不能燃烧、不支持燃烧
谢 谢 观 看