第1节 空气与氧气
德清二中 王云松
【教学目标】
⑴知识与技能：
了解空气的主要成分
了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途
⑵过程与方法：
通过对“测定空气里氧气含量”实验的操作、观察、分析,了解空气的组成
通过对空气、氧气等几种常见物质的比较,了解混合物和纯净物的概念
⑶情感、态度与价值观目标：
初步了解空气污染给人类带来的严重危害
知道空气是一种宝贵的自然资源
养成关注环境、热爱自然的情感
【教学重、难点】
教学重点：空气的组成
教学难点：探究空气成分的实验设计和实验过程。
【教学准备】
教学课件、导学案
教学仪器：集气瓶、烧杯、玻璃管、橡皮软管、弹簧夹、燃烧匙、橡皮塞、胶头滴管、酒精灯、 水槽 、火柴、红磷、蜡烛。
【设计说明】首先通过猜谜的形式引入课题，使学生兴趣盎然地进入教学情景。教学流程如下：引入新课→探究1：探讨空气成分（包括：空气中有哪些物质；科学家探索空气成分的历史与评价等）→探究2：测定空气中氧气的含量→探究3：测定空气中氧气的含量的药品选择及量化测定。采用问题探究来设计教学，始终贯穿“设置主题──分析思考──实验探究──总结交流”的教学流程，积极引导学生进行自主学习、合作学习和探究学习，努力培养学生的动手能力和探索精神。对于教材上的氧气含量测定的实验，教师要进行实验演示：
在实验过程中，教师要适时地向学生提问，设置悬念让学生思考、做出假设或得出结论。如：
①实验过程中可观察到有哪些现象？
②为什么打开止水夹后烧杯中的水就会进入广口瓶中？
③进入到广口瓶中的水的体积相当于原广口瓶中哪种气体的体积？
④通过该实验，可以得出什么结论？
⑤完成该实验有哪些注意事项？
实验过程的误差分析等等。
对于问题⑥的误差分析，教师可以引导学生自主分析，得出产生误差可能有以下原因：
①装置气密性不好；②红磷不足，没有把氧气耗尽；③没有等到集气瓶冷却就打开止水夹；④导气管的体积被忽略不计了，同时教师进一步引导学生：还有一个主要误差是来自于燃烧方式本身。因空气里的氧气在耗尽前燃烧就会停止。关于燃烧停止后剩余气体里有无残余氧气（这一点有的学生也想得到）；剩余混合气体里氧气比例小到什么程度时燃烧就会停止，这一点可作为研究性学习课题，留待课后安排学生作进一步探究。
【教学过程】
设置情境，引入新课
猜谜语：“看不见，摸不着，没有颜色没味道，你的身边常围绕……”。该谜语的谜底是什么？
（展示一只空烧杯）烧杯中有什么？
今天，我们一起进一步认识空气。
二、新课教学
（一）、空气的组成
头脑风暴：你对空气知道多少？请同学们尽可能多地提出有关空气的问题。
学生可能提出的问题：①为什么空气看不见而又摸不着？②怎么证明空气确实存在？③空气由什么物质组成？④空气是由一种物质组成的？还是由多种物质组成的？⑤如果空气是有多种物质组成的，那么这些物质是什么？其含量是多少？⑥为什么风景区的空气比较清新，而一些大城市特别是一些大工业城市的空气质量比较差？⑦为什么有的物质在空气中燃烧？……
教师引导：今天，我们将一起探究空气的成分。主要解决你们提出的下列问题：③空气由什么物质组成？④空气是由一种物质组成的？还是由多种物质组成的？⑤如果空气是有多种物质组成的，那么这些物质是什么？又分别有多少？
【实验探究1】空气的成分
实验主题设置：我们生活的环境中有空气，人类的生活离不开空气，空气是一种重要的自然资源。那么空气是由什么组成的？它是由一种物质组成的？还是由多种物质组成的？如果空气是由多种物质组成的，则空气中含有哪些物质？
提出假设：学生根据生活经验提出空气是由多种物质组成的假设。
根据已有知识，联系生活经验，学生可能认为空气中有二氧化碳、水蒸气、氧气、尘埃………
收集证据：
活动一：1、用大针筒把空气压进石灰水中。石灰水是否变浑浊？___________________ 。变浑浊的速度怎么样？_______________________。
??这说明空气中含有＿＿＿＿＿。含量较＿＿（多／少）。
得到结论：空气中含有二氧化碳，含量很少
比较用嘴向石灰水中吹气，使石灰水变浑浊的速度，合理的解释是？
活动二：把一根燃着的木条放入一瓶空气中。木条是否继续燃烧？ 。把一根燃着的木条放入一瓶氧气中木条是否燃烧得更旺盛？ 。空气中含 。比较木条在空气中燃烧的现象与木条在氧气中燃烧的现象，合理的解释是 。
结论：空中含有氧气
活动三：把一滴水滴在无水硫酸铜粉末上。无水硫酸铜的颜色变化？
把一些碎冰放进一个干燥的烧杯里，用表面皿盖在烧杯口上。过一会儿，在表面皿里加一些无水硫酸铜，你有什么发现？
? 出现这一现象的原因是？
? 根据已有知识，联系生活经验，生活中还有哪些现象可以证明空气中有水蒸气?
小结：空气中含有含有氧气、二氧化碳、水蒸气和其他杂质（如尘埃）等多种物质。
思维延伸：空气中还有其他成分吗？
自主学习：引导学生学习科学家对空气成分的研究过程。
获得结论：空气中含有氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等多种成分。
【实验探究2】空气中氧气含量的测定
主题设置：大家对空气的认识主要来自生活常识，空气中还有其他的成分吗？空气中的氧气、二氧化碳等气体的含量又分别是多少呢？能否测定出广口瓶中氧气的体积？
设计方案：
①想办法把氧气拿出来，直接测氧气的体积；
提供如下图的实验装置及红磷，我们能否利用它来测定氧气体积呢？
1.（如上图）向集气瓶内装入少量水，并作上记号d。并将广口瓶从b－d处分为五等分，做好记号。
2.向燃烧匙中加入稍过量的红磷，关闭c处的止水夹后，点燃红磷，立即伸入瓶中，并塞紧。
3.提示学生观察红磷燃烧现象。
4.冷却后，打开止水夹，再由学生观察现象。
5.进入广口瓶中的水的体积相当于原广口瓶内空气中哪种气体的体积？进入广口瓶中的水的体积相当于原广口瓶内空气中哪种气体的体积？
指导学生通过自主阅读，明确：
①上述实验中，红磷燃烧时与广口瓶内空气中的氧气发生了反应，生成了叫做五氧化二磷的固体。上述实验中的大量白烟就是生成的五氧化二磷的固体，该固体沉降后溶解于水中。因此白烟最终消失。
②打开止水夹后，烧杯中的水进入广口瓶的原因。
进入广口瓶中的水的体积相当于原广口瓶内空气中哪种气体的体积？空气中氧气的体积分数约为多少？
形成结论：
a.由于过量的红磷燃烧时耗尽了广口瓶内空气中的氧气，使瓶内气体减少，压强降低，打开止水夹后，烧杯中的水就会进入瓶中。而且广口瓶内氧气被消耗多少，进入瓶中的水就有多少。因此，从烧杯中进入广口瓶的水的体积就相当于原瓶内空气中氧气的体积。
b.氧气约占空气总体积的1/5。
做这个实验时如果①装置气密性不好；②红磷不足，没有把氧气耗尽；③没有等到冷却就打开止水夹，那又会出现怎样的结果呢？
思维点拨：完成这个实验的关键是：红磷的用量要充足，要保证能够将瓶内氧气耗尽；整个装置气密性要好。
红磷可否用木炭等其他物质代替？
一、???????????? 空气的成分（体积分数）
氮气??????????? 78％
氧气??????????? 21％
二氧化碳??????? 0.03％
稀有气体????? ??0.94％
其它气体杂质??? 0.03％
（二）、空气的利用
阅读课本P36的内容 总结
1、氧气的用途
（1）供给呼吸 （2）支持燃烧(助燃)
2、二氧化碳的用途
（1）固态二氧化碳（又称干冰）是一种致冷剂，可用来保藏食品、人工降雨
（2）工业原料，制纯碱、尿素、汽水
（3）可用于灭火
3、氮气的用途
①制炸药和化肥
②做致冷剂，如医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术
③食品包装时充氮以防腐
④灯泡中充氮作保护气
4、稀有气体又叫惰性气体
（1）稀有气体不是单一的气体，常作保护气
（2）充入灯泡时，稀有气体能发出不同颜色的光，可制成各种用途的电光源。
（3）稀有气体还可用于激光技术，氦可用于制造低温环境，氙可用于医疗麻
课堂小结：
一空气的组成
①空气不是单一成分的物质；
②空气中有1/5体积的氧气；
③空气的组成（强调体积分数）。
二、空气中各成分的用途
四、课堂练习 见课件上课堂练习
五、板书设计
2.1 空气
一、空气的成分
氮气（78%） 氧气（21%） 稀有气体（0.94%）
二氧化碳（0.03%） 其他气体及杂质（0. 03%）
二、空气的利用
1、氧气的用途
2、二氧化碳的用途
3、氮气的用途
4、稀有气体的用途
课件21张PPT。第一节 空气与氧气第3章 空气与生命 你能举一个生活现象或设计一个实验证明空气的存在吗？
想想办法空气里究竟有些什么物质呢？你的猜测是……探探究竟是二氧化碳1.如图所示，用大针筒把空气 压入石灰水中。石灰水是否变 浑浊？_______。
这说明空气中含有_________。2.取一瓶空气和一瓶氧气,把一根燃着的木条先后插入两集气瓶中，观察木条在两集气瓶
中燃烧的剧烈程度是否相同。___________ ________________________。合理的解释是 ____________________________________。 不相同， 木条在氧气中燃烧得更剧烈纯氧的浓度比空气中的氧气浓度高空气中有哪些成分？探究：请设计一个实验来证明空气中含有水蒸气。冰过的瓶子外面有水珠；
冬天教室的窗户上有一层水雾；
放置在空气中的无水硫酸铜会渐渐变蓝色；
放置在空气中的氢氧化钠会逐渐潮解；
……暴雨天气下雪了从上图中你知道了什么？空气中含有水蒸气拉 瓦 锡（法国）：首先通过实验得出空气是由氮气(约4/5)和氧气(约1/5)组成的。空气成分的测定 初步确定，空气中至少含有 CO2、O2 和水蒸气等物质。 测定空气中氧气含量1.如图所示装置，先在集气瓶 里加入少量水，再把剩余的容 积分成 5等份，做上记号。
2.点燃燃烧匙内的红磷，立即 塞紧瓶塞，观察到的现象是：_________________________________。
3.火焰熄灭后，振荡集气瓶，打开导管上的夹子，观察现象，并记录瓶内水位变化情况。消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为 _________。
实验说明：__________________________。红磷剧烈燃烧，产生大量白烟1:4氧气约占空气体积的1/5（2）为什么烧杯内的水会进入到集气瓶内?思考红磷燃烧后生成五氧化二磷（P2O5），且能溶解在水中。白烟是固体小颗粒， 白雾是液体小液滴。氧气被消耗，生成了五氧化二磷固体，使得集气瓶内气压减小，烧杯中的水就被大气压压入集气瓶中。（1）红磷燃烧后生成什么？“白烟”和“白雾”一样吗？（3）可不可以用蜡烛代替红磷来
消耗氧气？不可以，因为蜡烛燃烧生成的是
气体二氧化碳和水，瓶内压强不会减小。（4）此实验说明剩余气体有哪些性质（至少两点）。
_____________________________________①不燃烧也不支持燃烧；②不溶于水。思考 （5）拉瓦锡测出氧气约占
空气总体积的 1/5，而在我们的实
验中，吸入的水的体积往往小于集
气瓶剩余容积的 1/5。为什么会出
现这样的现象？1、装置的气密性不好,可能漏气。2、红磷的量不足,没有充分消耗氧气。3、没有将点燃的红磷迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞。4、未等瓶内的气体冷却就打开夹子……大量实验测定表明，空气中各成分的体积大约是：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%、其余气体和杂质0.03%。在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。氧气氮气二氧化碳稀有气体空气是一种重要的天然资源其他气体和杂质P72 空气的利用自主学习供给呼吸帮助火柴燃烧高温火焰用来切割或焊接金属冷冻治疗器霓虹灯灯泡中可延长使用寿命保护气防腐、保鲜化肥、炸药人工降雨、灭火激光技术，制造低温环境，用于医疗麻醉成云致雨O2N2H2ON2N2N2CO2O2稀有气体稀有气体O2稀有气体如图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。
（1）燃烧的现象是_______________________。
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认
为其原因是____________________________。
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为
____________________。红磷继续燃烧，产生白烟，火焰慢慢熄灭集气瓶内的氧气已消耗完烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），集气瓶中的水约占集气瓶容积的1/5。2、法国化学家拉瓦锡从实验得出空气是由( )
A、二氧化碳和氧气组成
B、氮气和氧气组成
C、氮气和氨气组成
D、氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等组成1、空气的成份按体积分数计算最大的是（ ）
A、氧气 B、二氧化碳 C、氮气 D、水蒸气C B 3、“生物固氮”是利用空气中（ ）
A、氧气 B、惰性气体 C、氨气 D、氮气D4、下列说法正确的是（ ）
A．空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成
B．空气中氧气的质量占21％，氮气占78％
C．通常状况下，无色、无味气体一定是空气
D．空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成A5、在100升空气里氮气的体积大约是（ ）
A、78升 B、78% C、21升 D、21%A6、空气中的成分是①氮气、②稀有气体、
③氧气、④二氧化碳、其他杂质气体。按体积分数由少到多的顺序排列正确的是（ ）
A、④②③① B、②①③④
C、①②④③ D、②①④③A7．造成大气污染的有害气体是（ ）
A、氮气、氧气
B、稀有气体、二氧化碳
C、一氧化碳、二氧化硫
D、氮气、二氧化碳 8．下列情况一般不造成空气污染的是（ ） A、煤燃烧生成的烟
B、汽车排气生成的烟雾
C、人呼出的二氧化碳
D、放鞭炮产生的烟雾 CC
