3.1空气和氧气 教案 (2)

3.1空气与氧气
教案
一、教学目标
（一）知识与技能：
1.知道空气的组成、各成分的性质及用途，能用实验说明空气是混合物。
2.了解氧气的主要物理性质和化学性质，能通过氧气的性质理解氧气的广泛用途。了解氧气是空气中最活跃的成分，也是和我们人类生命最息息相关的部分。
3.了解化合反应和分解反应，了解化合反应与分解反应的区别。
（二）过程与方法：
1.了解实验室制取氧气的方法（过氧化氢分解和高锰酸钾加热分解），了解实验室制取氧气的仪器名称、装置的连接、检验气密性的方法、收集方法和检验氧气的方法。了解工业上制氧的方法。
2.通过实验探究空气的组成，了解探究的一般过程；联系生活经验，认识纯净物和混合物；培养学生自主学习能力。
（三）情感、态度与价值观：
1.通过对空气的组成的实验探究，激发学习和探究的兴趣，培养合作和勤于思考的科学作风，体验探究成功的乐趣。
2.初步懂得用实验来研究物质性质及其变化的科学方法。学会观察和分析实验现象，培养观察能力和分析综合能力。
二、重点难点
（一）重点：
1．知道空气的组成，掌握各成分的性质及用途。
2．氧气的主要的物理性质和化学性质及用途。
3．化合反应和分解反应的区别。
（二）难点：
1.空气中氧气含量的测定。
三、课型：探究型，多媒体
四、实验准备
试管、针筒、打气筒、锥形瓶、集气瓶、水槽、燃烧匙、橡皮塞、烧杯、导管、止水夹、酒精灯、红磷、硫酸铜、澄清石灰水、火柴。
五、教学过程
1、情景导入：出示一幅驿亭风景图片，教师感觉空气清晰。
讨论1：收集一瓶驿亭清晰空气的方法。（请同学收集）
讨论：空气有哪些成分组成。
新课探究：
一、空气的组成成分及性质
1、演示实验：无水硫酸铜遇水显蓝色
引导学生思考：1、将这一现象应用实验证明“空气中含有水蒸气”；
2、根据平时的观察，生活还有哪些现象能证明空气中含有水？
学生：1、冰过的瓶子外面有水珠
2、冬天教室窗上有一层水雾
3、置于空气中的饼干会受潮
2、演示实验：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
引导学生设计实验证明空气中含有二氧化碳
结论：空气中含有二氧化碳含量较少
3、演示实验：取一瓶空气和一瓶氧气，把一根燃着的木条先后插入两个集气瓶中，观察木条在两个集气瓶中燃烧的剧烈程度是否相同。
结论：空气中氧气含量并不高
4、探究：氧气在空气中占多大比例
实验原理：红磷在密闭容器内充分燃烧，消耗了空气中的氧气，生成五氧化二磷固体，容器内压强减小，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中，水的体积正好填补消耗掉氧气的体积，从而确定空气中氧气的体积分数。
现象：红磷燃烧产生大量的白烟，反应停止后，水槽中的水沿导管进入集气瓶中，约占瓶内体积的1/5
结论：红磷燃烧消耗氧气，氧气约占空气总体积的1/5。
讨论1：通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有哪些
（1）红磷的量不足；
（2）瓶内氧气没有耗尽；
（3）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；
（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。
讨论2：该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？
（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。
（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。
讨论2：我们能否用碳来代替红磷进行上述实验？
红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶。
二、空气的组成体积分数
三、空气的利用
四、氧气的制备
1、实验室制取氧气的方法：分解过氧化氢
过氧化氢－－水＋氧气
A、关于过氧化氢俗名双氧水，能与水以任意比混合。过氧化氢溶液的质量分数一般以10％－15％为宜，以免反应剧烈而引起事故。
B、二氧化锰：作催化剂，加快反应的速度。
【介绍】
（1）实验装置和操作原理：
仪器：烧瓶、导管、集气瓶、水槽、铁架台、分液漏斗（－－用于分离不相溶的液体；装配气体发生器等反应装置，用于不断向烧瓶中添加液体试剂。
－－装配气体发生器，用活塞控制添加剂，加液后关闭活塞，可防止气体冲出漏斗。）
装置：发生装置(左边)：常温下进行，注意检查气密性（夹住导管，在分液漏斗中注水，看液面是否下降）；装入液体和固体试剂（用漏斗和药匙或纸槽）。
收集装置(右边）：收集方法的确定（用排水集气法－－凡是不易溶于水的气体适于此法）。
（2）催化剂：是在化学反应中能改变其它物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。工业上叫触媒。特点就是：一变二不变，即改变(不只是加快)反应速率，反应前后质量不变、化学性质不变。催化剂具有选择性，不是万能的，液不是唯一的。
2、工业上制取氧气：
A、分离空气法。
【问题】工业制氧是物理变化还是化学变化？为什么？
－－工业制氧是物理变化。因为这里只是利用各种成分的沸点不同，把空气中的氧气从液态空气中分离出来。

【讲述】氮气蒸发后，剩余的主要是液氧。国家规定储存氧气用的钢瓶一律漆成天蓝色。
B、利用膜分离技术，在一定压力下让空气通过具有复集氧气功能的薄膜，可以得到含氧量较高的复集氧气。
【学生实验】
实验知识准备：1、装置的装配、连接及气密性的检查
2、固体试剂的取用
3、酒精灯的使用、加热方法
4、排水集气法的操作
实验注意点：1、在正式实验前要先练习一下有关的操作，如排水法收集气体、铁架台的使用等。
2、思考一些问题：
化合反应和分解反应
　1、化合反应：由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。
可以表示为　A＋B＋…＝X
举例说明。碳和氧气、硫和氧气、氢气和氧气反应
　2、分解反应：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应。
可以表示为　X＝A＋B＋…
举例说明。水的电解、高锰酸钾分解、过氧化氢分解等
　（其它再介绍置换反应和复分解反应）
　3、置换反应：由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物
　　　可以表示为：A＋BC＝B＋AC
演示实验：铁与稀硫酸、铁与硫酸铜发生置换反应
　4、复分解反应：由两种化合物互相交换成分，生成另两种化合物的反应
　　　可以表示为：AB＋CD＝CB＋AD
演示实验：氢氧化钠和硫酸铜反应