3.1 空气与氧气 教案

3.1空气与氧气 教案
教学目标
1、说出空气的主要成分；
2、了解组成空气的各主要成分的体积分数。
重点难点
氧气体积分数的测定实验原理：以及实验现象分析。
课程内容
一教学过程
新课引入
课前热身：提问的形式“有没有人一天可以不睡觉？有没有人一天可以不吃饭？有没有人一天可以不呼吸？”
通过上述问题引入到空气的重要性，今天我们就来学习有关空气的知识。
、空气的组成
思考与讨论：空气里有哪些物质？请用生活事例或实验说明这些物质的存在。
学生小组谈论。
结论：二氧化碳、水蒸气、氧气等
课堂补充以上物质通过实验法来验证它们的存在。
实验一用澄清石灰水来验证空气中二氧化碳的存在；
实验二用燃着的木头来验证空气中氧气的存在且含量少等
氧气的体积分数的测定：
两百多年前法国化学家拉瓦锡就用定量的方法研究了空气的成分。
带着任务单上的问题观看短视频【拉瓦锡实验】（简述拉瓦锡实验的过程、装置仪器和实验意义）
拉瓦锡的结论是：空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占总体积的1/5。
4358005-1270000【实验】：测定空气里氧气含量（用分组控制个多变量测量一个不同变量的方法进行实验，收集证据）。
在探究空气中氧气的含量测定实验中，要注意引导学生观察实验现象，体会从实验现象导出结论的思维过程（如图1）。
实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5。
实验时，燃烧匙里要盛入过量的红磷，红磷过量，足以使钟罩中密封的氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。这个实验还可推论出氮气不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气不易溶于水。?
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。
该实验要求：①红磷必须过量。若红磷量不足，则不能将密闭容器内空气中的氧气反应掉，导致测得的结果偏小。②实验装置的密闭性要好。若密闭性不好，则外界的空气会进入密闭容器内，导致测定结果偏小。③不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷。因为硫或木炭燃烧后产生的气体弥补反应所消耗的氧气体积，导致测得氧气的体积会有误差，而细铁丝在空气中难以燃烧，氧气的体积几乎不会变化，因此，密闭容器内的水面不会上升。
结论：通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5；氮气难溶于水，氮气的化学性质不活泼。
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：
（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。
该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？原因可能是：
（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。针对此实验可以展开如下拓展。
在19世纪以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来才陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气外，还有其他成分。目前，人们也能用精确的实验方法测定空气的成分。
空气的成分按体积计算，大约是：
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
二、课堂小结
三、课后作业布置
根据“题23-1图”回答有关问题。
46577251229995有孔塑料板
00
有孔塑料板
683895866140气泡
00气泡
57150096520000
A B C D E F G H I
题23-1图
（1）仪器E的名称为 。?
（2）图A~C是常见实验基本操作。其中正确的是 （填序号）；请选择一个有错误
的操作写出改正方法： 。
449199010287000（3）选择仪器D~I完成下列实验操作：
①用KMnO4制备O2，应选仪器 （填序号），其化
学反应方程式为 ；
②用大理石与稀盐酸反应制备CO2并使反应随时发生或停止，
应选仪器 ，其反应方程式为 。 题23-2图
（4）“题23-2图”是以锌粒和稀硫酸反应制备H2，并用排水法收集。请
把图补画完整。