中小学空气的成分公开课教案教学设计课件案例测试练习卷题.docx

第二章 空气的成分

教材分析
本节课是华师大2011版七下第二章空气第二节的内容，空气是学生学习了熟悉的水后，接触到的又一种熟悉的物质。因此，教学的起点定位于学生充分发表他们对空气的认识的基础上，引导分析如何设计较为精确的化学实验来测定空气中氧气的含量。
学情分析
1、学生已具备认知基础：学生在小学科学课对空气已经有了一定的认识，但是学生对具体的成分及其用途缺乏系统了解，对空气质量状况的内容也不是很清楚。
2、学生已具备的技能基础：学生已经了解了常用化学仪器的主要用途和使用时的注意事项,但对实验结果缺乏理论分析和判断。本课题设计的实验可以激发学生浓厚的学习兴趣，同时也可以使学生动手时动脑，发展抽象思维能力。
教学目标
（一）知识与技能目标
认识空气的主要成分及含量。初步体验简单的实验设计、观察实验现象并加以描述，对相关实验现象能给出合理的解释。
（二）过程与方法目标
通过测定空气中氧气含量的实验探究，让学生学会从混合气体中除去某种气体进而测定其含量的方法，并了解如何分析造成实验误差的原因。
（三）情感、态度与价值观目标
1、通过了解科学史，明确严谨的科学态度是探究实验成功的基础，体会科学发展的艰难和曲折。
2、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。
重点难点
重点：“测定空气中氧气含量” 探究过程
难点：引导学生设计“测定空气中氧气含量” 探究方法、探究原理
教学方法
1、比较分析法
2、实验探究法
3、多媒体辅助教学法。
教学过程
一、 引入：
活动：体验活动——试着憋气30秒，你会有什么样的感觉？
师：为什么你会感觉到不舒服，人的呼吸需要什么？
生：人的呼吸需要氧气。
师：空气当中所有的气体都是氧气吗？
生：不是。
师：猜一下在空气中都有哪些气体？
生：氧气、二氧化碳、水蒸气、氮气等
师：这些气体在空气中的含量都一样吗？
生：这些气体在空气中的含量不一样。
师：其实，早在18世纪，科学家们就已经在开始研究空气的成分了，大家把书翻到54页，一起来感受下科学们在探究过程中的艰辛与不易。阅读的同时，也请同学们找到科学家们在实验时采用了什么方法将氧气消耗尽，进行简单归纳。
生：18世纪瑞典化学家舍勒制得氧气，拉瓦锡用汞（水银）将氧气消耗完全，连续加热12天，足以看出科学探究的不易。有剧毒，科学家在科学探究中必须要操作小心规范。曲径甑，汞槽中汞会上升至玻璃罩的1/5。拉瓦锡又锲而不舍，将红色物质收集加热，重新得到氧气。拉瓦锡经过多次实验，得到了他的结论：空气是由氮气和氧气组成的。而这一结论经过了一个世纪之多，才被推翻。证明了空气中含有氧气，氮气，还有其他气体。当我们看到书本上这简单的空气成分比例图时，其实他们都是科学家们坚持不懈努力的成果。　最终探明：空气是由多种成分组成的混合物，并测出了它们所占的体积分数。空气中，氮气的体积分数占了78%，氧气约为21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。
二：探究空气的成分
师：科学的探究要有质疑的精神，那么书上的结论正确吗？我们来验证一下书上的结论，今天我们就先来探究下空气中氧气的体积分数。首先，列出氧气的体积分数计算公式，哪位同学来回答下。氧气的体积/空气的体积。
师：我用集气瓶收集了一瓶空气，如何测量瓶中的空气体积呢？
生：将水倒入集气瓶中，由水替代空气，则水的体积就等于空气的体积。
师：用水替代空气测定出其体积的方法十分适用，那么能否用类似的方法测定出集气瓶中氧气的体积呢？
师：我先给大家看一个演示实验，看大家是否能够其中得到一定的启示。当我用针筒向外抽取空气时，仔细观察试剂瓶内的变化。
生：水沿导管进入试剂瓶中，抽取了空气的体积等于进入的水的体积。
师：根据这个演示实验，能否测定出氧气的体积了呢？
生：先将集气瓶中的氧气消耗尽，再通过大气压将水压入的方式测定氧气的体积。
师：用什么物质将氧气燃烧尽最佳？
（铁丝、铜、蜡烛、碳、红磷）
师：在这个实验中当我们在选择燃烧的物质时，一定要考虑到两点：1、该物质能否将氧气消耗尽 2、生成物是否会产生气体，造成干扰。所以，在本次实验中，我们选取了红磷这种物质。红磷与氧气燃烧生成五氧化二磷，这种生成物是白色固体，不会对实验结果产生影响。
师：以四人小组为单位，初步设计实验方案，所提供的实验装置有：燃烧匙，弹簧夹，导管，双孔橡皮塞，烧杯，集气瓶（为了更为方便的观察到气体体积比例，将集气瓶分为5等分）。
生：写方案，画图。学生上台连接仪器，两组。
师：实验装置已连接完毕，在实验前我们还需对装置进行气密性检查：用手心捂住广口瓶，气体热胀冷缩，观察到导管口有气泡冒出，松手后导管口会形成一段水柱，表示气密性较好。
师：向燃烧匙中加入红磷，在这个实验中对于红磷的量有何要求？适量？少量？过量？首先在选用红磷的量时要考虑到红磷在此实验中的作用：消耗氧气。为了可以将氧气消耗完全，应加入多少红磷？
生：应加入过量红磷。
师：燃烧完后，什么时候打开弹簧夹，马上打开、还是冷却后打开？提示：气体会热胀冷缩。
生：冷却后打开弹簧夹。
点燃进行现象的观察：侧重观察：1、红磷如何燃烧，产生了哪些现象
2、冷却后，打开弹簧夹，观察现象。
生：现象描述：红磷燃烧，产生大量白烟（而非白雾），放出大量热。冷却后，水进入集气瓶约为其体积的1/5。
结论：氧气约占空气体积的1/5。
师：那么剩余的4/5气体呢？通过这个实验可否证明出是什么气体？
生：不能，只能证明这剩余的气体不支持燃烧。
若实验成功：
师：很好，本次实验较为成功，其实在上新课之前，老师也试做了几次红磷燃烧实验，但其中一次的结果并不如现在如此乐观，我在集气瓶冷却后发现集气瓶内水位仍未达到集气瓶体积的1/5，谁能帮我分析下原因？为何水进入集气瓶不及1/5？（放照片）
若实验失败：
师：老师最担心的事情还是发生了，集气瓶已冷却，而进入的水未到达集气瓶体积的1/5，实验不成功，谁能分析下原因？
生：1、红磷不足，氧气未被完全消耗
2、装置气密性不好，导致水无法上升至钟罩的1/5处。
师：空气中，氮气的体积分数占了78%，氧气约为21%，稀有气体0.94%。稀有气体是一种气体吗？
生：不是，稀有气体包括：氦氖氩氪氙氡。
师：稀有气体有哪些性质和用途？
生：稀有气体性质不活泼，曾经一度被称为惰性气体。但目前发现稀有气体还是能够发生一些反应的。我们可以利用他们的不活泼的性质，应用于生活：填充气球，飞艇，制作霓虹灯。
三、从空气中获取氮气和氧气
师：工业上我们如何大量获得氧气和氮气？提示：氧气的沸点：-183℃、氮气的沸点：-196℃
生：先冷却空气使之液化；再升高温度，当温度上升到-196℃时，氮气开始变为气体，而氧气依然还是液体；故能将氧气和氮气分离。
师：我们一般如何贮藏氧气和氮气？
生：人们一般将氧气和氮气压缩成液态贮藏在钢瓶中，并且把盛液氮的钢瓶漆成黑色，盛液氧的钢瓶漆成蓝色。
课堂小结：
一、空气成分的探索
1、空气成分的探索经历了一段漫长的过程；
2、空气是一种混合物，它由氮气（78%）、氧气（21%）、稀有气体（0.94%）、二氧化碳（0.03%）及其他气体（0.03%）组成；
二、从空气中获取氮气和氧气
工业上一般用“分离空气法”获取氧气和氮气
课后作业
1、做作业本上的相关习题。
2、利用所学的知识对本课中探究空气中氧气所占体积分数的实验进行改进设计，并能说明自己设计的理由。