我们周围的空气.doc

第二单元 我们周围的空气
课题1 空气（1.5课时）
教学目标
1、知识与技能：
（1）了解空气的主要成分；
（2）了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途；
（3）初步认识纯净物、混合物的概念，能区分—些常见的纯净物和混合物
2、过程与方法：
（1）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；
（2）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；
（3）通过对空气污染情况的调查，知道污染空气的途径及污染的危害，学会一些简单的防治方法。
3、情感、态度与价值观：
（1）初步了解空气污染给人类带来的严重危害；
（2）知道空气是一种宝贵的自然资源；
（3）养成关注环境、热爱自然的情感。
（4）在自主设计实验探究的过程中，体验探究的乐趣，保持和增强对生活中和自然界中科学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣。

教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入课题
【引入】通过第一单元的学习，我们知道化学与我们的生活密切相关，今天我们就来研究我们人类每时每刻都离不开的物质——空气。
【板书】第二单元 我们周围的空气 课题1 空气
【提问】你能用一个简单的实验或实例来说明无色无味不易察觉的空气确实存在吗？
【小实验】将烧杯倒扣入水中
问题：烧杯里有什么物质？
水为什么不能充满整个的烧杯？

思考
回答：烧杯是空的
回答：因为烧杯里有空气。

让学生意识到空气的存在，初步认识到空气会产生压力，同时引入新课。

同样的道理，如果将胶头滴管插入水中。
【提出问题并组织讨论】
1、 怎样才能吸入更多的水？
2、 每次吸入水的体积都相同吗？
3、 吸入水的体积与挤压出的空气有什么关系？

讨论，集体交流。归纳小结，形成共识，得到启示。
激发学生兴趣。
感受空气占据一定的空间。空气会产生压力，把水压进烧杯。为测定一定容器内空气中氧气的体积的实验打下基础。

实验探究

交流反思
【提问】请大家根据已有的知识和生活经验，谈谈对空气的认识
【板书】一、空气的组成
【提问】在这些气体中哪种气体与我们生命活动联系最紧密？如何证明它的存在？
【追问】空气中氧气的含量又是多少，能否设计实验来研究？
【板书】 1. 空气中氧气含量的测定
（1）原理： （2）装置： （3）现象 （4）反应： （5）结论： （6）讨论：
根据以前学过的有关知识和生活经验，讨论、交流。
回答：氧气。供给呼吸，支持燃烧。

了解空气与人类生活的紧密联系。
知道空气主要成分。
培养学生表达交流能力。
为用燃烧法测定空气中氧气的含量实验做铺垫。
探究活动：设计实验，用燃烧法测空气中氧气的含量
1、 设置问题：氧气的体积分数是多少，能不能用类似胶头滴管吸水方式测定氧气的含量呢？
资料：红磷 + 氧气 五氧化二磷
（固体） 气体 固体
硫（固） + 氧气（气） 二氧化硫（气）
石蜡（固） + 氧气（气） 二氧化碳（气）+ 水（液）
2、 组织学生设计实验方案。（药品、仪器、操作）
3、 组织学生交流、讨论、解释观察到的实验现象。
分组讨论，选择实验用药品，设计实验方案并相互交流。
小组为单位进行实验。
汇报、交流实验成果。发现问题——用燃烧蜡烛、纸张、火柴的方法无法准确测量空气中氧气的含量。
通过学生自主探究，体会当很难用机械的方法把空气中的氧气排出时，可以用点燃蜡烛（或纸张、火柴）的方法把氧气消耗掉，定性的认识测定空气中氧气含量的方法。在体验成功的喜悦和探究乐趣的同时，发现新的探究问题。
演示实验：空气中氧气含量的测定
介绍可燃物──红磷（展示红磷样品 暗红色固体）。
介绍实验装置。提出问题：

(1) 盛放红磷的集气瓶内，除了水，还有什么？ （空气）
(2) 将红磷点燃后放到集气瓶里，见到什么现象？
（黄色火焰、放热、产生大量白烟）
(3) 红磷熄灭冷却后把弹簧夹打开后会有什么现象？为什么？
（水进入集气瓶约1/5体积，因为红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，且生成物是固体，导致集气瓶内的气压减小，因而水倒流。）
(4) 该反应是什么？ （磷+氧气五氧化二磷 P+O2P2O5）
(5) 通过该实验得出的结论是什么？
（氧气约占空气体积的1/5体积。）

实验结束后，提出下列问题让学生讨论思考5分钟后回答：
(1) 燃烧匙内放过量红磷的目的是什么？
（使瓶内的氧气全部参加反应）
(2) 为什么实验开始前要关闭弹簧夹？如未关闭，可能的后果是什么？
（防止瓶内的空气受热膨胀后逸出，使测定结果偏大。）
(3) 为什么要等集气瓶冷却后才能打开弹簧夹？
（因为燃烧放热，瓶内温度较高气体气压较大，引起测量结果偏低。）
(4) 如果装置的气密性不好，结果可能是什么？
（燃烧结束时瓶内压强减小，瓶外的空气会进入集气瓶，引起测量结果偏低。）
(5) 红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气？
（有；红磷在氧气含量过低的实验条件下不能继续燃烧。）
(6) 在实验中，为什么气体减少的体积小于1/5？可能的原因有哪些?
（①装置漏气；②红磷量不足；③装置未冷却就打开弹簧夹。）
(7) 若剩余气体主要是氮气，上述实验可以知道N2的什么性质？
（无色气体，难溶于水、不能燃烧也不支持燃烧。）
熟悉药品、装置。
预测、观察实验现象。
记录实验现象，完成探究报告。在观察、思考、讨论的基础上进行交流，得出结论。

产生认知冲突，进一步激发探究欲望。
提供资料，启发学生对实验结果作出合理的猜想。
在前面两个小实验的基础上，初步理解空气中氧气含量测定的实验原理，知道气体体积的测定方法。对学生的实验设计做激励性的评价，增强其对事物认识的好奇心、求知欲。

总结
【讲述】两百多年前，法国著名化学家拉瓦锡研究空气成分所做的实验与我们今天的实验异曲同工。打开课本课本26页。
通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。

【讲述】在十九世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气之外，还有其他的成分。目前人们已能用实验方法精确的测定空气的成分。实验表明，空气的成分按体积计算，大约是
【板书】
2、空气的组成
（1）空气是混合物
名称 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他
符号
体积分数

【讲述】 大气有自净作用.进入大气的污染物,经过自然条件下的物理和化学作用,或是向广阔的空间稀释,使其浓度下降,或是受重力作用,使较重粒子沉降于地面,或是在雨水洗涤下返回大地,或是被分解破坏等从而使空气净化.这种大气的自净作用是一种自然环境的调节的重要机能..应当指出的是,绿色植物的光合作用也是一种自净过程. 所以，正常情况下，空气各组分的含量是比较稳定的。

（2）含量比较稳定(自净作用)

【课后自学】 你如何理解空气是一种宝贵的资源？随着现代化工业的发展，排放到空气中的有害物质的数量超过其自净能力时,就会出现空气污染。空气污染严重影响人类和自然界万物的生长。空气是人类生命和生活不可缺少的物质，人在5周内不吃饭，5天内不因水，尚能生存，而隔绝空气5分钟就会死亡。所以，空气污染会对人类造成很大的危害。那么，那些物质会造成空气污染呢？这些污染物是从哪里来的呢？我们怎样防治空气污染呢？

德育教育：通过空气成分发现过程的学习，认识到科学研究过程中美的真谛在于求真，作为科学家最大的美德是严谨的科学态度，要敢于质疑权威。了解，最初化学研究的手段

把探究从课堂引向课外，进一步激发学生的探究欲望。

组织学生小结。
提出进一步探究的问题：
1、空气中的各成分是怎样被发现的呢？ 各成分又有何种用途呢？
2、地球上没有空气会怎样？

谈这节课的收获：从知识的获得、认识气体的途径和测量气体体积的方法等方面谈。
梳理知识，归纳方法，进行自我评价。

课题2 氧气
教学目标
1、知识与技能：
（1）初步建立起研究物质的一般方法和合理顺序，学习沿着知识的内在脉络进行学习的初步方法，，并知道性质与用途之间的关系；
（2）了解氧气的物理性质和用途。掌握氧气的化学性质(碳，硫、磷、铁、蜡烛在氧气里的燃烧中所表现出来的化学性质)。认识硫、磷、碳、铝与氧气反应的现象、文字表达式；
（3）认识化学反应，了解化学反应的基本特征，认识化合反应和氧化反应。
2、过程与方法：
（1） 通过活动与探究，培养学生观察与分析、合作与交流的能力；
（2）通过对实验现象及结论的分析，学习从具体到抽象、从个别到一般的归纳方法。
3、情感、态度与价值观：
（1） 从五彩缤纷的化学变化中，让学生体验化学美；知道化学反应的重要用途。
（2）对学生进行“性质决定用途，用途体现性质”的辨证规律教育。
（3） 培养学生通过实验研究物质及其变化规律的科学方法
（4）培养学生实事求是、尊重科学、尊重事物发展规律的科学态度；激发学生探索科学的进取精神

重、难、疑点
1.重点：(1)氧气的化学性质。
(2)化合反应，氧化反应概念的建立。
2.难点：化合反应与氧化反应的区别。
3.疑点：氧化反应的定义中为什么不包括氧气的“气”’为什么不提剧烈反应的“剧烈”两字。
4.解决办法
(1)教师演示实验，并组织学生观察、描述记录实验现象，采用边实验、边观察、边记忆的方法学习氧气的化学性质。
(2)通过对比五个化学变化引导学生根据实验结果分析概括归纳典型的氧化反应，并解释氧化反应定义中不写“气”字的原因来解决学生学习中的疑点。
(3)采用学生讨论教师总结的形式来突破难点。

教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入课题
【引入】通过上节课的学习，我们知道空气对人类的生存至关重要，而这其中氧气尤为重要，我们今天就来研究氧气。

听讲、回忆
帮助学生迅速进入学习状态，对新知识产生熟悉感、亲切感，降低陌生度
提出问题
收集信息
【提问】联系生活，回忆前面的学习，你对氧气都了解些什么？
【总结】研究物质的一般模式：存在、性质(物理性质和化学性质)、用途、制法，其中性质是主要的。
（1）回忆、整理
从存在、性质、用途等方面加以整理。
（2）展示、评价
降低新知识的门槛，从学生生活入手，集中图破难点，解决重点问题
明确已知，确立未知

探
究
物
理
性
质

【设疑】
氧气能否溶解在水中？
联系氧气支持呼吸的性质，联想水中的生物通过喝水获取氧气，从而得出结论：氧气能溶解在水中。
引导学生关注生活中的化学问题，并用学到的化学知识解决实际问题
【追问】容易溶解吗？

在室温下，1L 水中只能溶解约30mL 氧气。
思考，回答
不容易，地球上大部分被水体覆盖，若氧气容易溶解在水中，则空气中将不复存在氧气。
【总结】
一、 物理性质
1．通常状况下，无色、无味气体，
2．标准状况下，密度1.429g/L，比空气（1.293 g/L）略大、
氧气
O
2
气体
液体
固体
无色
淡蓝色
雪花状
淡蓝色
-183
℃
℃
--218
3．水溶性：不易溶于水 30mLO2/1LH2O（室温）
4．三态变化

101kPa时，
工业生产的氧气，一般加压贮存在钢瓶中（天蓝色，黑字）

交流反思

（1） 可以用排水法收集氧气吗？
（2） 可以用排空气法收集氧气吗？
（3） 收集有氧气的集气瓶如何放置？

排水集气法和排空气集气法的优劣比较( 可放氧气制法中讲)

实验探究
氧气的化
学性质

交流反思
二、氧气的化学性质

1、展示一瓶无色气体，如何来证明它是氧气?
【实验2-2】 把带火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中
2、描述观察到的实验现象。
3、为什么在空气中只能看到火星，而在氧气中却能燃烧?

【实验2-3】 在燃烧匙里放少量硫，加热，直到发生燃烧，观察硫在空气里燃烧时发生的现象。然后把盛有燃着的刘德燃烧时伸进充满氧气的集气瓶中，再观察硫在氧气里燃烧时发生的现象。比较硫在空气里和在氧气里燃烧有什么不同？

【实验2-4】把光亮的细铁丝盘成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽是，插入充满氧气的集气瓶中（集气瓶底部要先放一些水或细砂）

（1）通过以上几个实验我们可以看出，可燃物在氧气里燃烧比在空气里燃烧要剧烈。如硫、铁、碳、蜡烛等。这说明什么？

（2）为什么可燃物在空气中燃烧不如在氧气中剧烈？

（3）你知道气割为什么要让可燃气体在氧气中燃烧，而不是在空气中燃烧？
观察、讨论、交流、发言。
进行实验、观察现象、分析结论。(也可用带火星的纸条。)

观察实验现象：反应前 反应过程中
反应后

说明氧气的化学性质比较活泼，同时也说明，物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发生反应，由于空气中的氧气含量相对较少，因此空气中燃烧不如在氧气中剧烈。

思考，回答
在氧气中燃烧剧烈，充分，放热多，有利于产生比较高的温度
让学生尝试探究的乐趣。

让学生学会如何全面细致有序地观察实验，准确描述实验现象。

性质决定了用途
化学研究的目的在于应用

小结
物质
现象
化学方程式
反应前
在空气中燃烧
在氧气中燃烧
木炭
黑色固体
燃烧发红，放热，无烟，无焰，生成无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊
剧烈燃烧，发出白光，放热，生成无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊
C + O2 CO2
硫
黄色固体
微弱、淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
燃烧，产生明亮、蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体
S + O2 SO2
红磷
暗红色粉末状固体
微弱的黄色火焰，放出热量。生成白烟
发出耀眼的白光，放出热量。生成白烟
4P + 5 O2 2 P2O5
铁丝
银白色固体
在空气中持续加热发红，离火后变冷。

剧烈燃烧，火星四射，放出热量，将铁丝熔成小球，黑色固体落入瓶底
3Fe + 2 O2 Fe3O4
镁条
银白色固体
剧烈燃烧，耀眼白光，放热生成白色固体

2Mg + O2 2MgO
蜡烛
固体
燃烧，黄色火焰，放热，瓶壁有水雾出现，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
燃烧更旺，发出白光，放出热量， 瓶壁有水雾出现，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

归纳提升
分析氧气与木炭、硫粉、铁丝、镁条、红磷的反应，找出这5个反应的共同点。

【下定义】两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应——化合反应 多变一
【下定义】物质与氧(氧元素)发生的反应——氧化反应

注意1．氧化反应是指物质跟氧发生的化学反应，而不是专指物质跟氧气发生的化学反应．物质跟氧气发生的化学反应只是氧化反应的一种形式．

2．化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应，两者没有必然的联系．如：
氧化钙＋水→氢氧化钙(是化合反应但不是氧化反应)

物质在氧气中燃烧时较剧烈的氧化反应，但并不是所有的氧化反应都像燃烧那样剧烈并发光、放热。有些氧化反应进行的很慢，甚至不容易被察觉，这种氧化叫做缓慢氧化。在生活中，缓慢氧化的例子很多，如动植物的呼吸，食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等都包含物质的缓慢氧化。
比较，思考，回答
都是化学反应；
都是点燃条件；
都是与氧气反应；
都反应剧烈；
都放出热量；
都是两种物质变成一种物质

理解、记录笔记
缓慢氧化

缓慢氧化是一种不易察觉的氧化反应，通常无发光现象，但会发热．

说明：实验室中少量白磷需要保存在冷水中，是因为白磷暴露在空气中易发生缓慢氧化，产生的热量引起白磷燃烧，保存在冷水中起隔绝空气的作用．
引导学生从不同的角度关注、探究化学变化。

课题3 制取氧气

【教学目标】
1、知识与技能：了解实验室制氧气的反应原理、实验装置、实验操作。
2、过程与方法：通过探究氧气的制法，认识分解反应，认识催化剂和催化作用，掌握探究过程。
3、情感态度与价值观：通过对催化剂的探究和阅读有关材料，培养勇于创新的科学精神。
重点：氧气的制法及实验操作。
难点：催化剂的概念及催化作用。
【重点、难点】
1．本节课的重点是实验室制取氧气和收集气体的操作方法的示范。
2．催化剂的概念是教学难点。（非重点知识）
【教学过程】

【引入】氧气可以供给呼吸和支持燃烧，在工农业生产和科学研究方面，氧气也有着非常重要的用途。有时，由于空气中氧气含量不很高，我们经常需要较纯的氧气。那么，氧气是如何制得的呢？本节课中，我们将简单介绍氧气的实验室制法和工业制法。
【板书】 第三节 氧气的制法
一、氧气的工业制法
工业上用分离液态空气的方法制取氧气。

空气
空气
除去二氧化碳
干燥
氮气
液态空气
降温
加压
升温-196℃
液态氧
升温-183℃
氧气

（由于液态氮的沸点是－196℃，比液态氧的沸点低，所以氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。为了便于贮存、运输和使用，通常是把氧气加压到1.5×107Pa，并贮存在天蓝色钢瓶中。氮气贮存在黑色的钢瓶中）
原理：利用空气中各物质的沸点不同（物理性质），通过蒸发的方法将氧气分离出来，发生的是物理变化。

在实验室里，我们通常采用分解过氧化氢溶液，加热氯酸钾或高锰酸钾的方法来制取氧气。

二、氧气的实验室制法
（一）过氧化氢分解：

【实验2-5】

实验
现象
结论
解释
（1）在试管中加入5mL 5% 的H2O2 溶液，把带火星的木条伸入试管，木条是否复燃？
木条不复燃
过氧化氢溶液常温下缓慢分解成水和氧气
二氧化锰加快了过氧化氢分解生成氧气的速率，这种在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有变化的物质叫做催化剂（或叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。二氧化锰就是用过氧化氢分解制氧气的反应中的催化剂。
（2）在试管中加入5mL 5% 的H2O2 溶液，加热，把带火星的木条伸入试管，木条是否复燃？
木条复燃
过氧化氢在加热时能分解出氧气
（3）向盛有5mL 5% 的H2O2 溶液的试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管
木条复燃
常温下过氧化氢遇二氧化锰时能分解出氧气
（4）待实验（3）的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察，以上实验（4）重复多次。
木条复燃
二氧化锰反应前后化学性质不变
（5）实验后把二氧化锰洗净、干燥、再称量

质量不变
【板书】
催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有变化的物质叫做催化剂（或叫触媒）。
催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
【注意】
1．催化剂在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，既可以是加快化学反应速率（正催化剂），也可能是减慢化学反应速率（负催化剂）。
2．有的化学反应需要催化剂，有的化学反应不需要催化剂。
3．同一反应可以选用不同的催化剂。例如，要使氯酸钾很快产生氧气，除了可以用二氧化锰作催化剂外，也可以选氧化铁作催化剂。硫酸铜溶液等对过氧化氢的分解也具有催化作用。
4．催化剂是反应的催化剂，而不是物质的催化剂。

MnO2
1. 反应原理：
2H2O2==== 2H2O+O2↑
过氧化氢
发生装置：根据反应物的状态和反应条件
2. 实验装置：
收集装置：根据生成物的物理性质
（1）发生装置：固体与液体反应生成气体
试管，单孔橡胶塞，导气管，铁架台（带铁夹）
改进：
（2）收集装置：集气瓶，水槽（排水法）
集气瓶 （向上排空气法）

（二）加热氯酸钾制取氧气
MnO2

反应原理： 2KClO3 ==== 2KCl + 3O2↑
（白色固体） （白色固体）

（三）加热高锰酸钾制取氧气
【演示实验2-7】把少量高锰酸钾放在试管里加热几分钟，用带火星的木条插入管口，观察木条是否复燃。如果复燃，表明有什么气体放出？
1。反应原理：2KMnO4 ==== K2MnO4 + MnO2 + O2↑
高锰酸钾 锰酸钾 二氧化锰
（紫黑色固体） （墨绿色固体）（黑色固体）
现象：紫黑色的固体变成黑色，产生的气体使带火星的木条复燃。

【讲解】高锰酸钾全部反应后剩余的是锰酸钾和二氧化锰两种固体的混合物，看到的是黑色固体。
【讨论】比较以上两个化学反应具有什么共同特点？
【讲解】和化合反应相反，以上两个化学反应都是由一种物质生成了两种或两种以上其他物质的反应，化学上将这类反应叫做分解反应。
【板书】
分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
2．实验装置
选择仪器装置的依据：根据反应物的状态和反应条件来选择仪器装置。
粉末状固体气体
（1）实验仪器：大试管、单孔塞、导管、铁架台、酒精灯、集气瓶、水槽。
（2）检验方法：用带火星的木条放在导管排气处，带火星的木条复燃，证明生成的气体是氧气。
（3）收集方法：根据气体的物理性质。
O2 不易溶于水，采用排水法收集；
O2密度大于空气，采用向上排空气法收集。
（4）验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已收集满。
3．操作步骤
（1）连接仪器；
（2）检验装置的气密性；
（3）装药品：取高锰酸钾装入试管（约１/4试管），在试管口处放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管。
（4）固定试管：调整铁架台上的铁夹高度，将试管口略向下倾斜，固定在距试管口1/3处。
（5）加热：加热前应准备好集气瓶、水槽、玻璃片等用品。
（6）收集气体：用排水法、排气法各收集一瓶氧气。
【注意】
1．加热开始产生少量气泡时不能收集，当产生大量气泡再收集。为什么？
2．用排水法收集气体，收集结束时，一定要先撤导管后撤酒精灯。如果先撤酒精灯后撤导管，会产生什么后果？（为了防止水倒流，避免试管炸裂。）取氧气

【讨论】
（1）在一定量的氯酸钾中加入少量的高锰酸钾，是否能加快氯酸钾的分解速率？为什么？
答：能加快氯酸钾的分解速率。因为高锰酸钾受热后容易分解，生成物中有二氧化锰，二氧化锰可以降低氯酸钾分解的温度，因此可以加快氯酸钾的分解速率。
（2）高锰酸钾是不是该反应的催化剂？为什么？
答：高锰酸钾不是该反应的催化剂。因为高锰酸钾受热易分解，生成了其它物质，在反应前后，高锰酸钾的质量和化学性质都发生改变，因此高锰酸钾不是该反应的催化剂。但是高锰酸钾分解生成的二氧化锰是加快氯酸钾分解反应的催化剂。

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