人教版九年级上册化学教案：2.1空气 第1课时

《空气的组成》教学设计
【教材分析】
《空气》是人教版九年级化学教材上册第二单元第一节的内容。

教材首先给出了拉瓦锡测定空气中氧气含量的经典实验，通过实验得出了空气由氧气和氮气组成的结论，然后仿照拉瓦锡的实验原理，给出了用燃烧红磷的方法测定空气中氧气含量的探究实验。

通过对实验现象的观察和分析，得出空气中氧气含量的结论。

教材中直接给出了科学家们的研究成果：通过实验测定，空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%从而得出空气不是一种物质（纯净物），而是由多种气体混合而成的（混合物）的结论。

【学情分析】
学生通过第一单元的学习，已经初步了解并掌握了一定的实验规则和方法。

而且在《对蜡烛及其燃烧的探究》中学习到蜡烛可以和空气中的氧气发生反应，并生成水和二氧化碳气体。

但对于如何测定空气中氧气含量的实验，是缺乏实验和理论基础的。

此实验是学生第一次接触定量实验，第一次接触分离混合物的方法，第一次接触实验中产生误差的原因分析，因此把它确定为本节教学的难点。

【教学目标】
1、通过观察实验，讨论、分析，准确描述测定空气中氧气含量实验的原理。

2、通过讨论、分析、比较，准确描述完成这个实验所选择的反应物必须满足的条件。

3、通过红磷燃烧实验现象的观察，准确、完整描述实验的现象。

4、通过实验观察、读数据，准确描述实验结论。

5、通过对实验的观察、比较、讨论，准确描述实验中误差产生的原因。

6、通过阅读教材，准确描述空气的组成成分。

7、通过阅读教材、分析、比较，能区分纯净物、混合物。

【教学与评价思路】
空气是学生在化学课上系统学习的第一种物质，学生在小学自然和前面所有知识中对空气有了一定了解，因此“空气是由什么组成的”并不是学习的难点。

难点在于完成“测定空气里氧气含量”的实验，其难在于：1、学生对此实验原理并不具备足够的知识储备，因为学生还没有学习大气压强的知识，因此不能很好理解实验原理；2、学生对化学药品还知之甚少，因此无从谈起独立选择药品。

对于第一个难点，我在教学设计中通过一个学生熟悉的实验入手，唤醒学生生活经验，加深对实验原理的理解；对于第2个难点，我采取提供背景信息的方式，让学生进行选择，这样就降低了难度，也让学生有了成功感，增强了科学探究的兴趣。

在整个探究活动结束后，再让同学阅读教材，比较书教材拉瓦锡的实验、教材实验2-1以及我们所做实验的不同，对以上三个实验进行评价，从而加深对本实验的理解。

【教学重难点】
重点：“测定空气里氧气含量”实验方案的设计
难点：引导学生确定实验方案、观察实验现象，初步学习分析实验现象的方法
【教学流程】
环节一：通过实验得出“抽出的空气的体积=进入钟罩内水的体积”这一结论(00:07-05:11)师：上课之前我来给大家介绍两种仪器（PPT播放第二页）：玻璃水槽和玻璃钟罩。

下面，我来用这两种仪器给大家做个小实验：取一张小纸条放在钟罩口的上方，将钟罩迅速压入装有水的水槽内，观察小纸条，你们观察到了什么现象？为什么会出现这种现象？
生：我观察到小纸条在飘动。

应该是钟罩内的空气被水排出形成了风，从而使小纸动飘动的。

师：通过这个实验，证明了我们的周围，空气是真实存在的。

我们将钟罩放入到水槽内，仔细观察钟罩内外的水位是相平的。

现在我有一个问题，有谁能想办法让钟罩内的水位上升？
生：抽出空气，水位就会上升。

并实际演示。

师：你能不能让钟罩内的水面下降？
生：向钟罩内吹气，水面就会下降。

师：播放PPT，我们小结一下我们刚才的实验。

如果我们抽出空气，水面就会上升。

假设我们抽出了1L的空气，那么，进入到钟罩里的水的体积会是多少呢？
生：我感觉应该是1L。

师：反过来，如果我们观察到上升的水的体积是2L，那么可以判定我们抽出了多少体积的空气，
生：应该是2L。

师：通过讨论，我们可以得出这样一个结论：抽出的空气的体积=进入钟罩内水的体积。

大家别小看这个结论，它实际上体现了化学学习的一个重要思想，也就是“化无形为有形”的思想。

在化学学习中，我们经常会研究一些无色无味的气体，我们既看不见又摸不着，这时我们就要采取“化无形为有形”的方法，借助其他有形的物质来进行研究。

过渡：通过刚才的实验，我们不仅感受到了空气的存在，还学到一种“化无形为有形”的化学思想。

环节二：互动交流的方式确定实验方案(05:11-10:55)
师：我们通过实验证明了空气确实是真实存在的，那么，空气是一种纯净的气体还是由多种气体混合而成的呢？
生：由多种气体混合而成。

师：你能不能说说具体由哪些气体混合而成？
生：通过前面的学习，我们已经知道空气中含有氧气、水蒸气、二氧化碳等。

师：我们知道，氧气是一种非常重要的气体，你知道氧气占空气的体积多少吗？
生：不知道。

师：今天这节课，我们的任务就是用刚才的这套装置来测量空气中氧气的含量。

为了便于大家观察和测量，我们将钟罩内的空气体积平均分成了五等份并做上了记号。

但由于空气和氧气都是无色透明的气体，因此，我们无法直接测量。

现在我请同学们来帮我想想办法。

生1：我们可以用吸管抽出钟罩内的全部氧气，这样水面就会上升，并且上升的水的体积正好就是吸出的氧气的体积，这样就可以得出空气中氧气的含量。

师：这们想法非常好，氧气的体积我们无法来测量，但我们可以借助水这种有形的物质大家认为这种方法好不好？
生2：这种方法不可行，抽气时我们无法保证仅抽出氧气。

师：也就是说，空气中的各种气体，是均匀混合在一起的，我们无法只抽出氧气。

那怎么办呢？
生3：我们可以将点燃的蜡烛放入钟罩内燃烧，它燃烧时只消耗氧气。

生4：这种方法也不可行，因为，石蜡燃烧，虽消耗了氧气，水面上升，但会产生二氧化碳和水蒸气，又使水面下降，因此，测量结果肯定不对。

师：由直接抽气到蜡烛燃烧，虽说方案还是不完备，但已经有了很大的进步，因为燃烧可以保证只消耗里面的氧气，但新的问题又摆在了我们的面前：燃烧后又产生了新的气体！我们现在应该怎么办？
生5：我们可以找一种可以燃烧的物质，但产物不能是气体。

师：大家觉得他说得行不行，那你们身边有没有这样一样物质，可以燃烧，但生成物不是气体的？
师：今天，我们给大家推荐一种物质：红磷，它可以燃烧，产物是一种固体。

接下来我们就用红磷燃烧的方法来测量空气中氧气的含量。

环节三：用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(10:55-15:58)。

师：将装有足量红磷的燃烧匙放在酒精灯上点燃，红磷开始燃烧，产生大量白烟，迅速将燃烧匙伸入钟罩内（用手机直播实验画面），观察到水面先下降，后上升。

提问：红磷燃烧消耗了氧气，为什么水反而下降？
生：红磷燃烧放热。

师：请一位同学用手摸一下钟罩外壁，确实有烫手的感觉。

因此，红磷燃烧，产生大量白烟，并放热。

师：由于红磷燃烧需要一定的时间，我们先来回顾一下刚才的实验过程，（播放PPT第6页），通过实验，我们可以得出结论：氧气约占空气总体的15%。

环节四：三种不同实验的比较(15:58-22:26)
师：其实，早在200多年以前，法国一位叫拉瓦锡的科学家就用实验的方法精确测定出了空气中氧气的含量。

现在请同学们迅速阅读教材。

生：阅读教材。

师：拉瓦锡并不是用红磷燃烧而是用加热汞的方法来完成这个实验的，为什么加热汞也可以准确测量。

生：汞加热时和氧气发生反应消耗氧气，生成物氧化汞是固体，因此可以准确测量结果。

师：拉瓦锡的实验相比我们做的实验，有什么优点？
生：测量结果精确。

师：为什么我们不用拉瓦锡的方法来做这个实验呢？
生：需要的时间很长。

师：谁来说说教材中的实验操作以及现象？
生：描述操作过程及现象。

环节五：实验结果偏小的原因分析(22:26-24:32)
师：通过刚才阅读教材，我们发现，实际上，空气中含量的含量为21%，为什么我们测定的结果为15%呢，也就是说，实验结果偏小可能有哪些原因呢？
生：可能红磷量很少，氧气没有消耗完。

生：可能装置漏气，外面的空气进入到钟罩内。

生：可能是我们读数的时候温度较高，应该等到温度降低到室温时才能读数。

环节六：空气的组成(24:32-27:28)
师：空气中除了氧气之外，还有哪些气体，它们分别占空气体积的多少？下面我们看一个小视频。

（播放希沃视频。

）
生：复述空气中的各种成分及体积分数。

环节七：混合物和纯净物(27:28-31:53)
师：通过今天的研究，我们发现空气是由氮气、氧气、希有气体、二氧化碳等多种气体混合而成的。

化学中，我们把空气这样由多种物质混合而成的叫做混合物。

而氮气、氧气、二氧化碳等由一种物质组成的叫做纯净物。

下面我们再来看一个小视频。

（播放希沃视频。

）环节八：课堂小节(31:53-34:37)
环节九：课堂测评及反馈(34:37-42:36)
附：《空气的组成》课堂测评
1、（10分）按体积计算，空气中含量最多的气体是，它大约占空气体积的；含量居第二位的气体是，它大约占空气体积的。

（检验目标6是否掌握）
2、（10分）下列物质中，属于纯净物的是（）（检验目标7是否掌握）
A、冰水混合物
B、雪碧饮料
C、河水
D、新鲜空气
3、（每小题各10分）为测定空气里氧气的含量，甲、乙、丙、丁
四个同学用如图所示的装置分别进行了实验探究。

（1）甲同学：用燃烧红磷的方法可以粗略测定空气中氧气的含量，
（检验目标1是否掌握）
该实验的原理是；
（2）乙同学点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞，在红磷燃烧的过程
中，我们观察到的现象是。

（检验目标2是否掌握）
（3）丙同学待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，观察到集气瓶中吸入水的体积约占集气瓶容积的。

（检验目标3是否掌握）
（4）丁同学：用碳替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因是。

（检验目标4是否掌握）（5）戊同学：实验后所测定的数据小于实际的21%，原因可能
是。

（检验目标5是否掌握）。