第二单元 我们周围的空气

第二单元 我们周围的空气

课题1 空气

【教学目标】

1．知识技能：了解空气的主要成分；初步认识纯净物、混合物的概念。

2．过程与方法：

（1）通过对“测定空气里氧气的含量”实验的操作，观察和分析，掌握科学探究的手段和方法；

（2）通过对空气、氧气等几种常见物质的比较，掌握区分混合物和纯净物的一般方法。

3．情感与态度：

通过实验探究体验到实验是化学学习的重要手段，树立科学探究意识和实事求是的科学精神。

【教学重难点】

1．重点：空气中氧气含量的测定。

2．难点：探究空气中氧气含量的实验操作和设计。

【学习方法】探究式学习

【教学过程设计】

第一课时 空气的组成

（一）创设情境，导入新课

大家共同做一个深呼吸，这样我们便吸入了空气，空气对于我们是如此的亲近和熟悉，我们的周围充满了空气。我们的生活离不开它，但我们却看不到、闻不着、抓不住它，哪么它究竟是一种什么样的物质呢？从这节课开始，我们就来研究我们每时每刻都离不开的重要物质---空气。

【板书】课题1 空气

（二）合作交流 解读探究

【提问】空气是无色、无味的，不易觉察，你能用一个简单的实验或列举实例来说明空气确实存在吗？

【设计实验并汇报交流】

1.将一只空集气瓶倒扣在水盆中，但水不能进满集气瓶。

2.用一个注射器在空气中抽拉一下，再向水中推挤，会看到有许多气泡从针头冒出，说明空气确实存在。

【阶段小结 提出问题】以上事实说明空气确定存在，那么空气中含有哪些气体成分呢？如何证明这些气体的存在？

学生回顾生活经验和以往的探究活动，汇报交流空气中已知的气体成分

1.有氧气。物质能在空气中燃烧，就是因为空气中含有氧气。

2.有二氧化碳。向空集气瓶内倒入澄清的石灰水，振荡，石灰水变浑浊，证明空气中确实含有CO2。

3.空气中还有水蒸气，早晨的露珠就是空气的水蒸气冷凝的小水滴。

4.夏天从冰箱里取出一瓶啤酒，过一会儿，瓶外出现许多小水珠，这也是空气中的水蒸气遇冷凝结而成的。

【小结】从生活经验和以往的探究活动中，我们知道了空气中含有氧气、CO2和水蒸气。

科学家们对空气的研究和认识，经历了很长的历史时期。17世纪中叶以前，人们对空气和气体的认识还很模糊，一直认为空气是一种单一的物质。随着科学水平的发展，这种思想逐渐受到了质疑，到了18世纪末，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。

【设问】那他是如何研究的呢？拉瓦锡的结论是什么？

引导学生阅读有关“拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分的过程”内容。

〖归纳〗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。

讲述：在19世纪以前，人们深信空气中仅有氧气和氮气。后来才陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体，这才认识到空气中除了氧气和氮气外，还有其他的成分。目前人们已能用精确的实验方法测定空气的成分。

【板书】一、空气的组成

1.空气的成分

实验表明，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%。

大家对空气的认识主要来自生活常识，空气中的氧气的含量是21%，这是如何测定出来的呢？下面，我们就仿照拉瓦锡著名实验原理，利用红磷在氧气中燃烧的实验测定空气中氧气的含量。

【板书】2.用实验测定空气中氧气的含量

活动2：【实验与探究】用实验测定空气中氧气的含量

指导学生利用如右图所示装置完成［实验2-1］

提示观察红磷燃烧现象。冷却后，打开止水夹，再观察现象。

1.实验原理：空气是由氧气和氮气等多种气体组成的，为了测定空气中氧气的体积分数，可以选择某种能与氧气反应而不与空气中其他气体反应的固体物质，利用氧气与该物质反应后生成固体物质，使密闭容器中气体体积减小，气体压强减小，引起水面发生变化，从而确定氧气的体积分数。

2.实验步骤：向集气瓶内装入少量水，向燃烧匙中加入稍过量的红磷，关闭止水夹后，点燃红磷，立即伸入瓶中，并塞紧。

在上述反应中，红磷与空气中的氧气反应，生成一种叫做五氧化二磷的物质，其反应的文字表达式为：

红磷+氧气 点燃→五氧化二磷

3.实验现象:（1）红磷燃烧产生白烟，（2）烧杯中的水沿导气管进入集气瓶里，进入瓶中水的体积约占瓶内空间1/5。

【讨论】1、拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在我们的实验中，为什么气体减少的体积小于1/5？红磷熄灭后还有没有残余的氧气？

【讨论交流】产生这种误差可能的原因有：

①装置气密性不好，使外界空气进入瓶内；②红磷量不足，没有把氧气耗尽；

③没有等到集气瓶冷却就打开止水夹；

〖小结〗因此，想要实验获得成功，关键在于：红磷的用量要充足，要保证能够将瓶内氧气耗尽；整个装置气密性要好，不能漏气；要注意待集气瓶冷却至室温时再打开止水夹。此外也不能用木炭等代替红磷燃烧作上述实验。

结论：1．红磷+氧气五氧化二磷（化学变化）2．空气中氧气的体积约占1／5。

【讨论】2、燃烧的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？

3、集气瓶内的水面上升到一定高度后，还继续上升吗？这种现象能不能说明氮气不易溶于水？

〖小结〗：1.氮气不能燃烧，也不能支持燃烧。2.氮气不易溶于水，氮气是无色无味的气体。

活动3：讲解：空气是由多种物质组成的，这样的物质叫混合物。而氧气是由一种物质组成的，它属于纯净物。

【板书】3．纯净物与混合物

(1)混合物：是由两种或多种物质混合而成(或由不同种物质组成)。

日常生活中我们接触到很多的混合物。例如：空气、碘酒、矿泉水、煤、石 油、天然气、铁矿石、铝合金等等都是混合物。

【设问】

既然空气是混合物，是由多种物质组成的，那么组成空气的这些物质它们彼此之间是否能够反应呢？这说明了什么？

混合物是由两种或多种物质混合而成的，没有固定的组成，各组成物质之间没有发生化学反应，它们都保持各自原来的性质。

（2）纯净物：由一种物质组成的物质。如水、氧气、二氧化碳等分别都是由一种物质组成的，它们都是纯净物。

纯净物具有固定的组成和性质，可以用专门的化学符号来表示，如氧气用O2表示，水用H2O表示，二氧化碳用CO2表示等等。

第2课时 空气是一种宝贵的资源

【引入课题】空气不仅是人类生活必需的物质，而且还是一种宝贵的自然资源，它的各种成分作为原料广泛用于生产化肥、化工产品、炼钢、石油加工、电光源等领域。

【板书】二、空气是一种宝贵的资源

1．氧气

活动1：【讨论】氧气为什么又叫做养气？养气通常有哪些用途呢？

阅读教材，分组讨论，汇报交流，归纳出氧气的用途

氧气能供给呼吸和支持燃烧。

氧气可用于动植物呼吸、医疗急救、潜水、登山、炼钢、金属的焊接、石油加工等都需要氧气。

2．氮气

氮气是一种化学性质不活泼的气体，在生产、生活中有很多用途。

活动2：讨论总结氮气的应用

(1)灯泡充入氮气，可以减慢钨丝的氧化速度，使灯泡经久耐用。

(2)充氮包装，把贵重的字画、书卷保存在充满氮气的圆筒里。

(3)在高温下氮气能跟其它物质发生化学反应。利用氮气的这种性质可以制取氮肥、炸药等。

（4）氮气可以作焊接金属的保护气。

3.稀有气体

稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。由于它们很“懒”，很难与别的物质反应。过去把它们叫做“惰性”气体。但随着科学技术的发展，已经发现，在一定的条件下，有些“惰性”气体也能跟某些物质反应生成化合物。如氙、氪的氟化物以及二氧化氙、三氧化氙等。稀有气体虽然“懒”，但它也有许多广泛的用途。

活动3：讨论总结稀有气体的应用

（1）由于稀有气体一般不与其他物质发生化学反应，稀有气体也可以作保护气。例如，焊接金属时，可以用氩气来隔绝空气，防止金属在高温下跟其他物质起反应。

（2）还可以把氩气和氮气混合充入灯泡里，使灯泡经久耐用。

（3）制作不同用途的电光源。在灯管充入不同的稀有气体，会发出不同颜色的光。广泛用于广场、体育场、飞机场等照明。

（4）此外氖气、氪气、氙气还可用于激光技术。

由此可知，空气是一种宝贵的自然资源，我们一定要保护它，使它更好地为人类服务。

【过渡引入】

空气不仅是人类生活必需的物质，而且还是一种宝贵的自然资源。清新的空气，是人类和动植物摄取氧气的源泉，但随着工业的发展，人口的增多，人类从事生活和生产活动，向大气排放各种污染物，例如，煤燃烧产生的烟，石油化工厂排放的废气，汽车排气形成的烟雾等等，造成了大气污染。

【问题讨论】大气污染，严重危害了人类的生存和发展。我们怎么办？

【点拨】采取措施，防止大气污染，保护环境，为人类生活提供清洁的空气。

活动4：结合图2-8，讨论下述问题？

【组织讨论】：

1、 在你的身边发生过哪些污染空气的现象？

畅说欲言，列举小结：

煤燃烧产生的烟，石油化工厂排放的废气，汽车排气形成的烟雾、秸秆燃烧产生烟尘、塑料、橡胶制品的焚烧、燃放烟花爆竹、焚烧枯枝野草树叶、水泥厂的粉尘等等。这些会使大气的质量发生恶化，都是大气污染现象。

2、 大气污染会造成哪些危害？

【讨论小结】大气污染的危害：

①严重损害人体的健康；②影响作物的生长；

③破坏生态平衡；④导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。

3、为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？ 【讨论小结】

宏观措施：

加强大气质量监测；改善环境状况；使用清洁能源；积极植树、造林、种草等。

具体措施：

工厂做到废气回收与处理；发展民用煤气生产；严禁燃放烟花爆竹；禁止焚烧树叶、野草；提高汽油、柴油质量等等。

〖小结〗

（1）空气的污染源：有害气体(二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮)和烟尘(粉尘和灰尘)。

（2）造成空气污染的主要原因：

①煤燃烧产生的烟尘；②石油化工排放的烟气；③汽车排气的尾气；

（3）空气污染带来的危害：

影响作物的生长，破坏生态平衡。如全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨都与空气的污染有关。

（4）保护空气的措施：

加强大气质量监测；改善环境状况；使用清洁能源；积极植树、造林、种草以保护大气。

【教学反思】

本课充分利用教科书提供的信息，辅以学生当地的资料，让学生在阅读讨论中自由发挥、自我表现，获取知识，这种教学方式对于常识性较强的教学内容，是完全适宜的。当然，本课还可以搞得更活些。