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第二单元课题1空气（参考课时：2课时）1教学目标1.1知识与技能：①通过实验探究空气中氧气的体积含量，并对空气的成分有进一步的了解。②了解氧气氮气稀有气体的主要物理性质和用途。③初步学会鉴别纯净物和混合物。④了解空气污染给人类带来的危害，增强学生的环保意识。1.2过程与方法：①初步学习科学实验的方法，进行观察记录并分析实验现象②运用分析对比归纳的方法获取的信息进行整理。1.3情感态度与价值观：①树立实事求是的科学态度②保持对生活的好奇心和求知欲③使学生认识到进行科学探究，必须具有严肃认真的精神2教学重点/难点/易考点2.1教学重点用探究的方法测定空气中氧气的体积分数2.2教学难点空气成分测定实验中的误差分析3专家建议4教学方法提出问题→实验探究→解决问题→联系实际→拓展思维→充分想象→激发兴趣。5教学用具实验用具：集气瓶、燃烧匙、红磷、烧杯、塞子(带导管)、弹簧夹、火柴。学生用具：空气发现史的资料、稀有气体用途的资料6教学过程师：猜谜语“说是宝，真是宝，动物植物离不了，看不见，摸不着，越往高处越稀少”谜底是什么？谜底就是空气。空气是无色无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚，17世纪以前人们一直认为空气是一种单一成分的物质，18世纪才认识到空气的复杂性。1．空气就在我们周围，你对它有哪些了解?2．桌子上有一个空杯子，它真的是“空”的吗?(可能有如下一些)1．空气是一种无色、无味的气体，既看不见，也摸不着。2．空气中有氧气，我们人呼吸的就是空气中的氧气。3．空气是一种宝贵的自然资源，人和动植物的生活都离不开空气。4．不同的环境，空气有所不同。如农村空气清新，城市空气污浊。5．蜡烛可以在空气中燃烧。6．桌子上的空杯子中有空气。通过大家刚才的回答，可以看出大家对空气已经有了一定的认识，知道它是一种既看不到踪影又闻不到气味的气体，它与人类和动植物的关系非常密切。为了让大家对空气有一个比较全面深入的了解，本单元我们就来认识我们周围的空气。第二单元我们周围的空气课题1空气一、空气是由什么组成的？为了搞清楚空气的成分，很多科学家都致力于这方面的研究。瑞典科学家舍勒(KarlWilhelmScheele，1742～1786)和英国化学家普里斯特里(JosephPriestley，1733～1804)分别制得了氧气。当时人们并不知道燃烧与金属生锈是物质与氧气作用的结果。1774年，法国化学家拉瓦锡(AntoineLaurentLavoisier，1743～1794)用金属燃烧实验证明燃烧是金属与空气中的“上等纯空气”作用的结果，并发现了金属燃烧后余下的“空气”不支持燃烧和呼吸。第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。其中，最有名的是法国的化学家拉瓦锡，他最早运用天平作为研究工具，用液态的金属汞作为研究对象，最终研究出了空气的成分。那么，拉瓦锡是通过什么方法研究出了空气的成分呢?其实，拉瓦锡并不是最早研究空气成分的人，在他之前已有很多科学家着手研究空气的组成。如瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里，他们很早就发现了空气中的氧气。但拉瓦锡最早用实验得出了结论：空气是由氧气和氮气组成的。拉瓦锡的实验是在200多年前做的，由于受到当时条件的限制，他的实验比较麻烦。现在我们已经能用简单的实验来验证拉瓦锡所得出的结论，接下来我们就用红磷作原料来测定一下空气中氧气的含量。1、测定空气中氧气的含量实验2-1①装置不能漏气；②集气瓶中预先要加入少量水；③点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。红磷燃烧产生大量白烟，生成一种白色固体，水面尽管上升了，但上升不到1/5。集气瓶内水面上升，说明空气中的氧气被消耗了。请大家根据日常知识的积累和前面我们讲到的内容，分组讨论下面的问题。讨论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？红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气?该实验中，水面上升达不到1/5体积是因为氧气含量低，或者我们在塞塞子的过程中，已经有少部分氧气被消耗掉。红磷熄灭后瓶内没有残余的氧气，如果还有氧气，红磷还能继续燃烧。在红磷燃烧这个实验中，红磷与空气中的氧气反应，生成了一种叫做五氧化二磷的白色固体，我们可以用文字的形式把这个反应表示出来。红磷+氧气五氧化二磷上述实验说明，氧气约占空气体积的1/5。随着科学技术的不断发展和实验仪器的不断精密化，空气中的其他成分也被科学家通过实验一一发现。实验表明：2、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％。许多科学家研究发现，空气小还含有氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)等稀有气体。在稀有气体的发现史中，对我们最有启发的是稀有气体氩(Ar)的发现。1892年，英国物理学家瑞利(LordRayleigh，1842～1919)在研究气体的密度时，发现0℃、1．01×105Pa条件下，从空气中分离得到的氮气密度(1．2572g·L-1)与分解含氮物质所制得的氮气密度(1．2508g·L-1)之间总有一个微小的差异。瑞利没有放过这一微小差异，他与英国化学家拉姆赛(WilliamRamsay，1852～1916)合作，经过两年多的努力，通过精密的实验研究和推理分析，终于发现在空气中还存在着一种性质极不活泼的气体氩Ar。空气是由多种成分组成的，我们把它叫做混合物。而空气中的氮气或氧气都只有一种物质组成，我们把它们叫做纯净物。3、物质的分类：纯净物可以用专门的化学符号表示。如氧气O2、氮气N2、五氧化二磷P2O5。根据你的理解，你能举出一些纯净物和混合物的例子吗?引通过刚才的学习，我们可以这样来表示纯净物和混合物。纯净物：由一种物质组成(可用专门的化学符号表示)。混合物：由两种或多种物质混合而成(没有专门的化学符号表示)。纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成。组成混合物的各物质之间不发生化学反应，它们各自保持各自的性质。如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质。空气中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、运输、电光源等领域，是人类生产活动的重要资源。二、空气是一种宝贵的资源过去，人们曾把氧气叫做“养气”，这充分说明了氧气的重要性。你知道氧气有哪些用途吗?综观氧气的各种应用领域，可知氧气的用途主要表现在供给呼吸和支持燃烧两个方面。1．氧气的用途(1)供给呼吸(2)支持燃烧你们知道为什么要在这些装入零食的食品袋中充入氮气吗？甲：为了防止食品被挤碎或压碎。乙：为了掩盖袋里食品量比较少的真相。丙：为了防止食品变质。乙的回答也有道理，可我说的是正规厂家的。甲、丙的回答符合客观实际。氮气之所以能用于食品防腐，是由于氮气性质不活泼之故。灯泡中充氮以长使用寿命，焊接金属用氮作保护气，都是利用了氮气不活泼这一性质。氮气除了可用作保护气外。还可用作什么呢？2．氮气的用途(1)重要的化工原料(2)保护气(3)提供低温环境从氮气可作保护气这一事实知，物质的用途决定于物质的性质。你能从下面的讨论中获悉氮气的性质吗？讨论在测定空气中氧气含量的实验中,集气瓶内剩下的气体主要是氮气。结合实验和日常生活经验讨论：(1)燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧?(2)集气瓶内水平面上升一定高度后，还继续上升吗?这种现象能不能说明氮气不易溶于水?(3)空气所表现出来的某些性质，能不能在一定程度上代表氮气的性质?(1)氮气不能支持燃烧。(2)集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升。该现象说明氮气不易溶于水。(3)空气所表现出来的性质，不能在一定程度上代表氮气的性质(如磷能在空气小燃烧，但却不能能在氮气中燃烧)。请大家总结氮气的性质。氮气不支持燃烧，氮气不易溶于水。许多实验事实表明。氮气的性质不如氧气活泼。如食物放置在含有氧气的环境中容易腐烂，而氮气则能使食物在长时间内不变质。3、稀有气体稀有气体曾叫做“隋性气体”。这是由于稀有气体性质不活泼，人们在发现它们的时候．普遍认为这些气体不能跟其他物质发生化学反应。但随着科学技术的发展，人们发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质，于是又把它们改作为稀有气体。通过“惰性气体”→“稀有气休”名称改变的事实。可使我们意识到科学研究的领域总是在不断扩展的。科学思维也不是一成不变的，它启示我们平常的学习中要经常接受新事物。并适当发展求异思维。在空气的成分中，稀有气体所占比率虽然不大，但却很重要。学生阅读P26稀有气体的用途。①可用作保护气：②可制成多种用途的电光源：③可用于激光技术；①氮可用作制冷剂：⑤氮气可用作医疗上麻醉剂。除了课本上讲到的稀有气体的用途外，谁还知道稀有气体的其他用途呢？①广场、体育场、飞机场等场所所用的灯里充了氙气，通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光，因此叫做“人造小太阳”。②航空、航海的指示灯里充入了氖气，通电时发出红光，这种光能穿透浓雾。大家回答得真好，探索科学需要的就是这种不怕麻烦，寻求真理的精神。通过大家刚才的回答和讨论，我们可以总结出稀有气体具有如下用途：(1)保护气(2)电光源(3)激光技术(4)冷却剂(5)麻醉剂洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。一个成年人每天吸入的空气约为12m3～16m3。但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长。破坏生态平衡。故保护我们的空气已成了全世界人民都关注的问题。三、保护空气少量有害物质进入空气中。依靠大自然的自我净化能力，仍能保持空气的洁净。如果进入空气的有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力，就会造成空气的污染。结合图讨论下述问题：1．在你身边发生过哪些污染空气的现象?2．大气污染会造成哪些危害?3．为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么?1．汽车尾气、工厂废气、沙尘暴、酸雨、使用含氟冰箱造成臭氧空洞、温室效应等。2．使人发生呼吸道疾病、农作物不能正常生长、水中生物濒临死亡、温室效应使沿海城市下陷、酸雨使建筑物被腐蚀、臭氧空洞使人受到紫外线的伤害而易得皮肤病和影响视力等等。3．积极植树、造林、种草、爱护花木，向周围的人宣传保护空气的重要性及保护空气应采取的措施。你知道空气质量日报、预报的内容吗?假如你当了市长或省长，你会如何去改善当地的空气质量呢？请你谈谈。回答可能有多种。1．大量植树造林。鼓励市民种草养花。2．把工厂建在人口不太集中的地区。3．使用和开发化石燃料以外的清洁能源。4．汽车不再用汽油，而用车用乙醇汽油。5．加大检测汽车尾气的力度，禁止没达到环保标准的汽车上路。6．加大宣传力度，提高居民的环保意识。……本课题我们重点学习了空气的组成和用途，同时还知道了物理性质、纯净物和混合物等概念。另外，还了解了洁净的空气对我们人类的重要性以及保护空气的一些措施。7、板书设计第二单元我们周围的空气课题1空气一、空气是由什么组成的？1、空气中氧气含量的测定2、空气的组成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％。3、物质的分类纯净物：由一种物质组成(可用专门的化学符号表示)。混合物：由两种或多种物质混合而成(没有专门的化学符号表示)。二、空气是一种宝贵的资源1、氧气的用途(1)供给呼吸(2)支持燃烧2、氮气的性质和用途(1)重要的化工原料(2)保护气(3)提供低温环境3、稀有气体的性质和用途(1)保护气(2)电光源(3)激光技术(4)冷却剂(5)麻醉剂三、保护空气