初中化学鲁教版九年级上册第一节 空气的成分优质教学设计

第四单元  我们周围的空气

第一节   空气的成分

一、知识与技能

1.知道空气的组成以及干燥空气中各组分的体积分数。

2.了解氮气和稀有气体在日常生活和生产中的应用。

3.能够解释“探究空气成分”实验的设计原理和实验现象，

二、过程与方法

通过对空气中氧气体积分数测定的探究，知道化学实验的意义和化学实验探究的过程与方法。

空气的主要成分及其体积分数的探究

测定空气中氧气含量的实验原理、装置及产生误差的原因。

[师]今天大家一起猜个字谜吧！没有空气就没有生命！人类每时每刻都离不开空气。空气对我们，可以说如影随形，无处不在。空气是无色无味的气体，不易察觉,我们本节就是要通过实验证明空气的存在，探究空气的组成。

[生]思考并回答，应该是空气！          

（一）认识空气的组成

 [实验探究]：探究“空气中氧气的体积分数”

1.查阅资料：1、木炭可以和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳气体。 

2、磷可以和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷固体 

3、硫可以和氧气在点燃的条件下生成有毒的二氧化硫气体。 

4、铁丝在空气中不能燃烧，但可以在纯净的氧气中燃烧生成四氧化三铁固体 

2.设计实验：1、实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内气体压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积则为消耗掉氧气的体积。

2、实验装置图：

[生]:归纳实验现象。

3、实验现象：

（1）红磷燃烧冒出大量的白烟；

（2）冷却至室温后，水进入集气瓶，达到刻度1。

4、反应的文字表达式：磷＋氧气五氧化二磷

5、实验结论：空气中氧气的体积约占1/5

6、该实验有时测得氧气的体积远小于1/5，出现误差的可能原因

[分析]：小于五分之一：①红磷不足，使瓶内的氧气未反应完；

②装置的气密性不好。即装置漏气，有一部分外界空气进入瓶内；

③集气瓶未冷却到室温就打开止水夹，使进入瓶内水的体积减少；

④红磷不纯，含燃烧产生气体的杂质。

[生]观看幻灯片：填写导学案（空气的成分）

（二）  氮气和稀有气体的用途

本节课通过“测定空气中氧气含量”和“通风不畅环境中的空气与新鲜空气的区别”两个探究实验，你觉得要研究一个未知问题大致要经过那些步骤？学生回顾实验，整理思路，进行表述，其他学生相互补充，基本形成一个教完整的步骤：提出问题——做出假设——设计方案——进行实验——收集证据——解释与论证——讨论与交流——得出结论。学生学习科学的最好方法就是亲身经历科学活动，在次基础上，再对活动过程进行归纳，就可以使学生初步掌握科学探究的方法。

第一节 空气的成分

一、认识空气的组成

2、空气中氧气体积分数测定

（1）原理：

（2）实验现象：

①磷燃烧冒出大量白烟；

②冷却至室温后打开止水夹，集气瓶内水面达刻度1

（3）反应的文字表达式：

磷＋ 氧气五氧化二磷

（4）实验结论：氧气约占空气总体积的1/5

（5）小于1/5的原因：①②③④

（6）实验推论：氮气的性质

1、空气的组成

（体积分数）

二、氮气、稀有气体用途：

1、氮气：食品包装袋的填充气，充氮灯泡

2、稀有气体：电焊时的保护气，用于霓虹灯，用于探空气球。

化学的定义、物质的构成

本节课以相关、成对的化学变化和物理变化为例，着重分析两者的不同，阐明其变化的过程、结果等各个环节的区别。尤其培养了学生的科学观察能力----从实验得出结果，从结果论证化学变化的定义及特征。

类型一   认识空气的组成    

例1  小林从冰箱里拿出冰冻的饮料，用干布擦净瓶外壁的水，放置于桌面片刻，发现瓶外壁又挂满水珠。这说明空气中有(　B　)

A．氮气    

B．水蒸气

C．二氧化碳   

D．氧气

解析： A、氮气在该条件下不会液化，故选项错误; B、氧气在该条件下不会液化，故选项错误; C、二氧化碳在该条件下不会液化，故选项错误; D、林从冰箱里拿出冰冻的饮料，用干布擦净瓶外壁的水，放置于桌面片刻，发现瓶外壁又挂满水珠，这说明空气中有水蒸气，故选项正确;故选D。

类型二   氮气、稀有气体用途

例2  下列叙述哪一项错误 (  CD  )

A.氖可用来装霓虹灯

B.在焊接金属时，使用氩气防止金属氧化

C.氖可代替氢以填充气球

D.氦气比氢轻，可代替氢填充气球

解析：氖的密度远大于氢气，不适合替代氢气填充气球

一、当堂反馈

1、请同学深呼吸，平静一下情绪。刚才吸入的空气中含量最多的气体是(　C　)

A．氧气 

B．稀有气体

C．氮气 

D．二氧化碳

解析：空气中最不活泼的气体是稀有气体，它不易与其他物质发生反应，氖气属于稀有气体。故选C。

2. 下列对空气的描述不正确的是(　A　)

A．按质量分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%

B．空气的成分是比较固定的

C．空气的成分以氮气和氧气为主

D．空气不是一种单一的物质，而是由多种气体组成的混合物

解析：A、空气的成分按体积分数计算，氧气约占21%，氮气约占78%，因此是错误的．B、空气的成分一般是固定不变的，它有自我净化能力，如果超过这个能力，就会造成空气污染．C、空气中氧气和氮气约占了99%，其它成分约占1%，因此是以氧气和氮气为主的．D、空气是由几种单质和几种化合物组成的混合物，因此是正确的．

3.节日期间的商场里顾客很多，有人会感觉闷热缺氧，此时测定出氧气的体积分数可能是(　B　)

A．1% 

B．19% 

C．25% 

D．78%

解析：空气中氧气的体积含量是21%，节日期间的商场里顾客很多，故商场的空气中氧气含量要低些，如果过低，人将无法正常呼吸，故选B。

二、课后练习

1. 装在某容器中的空气经测定其中含氮气10 L，则该容器的容积约为(　C　)

A．10 L 

B．15 L 

C．12.5 L 

D．18 L

解析：物由于空气中氮气的体积分数约为4/5，氮气的体积为10L，所以该容器内空气的体积为10L÷(4/5)=12.5L，则该容器的容积为12.5L．

2.“绿水青山就是金山银山”。下列物质的大量排放不违背该理念的是(　A　)

A．氮气 

B．二氧化硫

C．固体粉尘 

D．工业废水塑

解析：氮气是空气的成分，不是空气污染物，大量排放不污染环境:二氧化硫排放到空气中易形成酸雨;固体粉尘的大量排放，会污染空气;工业废水会污染水体。故选A。

3.常用于登山、潜水、医疗急救的气体是(　B　)

A．氮气    

B．氧气

C．二氧化碳   

D．氦气

解析：氧气约占空气体积的21%，含量较多，因氧气能供给呼吸，常用于医疗急救，故选B。

4.空气是一种宝贵的资源，空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是(　C　)

A．氧气 

B．二氧化碳

C．氮气 

D．稀有气体

解析：空气的成分及其在空气中的体积分数为：氮气21%、氧气78%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%，氮气含量最多且氮气的化学性质不活泼．故选C．

5.下列有关氧气的说法中不正确的是(　B　)

A.工业上可以利用分离液态空气法制氧气

B.氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性

C.氧气供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动

D.物质与氧气发生的反应是氧化反应

解析：A、工业上制取氧气是利用分离液态空气的方法，根据液态氮气和液态氧气的沸点不同进行分离，正确；B、氧气可以支持燃烧，说明氧气具有助燃性，该项错误；C、氧气可以支持呼吸，与体内物质发生反应，正确；D、物质与氧气的反应都属于氧化反应，正确。故选B