课题1 空气第二课时教学实录

《空气》教学设计

桃园学校

蔡敏

一、教材分析

本课题主要包括“空气是由什么组成的”“空气是一种宝贵的资源”和“保护空气”三部分内容。

在第一部分“空气是由什么组成的”中，教材安排了三个核心内容。第一，教材首先介绍了200多年前拉瓦锡测定空气中氧气含量的化学史实资料，一方面让学生了解了化学家是怎样研究空气组成的，另一方面为实验2-1的学习奠定基础。第二，提供了实验2-1教学素材，该实验是本部分的一个重点内容。第三，在认识空气组成的基础上，给出了纯净物、混合物的概念，这既是初中化学的两个重要的核心概念，也是化学上第二次认识分类的学科方法（第一次是对物质变化的分类）。

教材在第二部分“空气是一种宝贵的资源”中的主要内容是对空气中的氧气、氮气、稀有气体等成分的物理性质和用途的认识。

在第三部分“保护空气”中，一方面要让学生从化学的视角深刻认识洁净的空气对人类和其他动植物的重要性，另一方面是让学生认识空气污染的途径及其治理办法。

二、学情分析

本课题前，学生通过其它学科的学习，以及第一单元的探究活动，对空气已有了一定程度的了解，如大多数同学都能说出空气中有氧气，物质的燃烧与氧气有关，等等。但学生对于空气中还有什么、这些气体在空气中所占的体积分数又是多少等问题，却不能说清楚。通过本课题的学习，学生认识到空气是一种由多种气体组成的混合物，其中各气体在空气中所占的体积分数也不相同。

根据学生的认知基础，学生尚不完全具备相应的化学知识和实验技能，独立设计并完成“测定空气里氧气含量”的实验有一定困难，更不能在教学中对实验装置的探究进行过分拓展和延伸，这样会超出学生的认知基础，给学生学习造成障碍，不利于学生接受、领悟这一内容。学生在教师的引导下，有意识地利用化学方法去解决实际问题。这使学生清楚地感知到，化学在研究客观世界和解决实际问题的过程中发挥着重要的作用。使学生认识到实验过程中必须保持严谨的科学态度，不正确的操作会导致实验结果出现误差。

三、教学目标

（一）知识与技能

1、了解空气的主要成分和组成。

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。

4、知道空气是一种宝贵的自然资源，了解空气污染给人类带来的危害，增强学生的环保意识。

（二）过程与方法

1、初步学习科学实验的方法，进行观察、记录并初步学习分析实验现象。

2、学习运用观察、实验、收集资料，从日常生活经验进行总结等方法获取信息。

3、运用分析、对比、归纳的方法对获取的信息进行整理变成自己的知识。

（三）情感态度与价值观

1、在实验探究中培养实事求是的科学态度。

2、保持对生活中现象的好奇心和求知欲，充分发展学习化学的兴趣。

3、逐步树立关注社会、热爱自然、为社会进步而学习化学的远大志向。

四、教学重难点

【重点】

空气的组成，空气中氧气含量的测定。培养学生对实验的观察能力和分析思维能力，不断激发学生学习化学的兴趣，尽快适应化学课程的学习。

【难点】

研究空气组成的实验过程及原理；纯净物、混合物的分辨。

五、教学过程

（一）导入新课

师：空气在我们的周围无处不在，它跟我们的生活最密切，没有空气就没有生命。可对空气的组成，相信大家都不十分的清楚，今天我们就来学习有关空气的知识。

[过渡]因为空气是一种无色、无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚。17世纪中叶以前，人们一直认为空气是一种单一成分的物质，直到18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到空气的复杂性。

（二）空气是由什么组成的

1．拉瓦锡研究空气成分的实验过程

[教师]引导学生阅读课本拉瓦锡研究空气成分的实验过程，并观看图示。

[讲解]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。

[播放有关拉瓦锡的实验的幻灯片] 结合幻灯片强调其显示的拉瓦锡在200多年前的实验装置，指出整个实验可以总结以下四点：

⑴汞→变红。

⑵空气体积减少1/5。

⑶变红的汞→银白色的汞+氧气。

⑷剩余4/5体积的气体不支持燃烧，也不能供给呼吸。

[教师提问]为什么会产生这四种现象？

[以小组为单位进行讨论，并回答] ⑴因为汞在密闭的容器中与空气中的某种气体发生了反应，所以银白色的汞变成红色粉末。

⑵空气中的某些气体与汞结合在一起了，所以空气的体积减少了1/5。

⑶红色粉末经加热后又得到了银白色的汞和一种气体，而体积恰恰是1/5，那么说明这种气体就是空气中所减少的那部分——氧气。

⑷空气中剩余的气体不支持燃烧也不供给呼吸，叫氮气。

[教师提问]通过上述实验，拉瓦锡得出了什么结论？

[学生思考，并总结] 拉瓦锡是最早利用天平作为研究化学的工具，并得出“空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占1/5，氮气约占4/5”的结论。

[过渡]拉瓦锡的实验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。

2．实验室测定空气中氧气含量的实验过程

[教师引导学生仔细观看课本中的相关图示] [教师演示并提示]在集气瓶中先加少量的水，并作好记号（五等份）；装置不能漏气；点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子；最后等红磷熄灭才打开弹簧夹。

[学生活动，仔细观看教师的演示，归纳实验现象] ⑴燃烧的红磷会逐渐熄灭。

⑵打开弹簧夹后集气瓶内的水面上升。

[小组讨论、交流] ⑴红磷燃烧产生大量的白烟，生成一种白色固体，水面虽然上升了，但上升不到1/5。

⑵燃烧的红磷为什么会逐渐熄灭？

⑶燃烧匙中的红磷是过量的还是不过量的呢？

⑷集气瓶中的水面上升到一定高度就不再上升，说明了什么？

[教师与学生一起归纳，并板书] ⑴红磷燃烧产生大量的白烟，是因为红磷与空气中的氧气起反应，生成白色固体五氧化二磷的缘故。水面上升达不到1/5体积是因为氧气的含量低；或是我们在塞塞子的过程中，已经有少量氧气被消耗掉；或还没等温度冷却到室温就打开弹簧夹；或红磷量过少。

⑵红磷逐渐熄灭说明空气中的氧气已经被消耗完。

⑶红磷的量

应过量，否则测得的氧气含量小于1/5。

⑷集气瓶中的水面上升到一定高度就不再上升，说明剩余的气体不溶于水。

[小结]上述实验说明，氧气约占空气体积的1/5，红磷燃烧反应的文字表达式为：

磷+氧气五氧化二磷。

[讲解]随着科学技术的不断发展，空气中的其他成分也被科学家通过实验一一发现，实验证明：

（板书）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%。

[过渡]空气是由多种成分组成的，我们把它叫做混合物；而空气中氧气或氮气都只由一种物质组成，我们把它叫做纯净物。

3．（讲解并板书）纯净物和混合物

⑴纯净物是由一种物质组成的，有固定的组成，可以用专门的化学符号表示：如氧气——O2、氮气——N2、红磷——P、五氧化二磷——P2O5。

⑵混合物是由两种或多种成分混合而成的，没有固定的组成，因此，没有专门的化学符号表示。它们之间没有发生化学反应，各自仍然保持各自的性质。日常生活中常见的混合物有汽水、河水、加碘食盐等。

复习提问

[教师]空气是由哪些物质组成的？

[学生回答]空气是由氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体和其他气体和杂质组成的。

[引言]那么组成空气的这些物质分别有什么作用和性质呢？今天我们就来继续学习空气的有关知识。

授新课

（三）空气是一种宝贵的资源

1．氧气

[思考下列问题并回答] ⑴宇宙这么大，为什么只有地球上才有生命呢？

⑵为什么医生在抢救病人时会用到氧气瓶？

⑶还有前面的实验中为什么红磷燃烧到一定程度就熄灭了呢？

⑷这些问题说明了什么？

[教师和学生一起归纳] ⑴因为地球上有水和空气，所以有生命。

⑵因为人呼吸需要氧气。

⑶因为空气中的氧气被消耗完了，所以红磷就熄灭了。

⑷说明了氧气可以供给呼吸、支持燃烧、维持生命。

[讲解]过去，曾把氧气叫做“养气”，由此可见氧气的重要性。

[设问]你知道氧气有哪些用途吗？

[教师引导学生阅读课本图示及课文内容，并根据自己的经验知识回答] [教师和学生一起总结，并板书] 氧气的用途：⑴供给呼吸，如急救病人、登山、潜水、宇航等。

⑵支持燃烧，如炼钢、气割和气焊、液氧炸药等。

2. 氮气

[教师提问]⑴在上节课的实验中，当红磷熄灭后，水面上升了1/5，说明集气瓶中还有大约4/5的气体，即氮气。那么，这剩余的氮气有什么性质呢？

⑵假设氮气能够溶于水，那么集气瓶内的水面升到一定的高度后还会继续上升吗？

[学生讨论、交流] ⑴说明剩余的氮气不支持燃烧。

⑵如果氮气溶于水，那么集气瓶内的水面还会继续升高；而实验结果是水面上升到一定的高度就不再上升了，这说明了氮气不能溶于水。

[教师展示充氮食品袋，设问]你们知道为什么要在这些食品袋中充入氮气吗？

[学生思考回答]为了防止食品变质；为了防止食品被压碎……

[教师给予评价] [讲解]氮气能够防止食品腐败，是因为氮气的性质不活泼的缘故（或者讲氮气的性质很稳定），象灯泡中充氮以延长使用寿命，焊接金属可用氮气作保护气体等，也都是利用了氮气不活泼的性质。

[教师引导学生阅读课本，并归纳氮气的性质和用途] （板书）氮气的性质和用途

性质：⑴一种无色、无味的气体；⑵不易溶于水；⑶很不活泼，不支持燃烧。

用途：⑴重要的化工原料；⑵保护气体；⑶提供低温环境等。

[过渡]空气中除了氧气和氮气外，还有一类重要的气体——稀有气体。接下来我们就来学习稀有气体的有关知识。

3．稀有气体

[讲解]稀有气体曾叫做“惰性气体”。因为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的条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质，于是又把它们改称稀有气体。这也充分说明在科学研究的领域里总是不断发展的，只要我们有创造性的求异思维和科学思维，就有新的发现和发明。

[过渡]在空气中，稀有气体的比重虽然不大，但却很重要（物质的重要性并不完全是由多少来确定的）。

[教师引导学生阅读稀有气体的用途，并归纳] （板书）稀有气体的用途：

⑴保护气体；⑵用作多种电光源；⑶用于激光技术；⑷用作制冷剂；⑸用作医疗上的麻醉剂等。

[过渡]洁净的空气对人们和动植物都是非常重要的，一个成年人每天吸入的空气约为12~16m3。但被污染的空气却会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。因此，保护空气是人类共同关注的问题。

（四）保护空气

[讲解]当大量的有害物质进入空气，超出大自然的自我净化能力时就会造成空气污染。

[教师引导学生阅读课本图示] [教师出示讨论题] 1．你了解哪些污染空气的现象？

2．大气污染会造成哪些危害？

3．为了保护空气，你应怎样做？

[学生讨论、交流并展示结果] 1．工厂排放的废气；汽车飞机等排放的尾气；沙尘暴；含氟冰箱排出的氟里昂破坏臭氧层等。

2．损害人体健康、影响农作物生长、形成酸雨、导致温室效应等。

3．大量植树造林；种花种草；使用清洁能源；汽车使用乙醇汽油；加大大气检测力度；加大宣传力度，提高人们的环保意识……

[引导学生阅读课本相关资料，深刻感悟保护空气的重要性]

（五）课后小结

本节课我们学习了空气是一种宝贵的资源，并了解了空气成分中的氧气、氮气和稀有气体的一些重要用途，了解了空气污染的原因以及保护空气的具体措施。

本节课我们通过实验了解了空气的组成，知道了空气中各种成分所占的比例，以及它们的性质和用途，初步学习了混合物与纯净物的概念，知道了保护空气的重要性。通过本节课的学习，我们还学习了一些实验操作的技巧和实验的注意事项，知道了如何观察实验，培养了从多方面、多角度思考、分析和解决问题的能力。