课题3　溶质的质量分数优秀公开课教案

一、教材分析：

《空气中氧气含量的测定》

本课教学内容为九年级化学第二单元课题1《空气》的第一课时,它是初中化学接触具体物质的开端。要求学生通过对空气中氧气含量的测定，了解空气的组成。通过实验探究有利于提高学生的实验探究能力、培养学生的合作精神和创新意识，为今后的学习打下良好的基础。

二、学情分析

知识：通过小学科学、七年级生物的学习，学生对空气已经有了常识性的了解，通过八年级物理的学习，学生掌握了有关压强和浮力的知识。

能力：学生虽然不完全具备相应的化学知识，且化学实验基本技能较弱，但已基本了解科学探究的思路和方法，可以在老师的帮助下完成实验探究。

情感：思维活跃，探究欲强，对化学实验充满兴趣。

三、教学目标：

1、知识与技能：

①了解科学探究程序及空气中氧气的体积分数。

②理解测定空气中氧气含量的实验原理。

2、过程与方法：

①在问题驱动下，自主设计实验探究空气中氧气的体积分数，在交流与合作中，培养求异、创新思维。

3、情感态度价值观：

①体验科学探究乐趣，培养创新精神和实践能力，激发热爱生活、关注社会的责任感。

四、教学重点和难点：

重点：自主设计实验探究空气中氧气的体积分数。

难点：理解测定空气中氧气含量的实验原理。

五、教学方法

教法：问题引领的探究式实验教学

学法：探究学习 自主学习 合作学习

六、教学资源：

多媒体课件、注射器、烧杯、镊子、滤纸、胶塞、水槽、钟罩、药匙、燃烧匙、集气瓶、止水夹、导管、酒精灯、火柴、量筒、自制实验装置；红磷、白磷、蜡烛、水。

七、教学过程

（一）引入新课

给学生播放一段新闻。“由于森林火灾，莫斯科空气中氧气的含量比正常标准低27%。”

（二）提出问题

学生特别关心：“我们周围的空气中氧气的百分含量究竟是多少？”“如何测量空气中氧气的含量？”

（三）探究原理

1、解决“选择什么样的可燃物？”

有学生提出“用蜡烛燃烧消耗氧气”的方案。

学生讨论：“蜡烛未必能将氧气耗尽。”“燃烧会产生二氧化碳。”“可将生成的二氧化碳消耗掉。”“用烧杯去扣点燃的蜡烛时，空气已经膨胀。”

学生认为，需要一种物质，它能够燃烧消耗氧气，且不生成其他气体。

教师给学生提供红磷和白磷，出示相应的着火点、与氧气的反应情况。

2、解决“如何显示消耗的氧气的量？”

玩注射器游戏，学生获得启示：活塞的移动空间或水的补充空间能显示消耗的氧气的体积，可计算氧气的体积百分含量。

学生认为，可用注射器进行实验。

（四）体验探究一 用注射器完成实验

组织学生讨论交流、设计方案（如图1）：用白磷消耗氧气，用针筒作反应容器，密封空气20ml，水浴加热，根据活塞的移动确定氧气的体积。

图1 在教师指导下，学生进行实验探究，记录实验现象：白磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放

出大量热，活塞先向后移，然后向前移。

等装置冷却后，根据活塞停止的位置进行计算，得出这一结果：3ml/20ml=15%。

学生质疑：活塞是该停在这儿吗？

学生查找出问题原因：活塞受到筒壁的阻力，没法停在实际位置。

学生又发现一个现象：白磷燃烧的地方，筒壁稍微有变形。

学生提出改进意见：用水的移动显示消耗的氧气的体积、让可燃物在玻璃仪器中燃烧。

培养了学生的实验设计能力、实验探究能力。

（五）体验探究二 用钟罩完成实验

学生初步设计方案：用烧杯倒扣可燃物、用水的上升的体积表示消耗的氧气的体积。

发现存在的问题：无法确定密闭空间的大小；无法固定可燃物。

学生提出解决方案：开一个小孔，形成连通器就可以了。

教师提供水槽、钟罩、胶塞和药匙。学生组装装置（如图2）。教师指导学生利用红磷进行实验。

图2 学生发现问题：容器体积太大，冷却时间较长；水上升补充的体积约占总体积的1/7。数据偏差太大。

学生探讨原因：红磷的量不足够？还是胶塞漏气？还是红磷燃烧需要氧气的浓度高？”

师生共同分析：钟罩内外液面高度差出现了变化，内部气压小于外部气压，水无法上升到实际位置。

学生讨论，提出改进意见：水容器与反应容器应该左右放置! 培养了学生分析问题以及设计实验的能力。

（六）体验探究三 用课本装置完成实验

学生组装装置（如图3）。

图3

小组讨论影响实验成功的因素：红磷的量要足够；红磷引燃后要快速将药匙插入集气瓶；胶塞要塞紧；应事先关闭开关，冷却后再打开；导管中先灌满水以排出空气等等。

教师指导一组学生进行演示实验。

学生发现新问题：水倒流已结束，挪动烧杯时，导管中的水又倒流！”

师生共同分析：烧杯中液面下降，瓶内气压减小了，无法等于外部气压。

学生提出解决方法：抬一抬烧杯即可。

得出数据：V氧气=V水倒流=32ml；V空气=V瓶=155ml；氧气的含量=32ml/155ml=20.65% 培养了学生的观察能力，表达能力和分析能力。

（七）综合评价

学生对以上三套装置进行综合评价，肯定它们的优点。认为利用注射器进行实验，耗时较短，白磷在密封的容器中引燃、对大气无污染；利用钟罩实验时，由液体密封装置、可缓冲热膨胀；利用课本上的装置进行实验，可通过调节烧杯液面以平衡内部气压。

但学生认为后两次实验也有缺点：内外液面高度差都会产生变化，且红磷在外部引燃，有白烟泄露，污染环境。

学生提出想法：综合各装置的优点，设计一套装置。

培养了学生的分析能力以及对实验改进的兴趣。

（八）创新实验

教师提供、展示创新实验装置（如图4）。

图4 讲解装置主要部分的制作和用途：利用去底的集气瓶做反应容器并标好体积刻度；截取稍大一号的塑料瓶下半部，向其中注入适量氢氧化钠溶液；在胶塞上安装燃烧匙和一根铜丝，用电炉丝连接。用白磷做耗氧剂，用电能引燃白磷。

教师演示实验，并讲解实验步骤：取白磷一小块，吸干水分，放入燃烧匙；调整瓶身位置，使“5”刻度处与瓶内液面相平；塞紧胶塞，瓶身漂浮；通直流电，白磷引燃，断开开关；等反应停止，装置冷却后，漂浮的瓶身稍微下移，“4”刻度处与瓶内液面相平。说明氧气含量约占总体积的1/5。

学生评价本实验，耗时短、气密性好、绿色环保；瓶身始终漂浮，瓶内气压几乎不变，数据较准确；不用水的倒流，而用瓶身的下移，给人启发最大。

（九）自主学习

教师引导学生自主学习拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验装置和空气中各成分的体积分数。