科学第1节 空气与氧气优秀教案设计

教学目标

1、说出空气的主要成分；

2、了解组成空气的各主要成分的体积分数。

重点难点

氧气体积分数的测定实验原理：以及实验现象分析。

课程内容

一教学过程

新课引入

课前热身：提问的形式“有没有人一天可以不睡觉？有没有人一天可以不吃饭？有没有人一天可以不呼吸？”

通过上述问题引入到空气的重要性，今天我们就来学习有关空气的知识。

（一）        、空气的组成

 思考与讨论：空气里有哪些物质？请用生活事例或实验说明这些物质的存在。

   学生小组谈论。

   结论：二氧化碳、水蒸气、氧气等

   课堂补充以上物质通过实验法来验证它们的存在。

实验一用澄清石灰水来验证空气中二氧化碳的存在；

实验二用燃着的木头来验证空气中氧气的存在且含量少等

（二）   氧气的体积分数的测定：

两百多年前法国化学家拉瓦锡就用定量的方法研究了空气的成分。

带着任务单上的问题观看短视频【拉瓦锡实验】（简述拉瓦锡实验的过程、装置仪器和实验意义）

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。

【实验】：测定空气里氧气含量（用分组控制个多变量测量一个不同变量的方法进行实验，收集证据）。

在探究空气中氧气的含量测定实验中，要注意引导学生观察实验现象，体会从实验现象导出结论的思维过程（如图1）。

实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5。

实验时，燃烧匙里要盛入过量的红磷，红磷过量，足以使钟罩中密封的氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。这个实验还可推论出氮气不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气不易溶于水。 

红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶。

该实验要求：①红磷必须过量。若红磷量不足，则不能将密闭容器内空气中的氧气反应掉，导致测得的结果偏小。②实验装置的密闭性要好。若密闭性不好，则外界的空气会进入密闭容器内，导致测定结果偏小。③不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷。因为硫或木炭燃烧后产生的气体弥补反应所消耗的氧气体积，导致测得氧气的体积会有误差，而细铁丝在空气中难以燃烧，氧气的体积几乎不会变化，因此，密闭容器内的水面不会上升。

结论：通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5；氮气难溶于水，氮气的化学性质不活泼。

而在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有：

（1）红磷的量不足；

（2）瓶内氧气没有耗尽；

（3）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；

（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。

该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？原因可能是：

（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。

（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。针对此实验可以展开如下拓展。

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

空气的成分按体积计算，大约是：

二、课堂小结

三、课后作业布置