資源簡介

(共27張PPT)
第二單元 課題1
我們周圍的空氣
（人教版）九年級
上
（第1課時）
01
學習目標
內容總覽
02
新知導入
03
探究新知
04
課堂練習
05
課堂總結
06
分層作業
核心素養目標
通過了解空氣主要由氮氣、氧氣等組成及其體積分數。
01
02
通過分析實驗現象，學生能夠進行邏輯推理，培養科學推理能力。
03
學生通過參與實驗，學習如何觀察和記錄實驗現象，培養實驗技能和探究能力。
04
通過在自主設計實驗探究的過程中，體驗探究的樂趣，發展學習化學的興趣，感受自己也是創作的天才。
化學觀念：
科學思維：
科學探究與實踐：
科學態度與責任：
新知導入
我們知道空氣是無色無臭的，雖然看不見，但可以通過呼吸體會它的存在。
那么，如何通過實驗來測定空氣的組成呢
探究新知
一、拉瓦錫測定空氣的組成
空氣的發現史：
探究新知
拉瓦錫探究空氣成分的實驗：
拉瓦錫研究空氣成分的實驗裝置
實驗步驟：
實驗現象：
實驗原理：
將少量汞放在密閉容器中連續加熱12天。
部分銀白色的液態汞變成紅色粉末
容器里空氣的體積差不多減少了1/5
汞（Hg) + 氧氣(O2) 氧化汞
加熱
一、拉瓦錫測定空氣的組成
探究新知
拉瓦錫探究空氣成分的實驗：
拉瓦錫研究空氣成分的實驗裝置
實驗步驟：
實驗現象：
實驗原理：
將得到的紅色粉末放在另外一個容器中加強熱
紅色粉末變成銀白色的液態物質；
汞槽中液面下降，得到的氣體體積等于原密閉容器里減少的體積。
氧化汞 汞 + 氧氣
高溫
一、拉瓦錫測定空氣的組成
探究新知
實驗分析：
汞與氧氣反應消耗氧氣，生成氧化汞固體使密閉裝置內的氣體減少，壓強減小，大氣壓將汞壓入鐘罩，鐘罩內上升汞的體積即為消耗氧氣的體積。
實驗結論：
空氣由氧氣和氮氣組成；
其中氧氣約占空氣總體積的1/5
一、拉瓦錫測定空氣的組成
優點：
缺點：
拉瓦錫實驗的優缺點是什么？
1.汞只和氧氣反應；
2.汞為液態，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用來觀察反應器內空間體積的變化；
3.汞的沸點較低，汞蒸氣與氧氣反應比較充分，能將密閉裝置內空氣中的氧氣幾乎耗盡
1.實驗時間較長；
2.操作裝置比較復雜；
3.實驗過程對環境有污染。
二、實驗測定空氣的組成
探究新知
仿照拉瓦錫實驗的原理，我們也可以粗略測定空氣中氧氣的含量。
測定空氣中氧氣的含量
實驗藥品：
實驗器材：
紅磷
集氣瓶、導氣管、燃燒匙、燒杯、彈簧夾
實驗原理：
紅磷 + 氧氣 五氧化二磷
點燃
P + O2 P2O5
點燃
測定空氣中氧氣的含量
實驗步驟：
①在集氣瓶內加入少量水，并做好記號。
②用彈簧夾夾緊乳膠管。
③點燃燃燒匙內的紅磷（P）后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊。觀察紅磷燃燒的現象。
④待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察實驗現象及水面的變化情況。
測定空氣中氧氣的含量
實驗現象：
實驗結論：
①紅磷燃燒，發出黃白色火焰，產生大量的白煙；
②冷卻后打開彈簧夾，水沿導管流入集氣瓶，約占瓶內空氣體積的1/5。
氧氣約占空氣體積的1/5。
1.煙和霧的區別
① 紅磷燃燒生成大量白煙
② 紅磷燃燒生成大量白霧
③ 紅磷燃燒生成大量煙霧
2.結論不能代替現象
現象：紅磷燃燒生成大量白煙
結論：紅磷燃燒生成五氧化二磷
測定空氣中氧氣的含量
實驗原理：
紅磷燃燒消耗氧氣，使瓶內氣壓減小，內外形成了壓強差，大氣壓將水壓入瓶內的，進入瓶內水的體積即為消耗的氧氣的體積。
紅磷燃燒消耗O2
因為V進水=1/5空氣 所以V氧氣=1/5空氣
瓶內壓強變小
水被壓入
測定空氣中氧氣的含量
藥品要求：
1.在空氣中只消耗氧氣；
2.生成物一般不為氣體(固體或液體）。
【問題】1.若紅磷還能與空氣中的其它成分反應，還能選紅磷嗎？
不能，進入的水會偏多，結果會大于1/5
【問題】2.若紅磷與氧氣反應后生成物是氣體，還能選紅磷嗎？
不能，氣體會填補消耗氧氣的體積
測定空氣中氧氣的含量
1.能選碳嗎
2.能選鎂嗎
3.能選鐵嗎
①碳+氧氣→二氧化碳(氣)
②鎂+ 氧氣（氮氣、二氧化碳）→(固)
③鐵+氧氣→四氧化三鐵(固)(鐵在空氣中不能燃燒)
④磷+氧氣→五氧化二磷(固)
不能，碳燃燒消耗氧氣生成CO 氣體，壓強不變
不能，鎂還會消耗氮氣、二氧化碳;
不能，鐵在空氣中不能燃燒。
測定空氣中氧氣的含量
1、為什么紅磷要足量或過量？集氣瓶底為什么放水？
2、點燃的紅磷為何要迅速伸入集氣瓶并塞緊瓶塞？
3、紅磷燃燒后生成的“大量白煙”可以說“大量白霧”嗎？
4、集氣瓶剩余的氣體是什么？集氣瓶剩余氣體有哪些物理性質和化學性質？
充分消耗氧氣。
防止集氣瓶內的空氣逸散到空氣中。
不能，煙是固體小顆粒；霧是液體小液滴。
剩余氣體主要成分是氮氣。氮氣既不能燃燒也不能支持燃燒，不易溶于水。
吸收五氧化二磷防止污染空氣。
5、我們實驗中氣體減少的體積小于1/5或大于1/5，請你分析有可能是哪些原因所引起的？
體積小于1/5原因：
（1）紅磷不足量；
（2）裝置漏氣；
（3）紅磷熄滅后未等冷卻到室溫，就打開彈簧夾；
體積大于1/5原因：
點燃的紅磷沒有迅速伸入集氣瓶中；
紅磷在集氣瓶燃燒過程中，彈簧夾沒有夾緊。
測定空氣中氧氣的含量
探究新知
實驗創新
①點燃方式的改進：實驗過程中不打開裝置，使裝置始終保持密閉，如圖①、②所示。
②測量方式的改進：利用量筒或注射器等測量儀器，減小實驗誤差，使測定結果更加精確，如圖③所示。
圖① 圖② 圖③
改進優點：
裝置始終密閉減小測量誤差且環保
探究新知
測定空氣中氧氣含量的數字化實驗
實驗步驟如下:
(1)將氧氣傳感器與數據采集器、計算機連接;
(2)把氧氣傳感器插入盛有空氣的容器，采集數據;
(3)通過相關軟件處理數據，并在計算機屏幕上顯示空氣中氧氣的含量。
1.下列物質能在空氣中燃燒，且產生大量白煙的是（ ）
A、木炭 B、硫粉 C、紅磷 D、鐵絲
2.某同學利用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量,紅磷燃燒后恢復到室溫，打開彈簧夾發現進入集氣瓶內液體的液面高度小于集氣瓶容積的1/5，造成這一現象的原因可能是（ ）
A.實驗時未夾緊彈簧夾,紅磷燃燒時瓶內部分空氣受熱逸出
B.將燃燒匙插入集氣瓶時速度太慢,塞緊瓶塞之前,瓶內部分空氣受熱逸出
C.實驗裝置可能漏氣
D.實驗中所取的紅磷量太多
課堂練習
C
C
3.教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分(實驗裝置如圖)。該實驗中選擇汞進行實驗的優點不包括( )
A.在加熱的條件下,汞只和氧氣反應
B.汞無毒,不會對人體造成危害
C.汞為液態,能起到液封的作用,并能直接用
來測量密閉裝置內氣體體積的變化
D.生成的氧化汞分解又能得到汞和氧氣,把得到的氧氣加到剩下的一體積的氣體中,所得氣體跟空氣的性質完全一樣。
課堂練習
B
課堂總結
測定空氣中氧氣的含量
原理：
現象：①紅磷燃燒，發出黃白色火焰，產生大量的白煙；
②冷卻后打開彈簧夾，水沿導管流入集氣瓶，約占瓶內空氣體積的1/5。
結論：氧氣約占空氣體積的1/5
課題1（第1課時）
我們周圍的空氣
分層作業
【基礎培優】：
1.測定空氣里氧氣含量的實驗裝置和步驟如下(已完成裝置氣密性檢查):
①在集氣瓶內加入少量水,并將水面上方空間分為5等份;
②用彈簧夾夾緊乳膠管;
③點燃燃燒匙內的紅磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞緊,觀察現象;
④紅磷熄滅后,立即打開彈簧夾,觀察現象。
其中有錯誤的實驗步驟是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
分層作業
【能力提升】：
1.用如圖1所示裝置,分別進行足量的紅磷或木炭在空氣中燃燒的實驗(裝置冷卻至室溫后結束實驗)，測定集氣瓶內的壓強變化如圖2所示。
(1)圖2曲線①數據表明，紅磷燃燒后集氣瓶內的壓強低于起始壓強，原因是 。
(2)某同學根據圖2曲線②推斷：不能用木炭測定空氣中的氧氣含量，其實驗依據是 。
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《我們周圍的空氣》第1課時教學設計
課題 我們周圍的空氣第1課時 單元 第二單元 學科 化學 年級 九年級
教材分析 本課為第二單元課題1我們周圍的空氣的教學內容。空氣是人人都離不開的最重要的化學物質，由于看不見，摸不著，學生只知道其重要，卻不十分清楚空氣到底是什么。本單元選擇我們周圍的空氣作為初中化學接觸具體物質知識的開端，不僅是小學自然課曾對空氣有過介紹，更重要的是它們在自然界分布極廣，是自然界維持生態平衡的重要條件，還是人類須臾離不開的天然物質。通過對它們的認識和了解，可以比較順利地引導學生進入化學世界來探索物質的奧秘。
核心素養目標 化學觀念：通過了解空氣主要由氮氣、氧氣組成及其體積分數。科學思維：通過分析實驗現象，學生能夠進行邏輯推理，培養科學推理能力。科學探究與實踐：學生通過參與實驗，學習如何觀察和記錄實驗現象，培養實驗技能和探究能力。科學態度與責任：通過在自主設計實驗探究的過程中，體驗探究的樂趣，發展學習化學的興趣，感受自己也是創作的天才。
重點 理解空氣中氧氣含量測定的實驗方法及原理。
難點 空氣里氧氣含量的測定試驗誤差的分析。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 我們知道空氣是無色無臭的，雖然看不見，但可以通過呼吸體會它的存在。那么，如何通過實驗來測定空氣的組成呢 討論思考 通過學生的認知引入新課，使學生認識到化學就在身邊，提高學生學習興趣。
講授新課 一、拉瓦錫測定空氣的組成講述空氣的發展史，讓學生知道很早以前科學家九開始研究空氣的成分。拉瓦錫實驗：把少量的汞放在密閉的容器里連續加熱12天，發現有一部分銀白色的液態汞變成紅色粉末，同時容器里空氣的體積差不多減少了1/5。拉瓦錫實驗的優缺點是什么？優點：01.汞只和氧氣反應；02.汞為液態，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用來觀察反應器內空間體積的變化；03.汞的沸點較低，汞蒸氣與氧氣反應比較充分，能將密閉裝置內空氣中的氧氣幾乎耗盡缺點：01.實驗時間較長；02.操作裝置比較復雜；03.實驗過程對環境有污染。 討論思考 通過分析實驗現象，學生能夠進行邏輯推理，培養科學推理能力。
實驗測定空氣的組成實驗藥品：紅磷實驗器材：集氣瓶、導氣管、燃燒匙、燒杯、彈簧夾實驗原理：P+O2點燃P2O54.實驗步驟：①在集氣瓶內加入少量水，并做好記號。②用彈簧夾夾緊乳膠管。③點燃燃燒匙內的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊。觀察紅磷燃燒的現象。④待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察實驗現象及水面的變化情況。5.實驗現象：①紅磷燃燒，發出黃白色火焰，產生大量的白煙；②冷卻后打開彈簧夾，水沿導管流入集氣瓶，約占瓶內空氣體積的1/5。實驗結論：氧氣約占空氣體積的1/5。實驗原理：紅磷（P）燃燒消耗氧氣（O2），氣體減少壓強變小，小于外界大氣壓，水由燒杯流入集氣瓶。藥品要求：（1）在空氣中只消耗氧氣；（2）生成物一般不為氣體(固體或液體）。教師強調：蠟燭、鎂、銅絲、鐵絲都不能代替紅磷！01.蠟燭在空氣中燃燒只與氧氣反應生成二氧化碳和水蒸氣。02.鎂很活潑，在空氣中燃燒時既可與氧氣反應，也可與氮氣、二氧化碳發生反應。03.銅絲、鐵絲在空氣中不能燃燒。學生討論：實驗中所涉及的問題1.為什么紅磷要足量或過量？集氣瓶底為什么放水？2.點燃的紅磷為何要迅速伸入集氣瓶并塞緊瓶塞？3.紅磷燃燒后生成的“大量白煙”可以說“大量白霧”嗎？4.集氣瓶剩余的氣體是什么？集氣瓶剩余氣體有哪些物理性質和化學性質？5.我們實驗中氣體減少的體積小于1/5，請你分析有可能是哪些原因所引起的？6.用石蠟替代該實驗中的紅磷，能否可行？學生討論：實驗成功的關鍵（1）裝置不能漏氣；（2）紅磷應足量或過量；（3）點燃紅磷前必須把彈簧夾夾緊；（4）點燃紅磷后要立即伸入集氣瓶中，并塞緊塞子；（5）待紅磷燃燒完集氣瓶冷卻后，打開彈簧夾； 學生討論分析 學生通過參與實驗，學習如何觀察和記錄實驗現象，培養實驗技能和探究能力。
課堂練習 1.下列物質能在空氣中燃燒，且產生大量白煙的是（ ） A、木炭 B、硫粉 C、紅磷 D、鐵絲2.某同學利用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量,紅磷燃燒后恢復到室溫，打開彈簧夾發現進入集氣瓶內液體的液面高度小于集氣瓶容積的1/5，造成這一現象的原因可能是（ ）A.實驗時未夾緊彈簧夾,紅磷燃燒時瓶內部分空氣受熱逸出B.將燃燒匙插入集氣瓶時速度太慢,塞緊瓶塞之前,瓶內部分空氣受熱逸出C.實驗裝置可能漏氣D.實驗中所取的紅磷量太多3.教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分(實驗裝置如圖)。該實驗中選擇汞進行實驗的優點不包括( )A.在加熱的條件下,汞只和氧氣反應B.汞無毒,不會對人體造成危害C.汞為液態,能起到液封的作用,并能直接用來測量密閉裝置內氣體體積的變化D.生成的氧化汞分解又能得到汞和氧氣,把得到的氧氣加到剩下的一體積的氣體中,所得氣體跟空氣的性質完全一樣。
課堂小結 拉瓦錫測定空氣中氧氣的含量實驗測定空氣中氧氣含量
板書
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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人教版化學九年級上冊
《課題1我們周圍的空氣》第1課時同步分層練習
【基礎培優】
1.小明用如圖所示的裝置來測定空氣中氧氣的含量,對該實驗認識正確的是( )
A.使用紅磷的量多或少,都不會影響實驗結果
B.燃燒足夠的紅磷可使進入容器的水占容器的4/5
C.紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣,使容器內氣體壓強下降,水面上升
D.紅磷燃燒完全,要立即打開彈簧夾觀察,并記錄水進入容器的刻度
下圖是測定空氣中氧氣含量的實驗。對該實驗的認識正確的是( )
A.該實驗中的銅粉可以換成碳粉
B.停止加熱后,趁裝置未冷卻馬上讀數
C.正確操作情況下,反應結束后,消耗的氧氣的總體積應該是反應前注射器內氣體體積的1/5
D.實驗結束后,硬質玻璃管內剩余的氣體主要是氮氣
3.拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。后人仿照其實驗原理測定空氣中氧氣含量（如圖）。實驗過程中，逐漸減少的氣體和逐漸增多的物質是( )
A．O2、P2O5 B．P、P2O5 C．O2、P D．N2、P2O5
4.利用如圖裝置驗證了空氣中氧氣的含量。下列敘述不正確的是（ ）
A．實驗前需檢查裝置氣密性 B．白磷的作用是消耗試管中的氧氣C．白磷熄火、試管冷卻后再打開止水夾D．最終量筒中液面約降至40mL刻度線處
5.測定空氣里氧氣含量的實驗裝置和步驟如下：（已完成裝置氣密性檢查）
①在集氣瓶內加入少量水，并將水面上方空間分為5等份；
②用彈簧夾夾緊膠皮管；
③點燃燃燒匙內的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊，觀察現象；
④紅磷熄滅后，立即打開彈簧夾，觀察現象。
其中有錯誤的實驗步驟是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
【能力提升】
1．如圖為測定空氣中氧氣含量的實驗裝置，下列有關說法正確的是（ ）
A．燃燒匙中的紅磷可用木炭代替
B．紅磷點然后，慢慢伸入瓶中并塞緊橡皮塞
C．紅磷燃燒停止后，立即打開鐵夾
D．測定氧氣的體積分數低于 1/5，可能是紅磷量不足
2.探究空氣中氧氣含量的實驗中,下列做法不正確的是( )
A.應檢查裝置的氣密性
B.可以用蠟燭代替紅磷進行實驗
C.應取用過量的紅磷
D.應等集氣瓶冷卻到室溫再打開彈簧夾
3.為測定空氣中氧氣的含量，某同學將教材實驗進行改進，實驗裝置如圖所示（部分夾持裝置已省略），實 驗時引燃紅磷后便熄滅酒精燈。下列有關改進實驗的方法不正確的是（ ）
A．紅磷燃燒的文字表達式可以表示為：紅磷+氧氣 點燃 五氧化二磷
B．待紅磷熄滅并冷卻至室溫，打開彈簧夾，注射器活塞向右移動
C．實驗結束后試管內氣體的主要成分為氮氣
D．改進后的裝置能減小測量誤差，且對環境更友好
4.小魯同學使用紅磷通過課本實驗探究空氣中氧氣含量時，最不可能用到的儀器是（ ）
A．集氣瓶 B．燃燒匙 C．玻璃棒 D．酒精燈
5.醫學上常用“冷凍法”治療咽喉炎，其冷凍劑是下列物質中的（ ）
A．液態氮 B．液態氧 C．液態空氣 D．液態二氧化碳
6.某興趣小組要一瓶（100mL）含氧氣的體積分數約為 80%的氣體，收集氣體的裝置如圖。方法是：在100mL集氣瓶里裝滿水，塞緊膠塞并關閉止水夾 b，打開止水夾 a 通入氧氣，把瓶里的一部分水排入量筒，當量筒內的水達到設定的體積后立即關閉止水夾a，然后打開止水夾b通入空氣，把瓶里剩下的水全部排入量筒，通入氧氣的體積和空氣的體積大約是（ ）
A．60mL和40mL B．75mL和25mL C．80mL和20mL D．68mL和32mL
已知在空氣中，溫度超過40℃，白磷就可以自燃，即和氧氣反應生成五氧化二磷。用下圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數。實驗步驟為：集氣瓶里先裝a體積的水，在酒精燈燈焰上把玻璃棒下端加熱， 裝置如圖密封。用力把玻璃棒按下與白磷接觸，白磷燃燒。燃燒停止后，稍振蕩，完全冷卻后，量出集氣瓶中水的體積(b)和整個集氣瓶體積(c)。下列說法錯誤的是（ ）
反應過程中集氣瓶內液面的變化是先下降后上
該實驗測得氧氣與空氣的體積比為(b-a)：(c-a)
燃燒匙中的白磷不可以換成細鐵絲或木炭粉
集氣瓶中預先放的a體積水僅有液封導管，防止氣體受熱膨脹逸出的
二、填空與探究
1.小組用圖1所示裝置測定空氣中氧氣的含量，圖2是圖1中壓強傳感器所測數據。
(1)檢查裝置氣密性的方法是打開止水夾，用手捂住集氣瓶，若觀察到______，則說明裝置氣密性良好。
(2)圖2中 CD段壓強下降，原因是______（填序號）。
a．瓶內溫度升高 b．瓶內氧氣的含量降低
(3)圖2中氣壓變化至D點時，進行的實驗操作是______。
2. 用右圖的裝置來測定空氣中氧氣的體積分數。
（1）盛放在燃燒匙內的物質可用_____________。
（2）實驗中觀察到的現象是_____________，同時水進入廣口瓶，水的體積約占廣口瓶容積的_____________。
（3）如果實驗步驟是：①先用夾子夾緊橡皮管；②點燃燃燒匙內的固體物質；③將燃燒匙插入廣口瓶，并塞緊橡皮塞；④燃燒完畢后，打開橡皮管上的夾子，結果發現測定的氧氣體積分數低于21％。問：這可能是由哪幾種原因引起的
同步分層練習答案
【基礎培優】：
1.C 2.D 3.A 4.D 5.D
【能力提升】：
D 2.B 3.B 4.C 5.A 6.B 7.D
二、填空與探究
1. (1) 燒杯中的導管口產生氣泡；(2) b；(3) 打開止水夾
2. (1)紅磷　；(2)廣口瓶內產生大量白煙 ；?1/5（或21％）
(3)①紅磷用少了，瓶內氧氣沒有反應完；
②裝置漏氣，瓶外的空氣進入瓶內；
③瓶內未冷卻到室溫使壓強變大。
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