第2节 化学研究些什么
第2课时
一、教学目标
1.了解空气的主要成分。
2.探究空气中氧气的含量。
3.初步认识纯净物和混合物的概念。
4.初步学习科学实验的方法，观察、记忆并初步学会分析实验现象。
二、教学重难点
重点：测定空气中氧气含量的实验。
难点：区分纯净物和混合物。
三、教学准备
教学仪器和药品：带橡皮塞集气瓶2个，铁夹及导管2套，烧杯2个，酒精一盏，燃烧匙1个，火柴盒，红磷等。
教学PPT及相关视频。
四、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
环节一
创设情境
引入新课
【讲解】“解落三秋叶，能开二月花。过江千尺浪，入竹万竿斜”这是唐代诗人李峤的风，风就是流动的空气。
【提问】空气与我们朝夕相伴，离开了空气我们无法生存，你了解空气的组成吗？人类在探究空气的道路上经历了怎样的历程呢？
【展示】PPT展示人类对空气的探索历程。
【讲述】人类对空气成分的研究大致经历了这几个阶段，但是卢瑟福、舍勒、普利斯特里因为主客观原因，并没有确切得出空气的成分。只有拉瓦锡在前几位科学家的基础上，通过实验得出了空气是由氮气和氧气组成的。
【过渡】拉瓦锡是如何通过实验测定空气的成分呢？空气中到底含有哪几种气体呢？
学生结合生活经验和已有的知识储备对空气进行重新审视。
倾听、理解。
学生倾听并思考
结合让蜡烛代替所有灯是什么歌学生的生活经验、已有的知识引入，可以激发学生兴趣。
让学生了解科学家探究空气成分的历史。
通过设疑让学生了解本节课的内容。
环节二
新课讲解
一、拉瓦锡测定空气成分
【展示】展示拉瓦锡测定空气成分的实验装置。
【讲述】拉瓦锡通过实验发现空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。拉瓦锡虽然测出了空气的大致成分，但实验所需时间长，装置复杂。
【过渡】那有没有一种简洁的方法测定空气成分呢？
倾听理解。
通过分析拉瓦锡测定空气成分的缺点，引出利用红磷测定空气中氧气含量的实验。
二、红磷燃烧法测定空气中氧气含量
【过渡】今天我们就致敬科学家，来当一个小小的科学家，测定空气中氧气含量，我们采用一种更简单快捷的方法。
【展示】展示红磷测定空气中氧气含量所需的仪器。
【讲述】这是实验所需仪器，有集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、弹簧夹、烧杯、酒精灯、火柴等。
【过渡】刚才我们讲解了测定空气氧气含量所需的仪器，那采用哪种药品呢？
【展示】展示PPT第7页。
【讲述】我们利用红磷测定空气中氧气含量，这是因为红磷能够与氧气反应，生成五氧化二磷固体。
【过渡】我们了解了测定空气中氧气含量所需的仪器和药品，接下来我们来看一下具体的实验过程。
【演示实验】演示实验过程。【注：学校可以根据实际情况选择播放实验视频】
【提示】老师进行演示实验的时候，请同学们仔细观察实验操作和现象。
【总结】我们可以将实验步骤总结为以下几步。
【展示】展示PPT。
【组织活动】请同学们分组按照步骤进行实验，并记录实验现象。
【师生交流】现在请一个组派一名代表说一说实验现象。
【提问】你在实验过程中观察到了什么现象?你能分析原因吗?
【总结】水能进入烧杯是因为消耗了氧气，造成集气瓶内压强减小。
现象：红磷燃烧，产生大量白烟，集气瓶水面上升，约占原空气体积的1/5。
结论：空气中氧气约占空气总体积的1/5。
【提问】为什么在刚才实验的时候，有的小组的实验失败了，有的小组得出的结果是气体体积小于1/5，有的小组得出的结果是气体体积大于1/5，请同学们讨论、分析原因。
【明确】小于1/5的原因：
1.装置气密性不好。
2.红磷量不足
3.瓶内温度没有降低到室温后就打开了弹簧夹。
大于1/5的原因：
1.没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气部分受热从导管逸出。
2.插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出。
【过渡】现在我们来思考第三个问题。但是在回答第三个问题之前，我们来了解集气瓶中压强变化。
【展示】展示PPT第13页。
【讲述】这是利用压强传感器测出的集气瓶中压强的变化情况。
【布置任务】请同学们根据压强曲线分析压强是如何变化的。
【总结】通过图像我们发现，刚点燃红磷的瞬间，压强迅速增大，这是因为温度升高，气体膨胀，压强增大，随着反应的进行，红磷燃烧消耗氧气生成固体后造成瓶内压强不断减小，直至反应完全后，压强不再变化。
【提问】现在老师这里有一个问题，请同学们思考：
蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水，能否用蜡烛代替红磷进行实验，为什么？
【总结】同学们回答的都很好，看来同学们对压强这部分知识掌握的很好。
【过渡】我们说空气成分中，氮气体积大约为4/5，氧气体积大约为1/5,其实空气中还含有少量其他气体。
【布置任务】请同学们阅读课本第14页拓展视野-空气成分发现史。总结空气的成分。
【交流讨论】现在，老师请一名同学说说空气中除了氮气和氧气，还有哪些气体？
【展示】展示PPT第16页。
【讲述】目前，人们通过实验方法精确地测定空气的成分：
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%。
认识所需仪器。
倾听、理解并记忆。
观察实验并记录实验步骤。
学生分组实验。
1.描述实验现象。
2.分析烧杯中的水进入集气瓶的原因。
分析讨论实验失败的原因。
试着根据图像分析。
倾听并不断修正自己的观点。
回答问题：不能，因为蜡烛燃烧会生成二氧化碳气体，不会造成压强差，导致烧杯内的水不能倒流。
带着任务阅读课本。
倾听并理解。
通过讲述让学生认识测定空气中氧气含量所需仪器及其名称。
通过讲述让学生了解测定空气中氧气含量所需的药品。
通过演示实验让学生了解规范的实验步骤。
从实验探究到讨论总结，既培养学生的实验操作能力，又培养学生的观察能力和总结能力，使不同层次的学生都有所收获。
培养学生分析问题、解决问题、严谨务实的科学态度，对实验现象做进一步的分析，探究。
通过让学生自己分析，培养学生的识图能力。
通过让学生回答，培养学生解决问题的能力。
让学生阅读本课，培养学生的阅读能力、总结能力，同时让学生了解科学家发现空气的历程。
帮助学生梳理空气的成分。
三、纯净物与混合物
【过渡】空气是一种由多种物质组成的混合物。那什么是混合物呢?
【讲述】由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物,混合物不能用化学符号表示。只由一种物质组成的物质叫做纯净物，纯净物可以用化学符号表示。
【提示】不能根据物质的名称区分纯净物和混合物。
【展示】展示PPT第19页。
【布置任务】请同学们完成这个交互练习，进一步区分纯净物和混合物。
倾听、理解。
完成练习。
通过讲解让学生了解混合物和纯净物的概念及区别。
通过交互动画，可以帮助学生巩固加深理解混合物、纯净物。
环节三拓展延伸
【展示】展示燃素说。
观看PPT
拓展学生视野，让学生意识到科学时不断发展的。
随堂作业
PPT展示
做题
通过习题巩固本节所学知识。
环节四
课堂小结
展示PPT23页。
倾听并理解。
帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。
五、板书设计