2017年秋九年级化学上册 第二单元 我们周围的空气教案（新版）新

第二单元 我们周围的空气

空气和人的关系非常密切，是人人都离不开的物质。由于看不见又摸不着，学生只知其重要，却对空气到底是什么不十分清楚。因为在小学自然课中对空气和氧气的知识已有过介绍，如空气有体积、有质量、形成大气压、流动形成风等，所以本单元选择空气和氧气作为初中化学中学习具体物质知识的开端。此外，还因为它们在自然界分布极广，是自然界维持生态平衡的重要条件，是化工生产的廉价资源，是人类不可缺少的天然物质。通过对它们的认识和了解，可以比较顺利地引导学生进入化学世界来探索物质的奥秘。

课题1 空 气

第1课时 空气是由什么组成的

知识与技能

1．了解空气的主要成分。

2．初步理解什么是纯净物、混合物，并能区分一些常见的纯净物和混合物。 过程与方法

通过对“测定空气里氧气含量”的实验操作，了解空气的组成。 情感、态度与价值观

通过人类认识空气的简史介绍，使学生认识到进行科学探索，必须具有严肃认真、实事求是的科学精神和态度。

重点 用探究的方法测定空气中氧气的含量。 难点 纯净物和混合物的概念及区分。

多媒体、燃烧匙、酒精灯、集气瓶、水、火柴、烧杯、玻璃导管、红磷。

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。

二、推进新课

[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。

空气的主要成分 师：空气是由什么组成的呢？为了搞清楚这一问题，很多科学家都致力于这方面的研究。其中，最有名的是法国的化学家拉瓦锡，他借助天平，以液态的金属汞作为研究对象，用定量的方法最终研究出了空气的成分。

[图片展示]

[分析]拉瓦锡最早用实验得出了结论：空气是由氧气和氮气组成的，氧气约占空气总体积的1/5。

实验探究 1．实验导入 师：下面仿照拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验原则，我们也来测定空气里氧气的含量。 引导学生观察教材[实验2—1]所需的仪器，并组织学生回答下列问题：

(1)仪器的名称；

(2)集气瓶中有没有物质。

要求学生按教材中图2－3连接装置并进行实验，教师适时指导学生观察实验现象、记录实验结果。

2．分析讨论

师：请把看到的现象及你的分析与同组的同学交流一下。

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[提问](1)根据拉瓦锡的研究结果，氧气约占，而在我们的实验中，为什么气体减少的

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体积小于？试分析可能的原因有哪些。

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(2)红磷熄灭，瓶内还有没有残余的氧气？ (3)烧杯中的水为什么会倒流？ 引导学生从两方面来分析： a：实验成功，描述现象； b：实验失败，寻找原因。 分组讨论、交流结果：

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(1)水面上升不满的原因可能有：①装置漏气；②红磷量不足；未充分冷却就打开止水

5夹等。

(2)没有，如果还有氧气，红磷还能继续燃烧。

(3)由于红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，导致集气瓶内的气压减小，因而水倒流。 在上述探究活动的基础上，师生共同归纳空气的主要成分：由与红磷反应的气体(氧气)和与红磷不反应的气体(氮气)组成。

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[分析]随着科学技术的不断发展和实验仪器的不断精密化，空气中的其他成分也被科学家通过实验一一发现。

[结论]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%。

[强调]特别注意各成分的含量是体积分数，而不是质量分数，可以理解为每100体积的空气中含氮气78体积，氧气21体积。另外空气中各成分的含量相对稳定，不是绝对的一成不变。

3．纯净物和混合物

让学生自学教材第28页最后两段内容，填写下表：

定义 组成 表示 性质 联系 混合物 纯净物 注意：自然界的海水、河水中均存在一些除水以外的其他物质，属于混合物，而蒸馏水则属于纯净物。

纯净物：只由一种物质组成(可用专门的化学符号表示)。

混合物：由两种或多种物质混合而成(没有专门的化学符号表示)。

[分析]纯净物有固定的组成，如氧气、氮气；混合物没有固定的组成，组成混合物的各物质之间不发生化学反应，它们各自保持各自的性质，如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质。

课题1 空 气

第1课时空气是由什么组成的

一、空气是由什么组成的

由与红磷反应的气体(氧气)和与红磷不反应的气体(氮气)组成 二、空气中氧气含量的测定 1．实验探究 (1)实验方法 (2)实验现象

点燃

(3)实验原理：红磷＋氧气――→五氧化二磷

(4)实验结论

2．混合物与纯净物

纯净物：由一种物质组成(可用专门的化学符号表示)

混合物：由两种或多种物质混合而成(没有专门的化学符号表示)

教学时，应尽量从学生熟悉的事物引入。可采取灵活多样的教学方式，如：(1)以讲故事的形式引出主题；(2)从回忆小

学自然课中关于空气的小实验引入；(3)引导学生阅读。阅读前可以提出几个具体问题来加以指导。

要引导学生分析“大气污染”的漫画。此图的中部表示造成大气污染的一些原因和做

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法，下部是大气污染对动植物的危害，上部是大气污染引发的三大环境问题。也可以结合美术课，让学生自己画出身边的环境，然后开辟专栏，供大家展示。使学生学习化学的热情得以提高。

第2课时 空气是一种宝贵的资源和保护空气

知识与技能

1．了解氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途。 2．知道空气是一种宝贵的自然资源。

3．了解空气污染的主要原因、危害及防治方法。 过程与方法

通过对空气污染情况的调查，知道空气污染的危害，及一些简单的防治方法。 情感、态度与价值观

初步了解空气污染给人类带来的严重危害。

重点 空气组成物质的性质和用途。

难点 认识到空气是一种宝贵的自然资源，树立环境保护的意识。

有关氧气、氮气、稀有气体等作用的图片以及大气污染的图片。

一、导入新课

空气是一种宝贵的自然资源，是人类生产、生活所离不开的资源，有着非常重要的用途。我们都知道性质决定用途，那么空气中的氮气、氧气及稀有气体等都有哪些性质？

同时如果我们不能很好地保护空气，也会对人类造成较大的危害，那么哪些不当做法会对空气造成污染？如何防治大气的污染呢？接下来，我们就空气的用途以及保护进行学习。

二、推进新课

(一)空气是一种宝贵的资源

教师请各小组出示所收集的有关空气中各成分的用途的资料图片。结合图片，师生共同讨论氧气、氮气、稀有气体等的用途。

学生代表交流发言。 1．氧气

[分析]过去，人们曾把氧气叫做“养气”，这充分说明了氧气的重要性。 [主要用途](1)供给呼吸(2)支持燃烧 2．氮气

[提问]同学们知道为什么要在装入零食的食品袋中充入氮气吗？ [回答]生甲：为了防止食品被挤碎或压碎。 生乙：为了掩盖袋里食品量比较少的真相。 生丙：为了防止食品变质。

[分析]氮气之所以能用于食品防腐，是因为氮气性质非常稳定；灯泡中充氮气以延长使用寿命；焊接金属用氮气作保护气，都是利用了氮气性质稳定这一性质。除此之外，氮气还可作为重要的化工原料、保护气、提供低温环境。

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[主要用途](1)重要的化工原料 (2)保护气 (3)提供低温环境

师：从氮气可作保护气这一事实可知，物质的性质决定物质的用途。你能从下面的讨论中获得氮气的性质吗？在测定空气中氧气的含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要是氮气。请同学们结合实验和日常生活经验讨论：

(1)燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？

(2)集气瓶内水平面上升一定高度后，还继续上升吗？这种现象能不能说明氮气不易溶于水？

(3)空气所表现出来的某些性质，能不能在一定程度上代表氮气的性质？ [结论](1)能说明氮气不能支持燃烧。 (2)集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，这一现象可以说明氮气不易溶于水。 (3)空气所表现出来的性质，不能在一定程度上代表氮气的性质(如磷能在空气中燃烧，但却不能在氮气中燃烧)。

[提问]通过上面的讨论，并结合物理性质的概念，你能描述出氮气的物理性质并完成下表吗？

物 质 色 态 味 下的密度 溶于水 氮 气 色 体 味 g·L 溶于水 －1 颜 状 气 标准状况 熔点 无 气 无 1.251 －209.9℃ 沸点 －195.8℃ 是否易 不易 3.稀有气体 师：空气中除了氧气和氮气外，还有一类很重要的气体就是稀有气体。接下来，我们就来学习稀有气体的有关知识。

[分析]稀有气体曾被叫做“惰性气体”。这是由于稀有气体化学性质很不活泼，人们在发现它们的时侯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，人们发现有些惰性气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质，于是又把它们改叫为稀有气体。在空气的成分中，稀有气体所占比率虽然不大，但却很重要。

通过阅读，让学生总结稀有气体的用途。

[主要用途](1)保护气(2)电光源(3)激光技术(4)制造低温环境(5)麻醉剂 (二)保护空气

师：空气是地球上的动植物生存的必要条件，动物呼吸、植物光合作用都离不开空气，同时也是人类生产、生活所离不开的资源。随着经济的发展，空气污染日益严重，保护空气成了人类新的课题。

[展示]环境较好的一组图片，环境被污染的一组图片。 学生阅读相关内容之后，教师提出问题：

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(一)氧气的工业制法 方法：分离液态空气

[思考]这个变化属于什么变化？为什么？

[回答]属于物理变化，因为从空气中分离氧气并没有生成新物质。 (二)氧气的实验室制法

教师参照教材37页图2－14，引导学生说出仪器名称和用途，观察药品颜色。 [课件展示]实验2－5内容

师：高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时分解出什么气体？ 生：氧气。

师：对！生成了什么？ 生：锰酸钾和二氧化锰。

师：下面我们再来看看实验2－5的另一项内容。 实验编号 ①过氧化氢溶液 (不加热) ②过氧化氢溶液(加热) ③单独加热二氧化锰 ④过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰 现象 原因 快慢 学生按表格内容做实验并观察、记录、分析。

[分析]①不加热过氧化氢溶液时，带火星的木条不能复燃，说明没有氧气放出。 ②加热过氧化氢溶液时，带火星的木条复燃，说明过氧化氢溶液受热时能产生氧气。 ③加热二氧化锰时，带火星的木条不能复燃，说明没有氧气放出。

④不加热，但在过氧化氢溶液中加入二氧化锰，带火星的木条复燃，说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰时会产生氧气。

[结论]实验室可用加热过氧化氢溶液或在过氧化氢溶液中加二氧化锰制取氧气。

师：从上面的实验中可以看出，有二氧化锰时不加热过氧化氢溶液可产生氧气，没有二氧化锰时加热过氧化氢溶液也能产生氧气，那么二氧化锰是一种反应物，还是起别的作用呢？

[实验]待上述实验④中的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察发生的现象。 [现象]本已不产生气泡的试管，重新加入过氧化氢溶液不进行加热，又会有气泡产生，用带火星的木条进行检验，带火星的木条能够复燃。

[结论]产生的气体还是氧气。

(提示：多次重复上述实验，还能观察到同样的现象) [分析]说明在用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰可以重复使用。既然二氧化锰可以重复使用，说明在反应前后它的化学性质没有改变，那么它的质量有没有改变呢？科学家们经过精确的实验，得出了“二氧化锰在反应前后质量未变”的结论。

(提示：在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰过滤、洗净、干燥，再称量，比较反应前后二氧化锰质量，发现没有变化)

[提问]既然二氧化锰的质量和化学性质都没有变化，那么它在这里到底起一个什么作用呢？

[分析]没有加入二氧化锰时，过氧化氢溶液需要加热才能产生氧气，而加入二氧化锰后，过氧化氢溶液在常温下就能迅速产生氧气，可见二氧化锰起了一个加快化学反应速率的作用。

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[小结]二氧化锰在反应中起了加快化学反应速率的作用，而本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化，这样的物质叫做催化剂，又叫触媒，在反应中所起的作用叫催化作用。如二氧化锰就是过氧化氢分解的催化剂。

[分析]通过上面的实验可知二氧化锰不是一种反应物，而是一种催化剂。如果我们要把实验室用过氧化氢制取氧气的这个反应用文字表示出来，二氧化锰应写在什么位置呢？

师：催化剂应算作一个反应条件，写在箭头的上方，如：

二氧化锰

1．过氧化氢――→水＋氧气

[分析]实验室可用多种方法制取氧气，如加热高锰酸钾制取氧气，加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气。大家对于高锰酸钾其实并不陌生，医院里常用的紫药水，事实上就是高锰酸钾和水形成的溶液。它具有杀菌、消毒的作用。

[过渡]高锰酸钾在加热的情况下能分解出氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰。这个实验下一课我们专门安排实验探究。

加热

2．高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

[分析]在二氧化锰的催化下，加热氯酸钾也可以分解出氧气，同时生成氯化钾。请同学们用文字表达式把这个反应表示出来。

二氧化锰

3．氯酸钾――→氯化钾＋氧气 加热

[提问]上述三个反应与化合反应有什么不同？

[回答]化合反应的特点是多变一，而上述反应是一种物质生成两种或两种以上的物质。 [讨论]分解反应与化合反应的区别。 学生分组讨论后回答，教师订正。 师：总结

1．化合反应是“多变一”，分解反应是“一变多”； 2．可以从形式上进行比较。 化合反应：A＋B―→AB 分解反应：AB―→A＋B

课题3 制 取 氧 气 第1课时 制取氧气的原理

一、氧气的工业制法 分离液态空气制氧气

二、氧气的实验室制法

加热

1．高锰酸钾――→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 二氧化锰2．过氧化氢――→水＋氧气 二氧化锰3．氯酸钾――→氯化钾＋氧气

4．分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 催化剂：在化学反应时能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质

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催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用

在教学中，教师可以通过学生熟悉的一些生活现象和熟悉的物质创设问题情景，使学生迅速融入到课堂教学中来。让学生在这一系列活动中了解氧气的制取方法，明确氧气制取时的注意事项。此外，教师要注意充分发挥学生的主体作用，增强他们对化学的好奇心，培养他们对科学的探究精神。

第2课时 实验活动1 氧气的实验室制取与性质

知识与技能

学习检查装置的气密性，会动手制取氧气。 过程与方法

在活动探究中，培养学生的观察能力、分析能力以及实验操作能力。 情感、态度与价值观

通过亲手操作，让学生体会实验成功的喜悦，激发学习的兴趣，增强学生的探究欲。

重点 氧气制取的操作方法。

难点 检查装置的气密性以及实验注意事项。

药品：5%的过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾、木炭、细铁丝、澄清石灰水；

仪器：大试管、棉花、塞子(带导管)、集气瓶(2个)、毛玻璃片、水槽、铁架台、坩埚钳、小烧杯、火柴。

一、导入新课

师：上节课我们学习了制取氧气的反应原理，这节课我们来亲自动手制取氧气，并验证氧气的性质。

二、推进新课

根据实验台上所给仪器，要求组内同学自行设计、组装一套实验室制取氧气的发生装置，并讨论出装置的使用范围。

1．选择装置

展示各组设计的装置，组间互相评判其优缺点。

由上述探讨，归纳出制取氧气的可行性装置(如下图)：

图一：适合于固体(液体)和液体反应，不需加热；

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图二：适合固体在加热条件下制取气体。 [提问]现在我们能完成制取氧气的实验吗？ [回答]不能，还需要确定收集装置。 讨论后，确定两种收集方法及装置。

方法一：排水法，氧气不易溶于水(图三)；

方法二：向上排空气法，氧气的密度比空气的密度大(图四)。

2．指导学生完成制取氧气的实验探究。

师：确定了收集装置后，下面我们重点学习用高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项。 [演示][实验2－7]

[思考](1)在图2－15和2－17所示的装置中，都有哪些仪器？ (2)哪部分是气体的发生装置，哪部分是气体的收集装置？ (3)实验步骤是怎样的？ (4)如何检查装置的气密性？

(5)刚开始产生气泡时能立即收集吗？为什么？

(6)实验最后应该怎样操作？最后两步能颠倒吗？为什么？ 让学生阅读教材“活动与探索内容”，并总结如下： 制取氧气的步骤：1.检查装置的气密性。检查气密性的方法：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握气体发生装置外壁，若水中的导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。

2．装药品。

3．固定仪器，试管口要塞棉花。组装顺序：先下后上，从左到右。 4．给试管加热，先预热，再集中加热。

5．收集气体。用排水法收集时，导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集(为什么？)，当气泡连续地并比较均匀地放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。

6．①如果用排水法收集，要先把导管移出水面，再熄灭酒精灯。(如果先熄灭酒精灯，可能会造成什么后果？)

②如果用向上排空气法收集，要验满。

验满的方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。

[总结]为了便于记忆，我们可以把操作步骤简称为“查、装、定、点、收、离、熄”，谐音为“茶庄定点收利息”。

[讨论]实验过程中应注意什么？ [回答]a.试管口要略微向下倾斜：防止药品中的水分或反应中生成的水回流，使试管底部破裂。

b．导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。

c．试管口塞一团棉花：防止氧气流带着高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。

d．排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使

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收集的气体更纯。

e．实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，试管炸裂。

(强调：排水法收集气体时，刚开始冒出的气泡是空气，如果这时候就进行收集，会导致收集到的氧气不纯，所以要等气泡连续均匀地冒出时再收集)

3．氧气的性质

师：下面我们进行“氧气的性质”的实验，请同学们阅读教材第46页上的内容，并按课本上的步骤完成实验，然后完成问题与交流。

第2课时 制取氧气的装置和操作

一、选择装置

二、操作过程

实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄 收集方法：①排水法②向上排空气法

本课题的活动与探究，实际上是由学生亲自动手制取氧气并试验氧气的性质。由于制取氧气的实验技能要求比较高，注意事项多，仍有必要在实验前向学生充分交代清楚。某些操作，例如，用排水法收集气体，有必要让学生事先练习，以免实验时慌乱，导致较多的氧气在空气中逸散而损失。在由两个学生组成的实验小组中，可让一个学生用一根导管缓慢而连续地吹气以代替气体发生器，另一个学生做排水法收集气体的练习，要求达到能连续地收满2～3瓶气体。然后两人交换练习，直到都能较熟练地操作为止。对于铁架台、铁夹、铁圈等，学生也是第一次亲自操作，因此应让他们做几次操作练习。

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