（展示一只空燒杯）燒杯中有什么？

今天，我們一起進(jìn)一步認識空氣。

一、空氣的組成        

頭腦風(fēng)暴：你對空氣知道多少？請同學(xué)們盡可能多地提出有關(guān)空氣的問(wèn)題。

學(xué)生可能提出的問(wèn)題：①為什么空氣看不見(jiàn)而又摸不著(zhù)？②怎么證明空氣確實(shí)存在？③空氣由什么物質(zhì)組成？④空氣是由一種物質(zhì)組成的？還是由多種物質(zhì)組成的？⑤如果空氣是有多種物質(zhì)組成的，那么這些物質(zhì)是什么？其含量是多少？⑥為什么風(fēng)景區的空氣比較清新，而一些大城市特別是一些大工業(yè)城市的空氣質(zhì)量比較差？⑦為什么有的物質(zhì)在空氣中燃燒？……

（在學(xué)生描述提出的問(wèn)題時(shí)，及時(shí)對不規范的語(yǔ)言加以更正）

教師引導：今天，我們將一起探究空氣的成分。主要解決你們提出的下列問(wèn)題：②怎么證明空氣確實(shí)存在？③空氣由什么物質(zhì)組成？④空氣是由一種物質(zhì)組成的？還是由多種物質(zhì)組成的？⑤如果空氣是有多種物質(zhì)組成的，那么這些物質(zhì)是什么？又分別有多少？

【實(shí)驗探究1】想一想，根據你日常生活中的經(jīng)驗，還有哪些辦法能證明空氣確實(shí)存在？請同學(xué)們設計一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗，證明空氣的存在。

設計方案： 提供學(xué)生水槽（裝有大半槽水）、小燒杯、一杯飲料（配吸管）及其他儀器若干，引導學(xué)生設計方案，并進(jìn)行交流，比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，再確定比較好的方案進(jìn)行實(shí)驗。

學(xué)生一般能提出的簡(jiǎn)易方案可能有上圖所示的幾種。

實(shí)驗驗證：指導學(xué)生完成實(shí)驗。

獲取結論：空氣是客觀(guān)存在的。

學(xué)生思考并回答

學(xué)生討論，交流，再描述提出的問(wèn)題

學(xué)生分組討論、交流，比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗，對實(shí)驗的現象加以描述，并做出結論。

以有關(guān)空氣的故事或有關(guān)空氣的趣味實(shí)驗導入，迅速拉近學(xué)生與化學(xué)的距離，產(chǎn)生對化學(xué)的親近感。

以頭腦風(fēng)暴的探索形式，激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識，培養學(xué)生的發(fā)散性思維。

設疑，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習興趣。

培養學(xué)生的團隊合作精神及對實(shí)驗設計的評價(jià)能力

【實(shí)驗探究2】空氣的成分

主題設置：我們生活的環(huán)境中有空氣，人類(lèi)的生活離不開(kāi)空氣，空氣是一種重要的自然資源。那么空氣是由什么組成的？它是由一種物質(zhì)組成的？還是由多種物質(zhì)組成的？如果空氣是由多種物質(zhì)組成的，則空氣中含有哪些物質(zhì)？

提出假設：學(xué)生根據生活經(jīng)驗提出空氣是由多種物質(zhì)組成的假設。

收集證據：根據已有知識，聯(lián)系生活經(jīng)驗，收集到的證據可能有：①動(dòng)物進(jìn)行呼吸作用需要氧氣，并放出二氧化碳；②植物進(jìn)行光合作用要吸收水和二氧化碳，并放出氧氣；③煤等燃料燃燒需要消耗氧氣并放出二氧化碳；④夏天，從冰箱里拿出冰礦泉水，片刻后，礦泉水瓶外壁就會(huì )有水珠凝結；⑤酥脆的餅干在空氣中長(cháng)時(shí)間放置會(huì )受潮變軟……

做出結論：空氣中含有氧氣、二氧化碳、水蒸氣和其他雜質(zhì)（如塵埃）等多種物質(zhì)。

思維延伸：空氣中還有其他成分嗎？

自主學(xué)習：引導學(xué)生學(xué)習科學(xué)家對空氣成分的研究過(guò)程。

1、通過(guò)對拉瓦錫研究空氣成分的實(shí)驗過(guò)程，你有何感想？

2、拉瓦錫通過(guò)這一實(shí)驗得出了什么結論？

3、拉瓦錫得出的結論有無(wú)不足 

開(kāi)拓視野：稀有氣體的發(fā)現史。

獲得結論：空氣中含有氧氣、氮氣、稀有氣體、二氧化碳等多種成分。

根據已有知識，聯(lián)系生活經(jīng)驗，收集證據，進(jìn)行歸納并得出結論

學(xué)生自主學(xué)習拉瓦錫探究空氣成分的實(shí)驗

1.了解拉瓦錫研究空氣的實(shí)驗所表現的科學(xué)態(tài)度

2.了解拉瓦錫得出的“空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣體積的1/5”的結論，體會(huì )其實(shí)驗原理

3.了解空氣中還有各種稀有氣體等其他成分，認識拉瓦錫的結論中的不足

培養學(xué)生自主學(xué)習的能力

1.培養學(xué)生的科學(xué)探究精神

2.使學(xué)生初步了解空氣的主要成分。

3.告誡學(xué)生不迷信權威，樹(shù)立“學(xué)無(wú)止境”的思想。

利用化學(xué)史進(jìn)行嚴肅認真，敢于創(chuàng )新的優(yōu)良品質(zhì)的教育。

【實(shí)驗探究3】空氣中氧氣含量的測定

主題設置：大家對空氣的認識主要來(lái)自生活常識，空氣中還有其他的成分嗎？空氣中的氧氣、二氧化碳等氣體的含量又分別是多少呢？能否測定出廣口瓶中氧氣的體積？

設計方案：

①想辦法把氧氣拿出來(lái)，直接測氧氣的體積；

②換一個(gè)礦泉水瓶子，再想辦法把瓶?jì)鹊难鯕庀�耗掉，看瓶子變癟了多少；

③利用拉瓦錫的實(shí)驗方法再進(jìn)行實(shí)驗；

…………

教師引導：給出如下圖所示裝置，讓一學(xué)生吸氣，并觀(guān)察現象。

思維遷移：仿照此實(shí)驗，提供如下圖的實(shí)驗裝置及紅磷，我們能否利用它來(lái)測定氧氣體積呢？

實(shí)驗探索：指導學(xué)生完成實(shí)驗2-1，觀(guān)察現象并思考：

1.（如上圖）向集氣瓶?jì)妊b入少量水，并作上記號d。并將廣口瓶從b－d處分為五等分，做好記號。

2.向燃燒匙中加入稍過(guò)量的紅磷，關(guān)閉c處的止水夾后，點(diǎn)燃紅磷，立即伸入瓶中，并塞緊。

3.提示學(xué)生觀(guān)察紅磷燃燒現象。

4.冷卻后，打開(kāi)止水夾，再由學(xué)生觀(guān)察現象。

5.進(jìn)入廣口瓶中的水的體積相當于原廣口瓶?jì)瓤諝庵心姆N氣體的體積？

學(xué)生討論。

學(xué)生在老師引導下進(jìn)行實(shí)驗，并解釋實(shí)驗原理

【學(xué)生思考】水為何會(huì )進(jìn)入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中的水的體積取決于誰(shuí)的體積？

學(xué)生分組討論，并報告討論結果。

學(xué)生觀(guān)察紅磷燃燒的`現象：紅磷燃燒時(shí)產(chǎn)生黃色火焰，放出大量熱量，并有大量白煙，最終燃燒停止。

學(xué)生觀(guān)察：打開(kāi)止水夾后，燒杯中的水進(jìn)入廣口瓶中，約占紅磷燃燒前瓶中空氣體積的1/5。

學(xué)生分組討論后，各組派代表回答。

通過(guò)實(shí)驗增強感性認識，解決學(xué)生的疑難

培養觀(guān)察能力及思考能力

培養分析能力及團隊合作精神，增進(jìn)學(xué)生間友誼和凝聚力

科學(xué)分析：

指導學(xué)生通過(guò)自主閱讀，明確：

①上述實(shí)驗中，紅磷燃燒時(shí)與廣口瓶?jì)瓤諝庵械难鯕獍l(fā)生了反應，生成了叫做五氧化二磷的固體。上述實(shí)驗中的大量白煙就是生成的五氧化二磷的固體，該固體沉降后溶解于水中。因此白煙最終消失。

②打開(kāi)止水夾后，燒杯中的水進(jìn)入廣口瓶的原因。

③進(jìn)入廣口瓶中的水的體積相當于原廣口瓶?jì)瓤諝庵心姆N氣體的體積？空氣中氧氣的體積分數約為多少？

④廣口瓶?jì)扔嘞碌臍怏w主要是什么？它有何性質(zhì)？

探索交流：引導學(xué)生對實(shí)驗中的問(wèn)題進(jìn)行交流。

形成結論：

a.由于過(guò)量的紅磷燃燒時(shí)耗盡了廣口瓶?jì)瓤諝庵械难鯕�，使瓶�(jì)葰怏w減少，壓強降低，打開(kāi)止水夾后，燒杯中的水就會(huì )進(jìn)入瓶中。而且廣口瓶?jì)妊鯕獗幌�耗多少，進(jìn)入瓶中的水就有多少。因此，從燒杯中進(jìn)入廣口瓶的水的體積就相當于原瓶?jì)瓤諝庵醒鯕獾捏w積。

b.氧氣約占空氣總體積的1/5。

c.廣口瓶?jì)扔嘞碌臍怏w主要是氮氣，它不能支持燃燒。

做這個(gè)實(shí)驗時(shí)如果①裝置氣密性不好；②紅磷不足，沒(méi)有把氧氣耗盡；③沒(méi)有等到冷卻就打開(kāi)止水夾，那又會(huì )出現怎樣的結果呢？

思維點(diǎn)撥：完成這個(gè)實(shí)驗的關(guān)鍵是：紅磷的用量要充足，要保證能夠將瓶?jì)妊鯕夂谋M；整個(gè)裝置氣密性要好，不能漏氣；要注意待集氣瓶冷卻至室溫時(shí)再打開(kāi)止水夾。

反思與評價(jià)：按上述方法測定空氣中氧氣的含量，你認為還有何不足？紅磷可否用木炭等其他物質(zhì)代替？

學(xué)生體會(huì )實(shí)驗原理并從中得出正確的實(shí)驗結論。

學(xué)生再次進(jìn)行討論并得出結論。

學(xué)生討論后得出：上述體積是估算的，存在較大誤差。

培養學(xué)生的表達能力，在交流中取長(cháng)補短。

激發(fā)學(xué)生的探究欲。

培養學(xué)生對實(shí)驗的評價(jià)能力。

【實(shí)驗探究4】測定空氣中氧氣的含量的藥品選擇及量化測定

提出假設：藥品可以用其他物質(zhì)（如木炭、硫等）代替。

教師提供：右圖裝置（廣口瓶容積約為400 mL）、10 mL量筒、100 mL量筒、500 mL量筒，以及水、紅磷和木炭等儀器和藥品

方案設計：指導并啟發(fā)學(xué)生設計較準確地測定空氣中氧氣的體積分數的實(shí)驗裝置及活動(dòng)方案

引導學(xué)生討論應解決的問(wèn)題：

①實(shí)驗前怎樣準確測定圖2-3丁中廣口瓶?jì)瓤諝獾捏w積？

②實(shí)驗后怎樣準確測定圖2-3丁中進(jìn)入廣口瓶中水的體積（即氧氣的體積）？

實(shí)驗探究：指導學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗：甲組選用紅磷、乙組選用木炭進(jìn)行實(shí)驗，并作好數據處理。

學(xué)生經(jīng)討論后提出對應的方案：

①將水注入廣口瓶至圖中b處，再全部倒入到500mL量筒中；

②將進(jìn)入廣口瓶中的水全部倒入到100 mL量筒中。

學(xué)生再進(jìn)行實(shí)驗測定。

學(xué)生將實(shí)驗過(guò)程中獲得的數據填入表中。

掀起高潮，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究欲。

培養學(xué)生的實(shí)驗設計、操作、數據處理等綜合能力。

現象與解釋?zhuān)横槍�甲組實(shí)驗基本成功，而乙組實(shí)驗完全失�。�燒杯中的水基本上沒(méi)有進(jìn)入廣口瓶中），引導學(xué)生進(jìn)行討論乙組實(shí)驗失敗的原因

在學(xué)生討論遇到困難時(shí)老師提示：木炭燃燒時(shí)生成了二氧化碳氣體。

結論與反思：上述實(shí)驗中，廣口瓶中的固體應選擇什么樣的可燃物？

總結與交流：引導學(xué)生對利用上述裝置測定空氣中氧氣的含量時(shí)的注意事項進(jìn)行交流與總結：①裝置氣密性要良好；②實(shí)驗應選用反應后不生成氣體的物質(zhì)（如紅磷）；③紅磷要稍過(guò)量，以耗盡廣口瓶中的氧氣；④應等裝置冷卻到室溫后再打開(kāi)止水夾。等等。

學(xué)生討論，總結出乙組失敗的原因：木炭燃燒后生成的是氣體，使得廣口瓶中的氣體沒(méi)有減少，壓強沒(méi)有降低，燒杯中的水就不會(huì )進(jìn)入廣口瓶中。

學(xué)生作出結論：不能用燃燒后產(chǎn)生氣體的可燃物。學(xué)生交流實(shí)驗心得

激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

【小結】

①空氣不是單一成分的物質(zhì)；

②空氣中有1/5體積的氧氣，剩余氣體不支持燃燒；

③空氣的組成（強調體積分數）。

學(xué)生閱讀教材：空氣成分氮氣 78%

氧氣 21%

稀有氣體 0.94%

二氧化碳 0.03%

其他氣體和雜質(zhì)0.03%。

增強記憶。

【總結】

1.空氣中氧氣的含量測定實(shí)驗及注意事項；2.空氣的組成。