空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的測定

空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的測定一、教學(xué)目標(biāo)：（一）知識與技能懂得測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實驗原理；學(xué)會根據(jù)物質(zhì)在氧氣中燃燒的特點，選擇合適的實驗藥品。（二）過程與方法體驗實驗探究的一般過程；初步學(xué)會類比、觀察、分析、收集和處理數(shù)據(jù)的方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀感受拉瓦錫敢于質(zhì)疑、勇于實踐的科學(xué)態(tài)度；培養(yǎng)敢于表達、主動交流的團隊合作意識；激發(fā)科學(xué)探究的興趣和欲望。二、教學(xué)重點和難點：1、運用化學(xué)原理，設(shè)計實驗裝置，設(shè)計綜合實驗。2、培養(yǎng)實驗過程中的問題反思能力和發(fā)現(xiàn)新問題的能力。三、教學(xué)模式：引導(dǎo)探究問題解決模式四、教學(xué)手段：多媒體技術(shù)、實驗、交流反應(yīng)反應(yīng)物的選擇五、教學(xué)流程：師生共同討論師生共同討論實驗原理提問情景引入實驗原理提問情景引入實驗裝置設(shè)計實驗裝置設(shè)計小組匯報學(xué)生實驗確定實驗步驟確定實驗方案小組匯報學(xué)生實驗確定實驗步驟確定實驗方案小結(jié)歸因與收獲拓展作業(yè)科學(xué)的新發(fā)展小結(jié)歸因與收獲拓展作業(yè)科學(xué)的新發(fā)展分析討論六、教學(xué)流程說明：1、導(dǎo)入：拉瓦錫簡介和實驗設(shè)計裝置，實驗過程flash，教師簡單介紹實驗過程。2、提問：用此裝置為什么可以測量出氧氣的體積分?jǐn)?shù)呢？3、師生共同討論，得出此實驗的實驗原理4、拉瓦錫鐘罩實驗的原理：（1）汞與密閉裝置中的氧氣反應(yīng)，生成物的狀態(tài)為固體，氧氣要反應(yīng)完。（2）氧氣消耗后裝置內(nèi)壓強減小，通過一定的壓強差將液體壓入裝置。5、那么我們在實驗室里如何設(shè)計簡單的實驗來測定氧氣的體積分?jǐn)?shù)呢？（1）反應(yīng)物如何選擇？（2）實驗裝置如何設(shè)計？6、確定實驗方案：（1）可燃物：紅磷（2）實驗裝置：（見右圖）7、師生共同討論，確定實驗步驟：（1）檢查裝置的氣密性；（2）用彈簧夾夾住導(dǎo)管；（3）將紅磷放在燃燒匙中，將燃燒匙中的紅磷點燃后迅速插入集氣瓶中并塞緊塞子；（4）待燃燒完畢，冷卻,將導(dǎo)管放入燒杯中,打開彈簧夾,觀察水倒吸情況；（5）測量集氣瓶中氧氣的體積：進入集氣瓶中的水的體積V1（6）測量集氣瓶中空氣的體積：將集氣瓶裝滿水（蓋上橡皮塞），測水的體積V8、教師講清實驗要求，學(xué)生分小組進行實驗探究。探究形式：學(xué)習(xí)小組成員（4人1組）團結(jié)合作，共同完成實驗探究，并初步完成實驗報告和互評工作（時間為8分鐘）。9、實驗結(jié)束后，每個小組派一人匯報探究結(jié)果(1)數(shù)據(jù)記錄與處理：1）V1、V2）氧氣的體積分?jǐn)?shù)(2)實驗成功或失敗的原因分析：1）裝置方面的原因：2）操作的原因：10、分析影響實驗結(jié)果的諸多因素——裝置的氣密性、磷的用量、溫度、壓強等，使學(xué)生明白將可行的實驗方案付諸實施，在實驗設(shè)計中不僅要保證裝置氣密性良好還要考慮反應(yīng)物的選擇等很多方面，在實驗的操作中要仔細(xì)，要多次驗證才能得出正確的結(jié)論。11、教師介紹科學(xué)的新發(fā)展——微量氧測定儀精度：±O.2％(被測氣體氧含量在1％—25％時)12、學(xué)生談本課收獲，教師小結(jié)：實驗探究的一般步驟：1）根據(jù)實驗?zāi)康膩碓O(shè)計實驗方案；2）運用化學(xué)原理設(shè)計實驗的裝置；3）按照操作原理來確定操作步驟。13、布置新的課題：拓展作業(yè)：查找資料，設(shè)計一個能更精確的測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的實驗方案七、教學(xué)過程：【引入】在200多年前，有一位科學(xué)家，他在前人研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一個鐘罩實驗，精密地測定出空氣是由氧氣和氮氣組成的，并測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是21%。他就是被稱為“近代化學(xué)之父”的法國科學(xué)家拉瓦錫（1743年~1794年）。今天這節(jié)課我們就是要在掌握拉瓦錫實驗設(shè)計原理的基礎(chǔ)上，通過我們自己來設(shè)計實驗的方案、確定實驗的步驟、動手操作來測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，并對數(shù)據(jù)進行簡單的分析。好，現(xiàn)在就讓我們一起開始一次奇妙的探索之旅吧。【拉瓦錫實驗flash】同時【教師介紹】拉瓦錫在曲頸甑里放進一定量水銀，曲頸甑口同玻璃罩內(nèi)水銀面上的空氣相通。將甑放在火上焙燒，發(fā)現(xiàn)甑內(nèi)水銀面上紅色鱗斑狀的物質(zhì)逐漸增多，鐘罩內(nèi)液面逐漸上升，連續(xù)加熱了12天后，紅色物質(zhì)（氧化汞）不再增多，于是，停止加熱，同時測得容器里的空氣的體積差不多減少了五分之一，由此測定出空氣是由氮氣和氧氣組成的，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)占21%?！驹O(shè)問】那么，用此裝置為什么可以測量出氧氣的體積分?jǐn)?shù)呢？【學(xué)生回答】略【得出實驗原理】（1）汞與密閉裝置中的氧氣反應(yīng)，生成物的狀態(tài)為固體，氧氣要反應(yīng)完。（2）氧氣消耗后裝置內(nèi)壓強減小，通過一定的壓強差將液體壓入裝置?！窘處煛苛私饬吮緦嶒灥囊c以后，我們來討論一下，拉瓦錫用水銀與氧氣發(fā)生反應(yīng)來進行實驗，我們是否可以選用水銀進行實驗，或者我們還可以選用什么其他物質(zhì)進行實驗?zāi)?？【學(xué)生討論】回答略（選擇鎂、鐵、碳、硫、蠟燭、紅磷等，并分析能否選用）【教師】有了反應(yīng)物，接下來我們再來討論一下，按照拉瓦錫的實驗裝置原理怎么來設(shè)計我們實驗的裝置【學(xué)生討論】回答略【學(xué)生】展示實驗裝置，并說明裝置的原理【教師】好，通過我們的共同努力，我們確定了我們今天的實驗方案：（1）反應(yīng)物：紅磷（2）實驗裝置：（見右圖）我們說設(shè)計固然重要，但將設(shè)計付諸實踐還有很長的一段路，一著不慎，就會全功盡棄。那在實驗之前，請同學(xué)們先來考慮一下實驗的步驟?！緦W(xué)生討論】回答略【教師】引導(dǎo)學(xué)生不斷完善實驗步驟。【投影】將完整的實驗步驟投影在屏幕上，并布置好實驗的要求。實驗要求：1、小組成員注意分工合作實驗過程中根據(jù)匯報單的要求由專人負(fù)責(zé)將情況及時記錄下來。2、時間關(guān)系，只做一次，不成功的請分析原因。3、各小組完成實驗后作好自評工作。評價的等第為：優(yōu)秀、良好、一般、須努力4、請各組選派代表進行匯報交流。匯報要求：1、數(shù)據(jù)記錄與處理：1）V1、V2）氧氣的體積分?jǐn)?shù)2、實驗成功或失敗的原因分析：1）裝置方面的原因：2）操作的原因：【學(xué)生實驗】教師巡視并作相應(yīng)指導(dǎo)探究形式：學(xué)習(xí)小組成員（4人1組）團結(jié)合作，共同完成實驗探究，并初步完成實驗報告和互評工作（時間為8分鐘）?！緦W(xué)生匯報】略（分組匯報，相同的略去，講明不同的或要補充的）【教師總結(jié)】通過同學(xué)們的交流，我們發(fā)現(xiàn)影響實驗測定結(jié)果的主要原因有：一、裝置的氣密性：保證氣密性良好二、紅磷的用量：保證氧氣要反應(yīng)完三、溫度：反應(yīng)前后保證等溫所以我們要保證實驗的成功，如果裝置的原理是正確的，我們要在實驗操作的細(xì)節(jié)上多加注意；如果實驗的裝置有問題，我們就要改進實驗的裝置。拉瓦錫在200多年前，用曲頸甑、汞槽、玻璃鐘罩等裝置測定了氧氣的體積分?jǐn)?shù)，科學(xué)發(fā)展到今天，我們已經(jīng)可以用精密的儀器來測定氧氣的含量?！就队啊课⒘垦鯗y定儀。當(dāng)氧氣的含量在1%~25%之間的話，精確度可以達到±0。2%，它適用于小劑量包裝及小劑量環(huán)境等各種場合下氧含量測定，并可作農(nóng)作物、動物的呼吸實驗的氧量控制。今天我們實驗的成功與否并不重要，關(guān)鍵的是我們在這一過程中了