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(shí)與技能懂得測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)原理；學(xué)會(huì)根據(jù)物質(zhì)在氧氣中燃燒的特點(diǎn)，選擇合適的實(shí)驗(yàn)藥品。（二）過程與方法體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的一般過程；初步學(xué)會(huì)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(jià)值觀感受拉瓦錫敢于質(zhì)疑、勇于實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度；培養(yǎng)敢于表達(dá)、主動(dòng)交流的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；激發(fā)科學(xué)探究的興趣和欲望。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1、運(yùn)用化學(xué)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)。2、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)、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(shí)驗(yàn)原理提問情景引入實(shí)驗(yàn)原理提問情景引入實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)小組匯報(bào)學(xué)生實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)步驟確定實(shí)驗(yàn)方案小組匯報(bào)學(xué)生實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)步驟確定實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)裝置，實(shí)驗(yàn)過程flash，教師簡單介紹實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理4、拉瓦錫鐘罩實(shí)驗(yàn)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(qiáng)減小，通過一定的壓強(qiáng)差將液體壓入裝置。5、那么我們在實(shí)驗(yàn)室里如何設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)來測定氧氣的體積分?jǐn)?shù)呢？（1）反應(yīng)物如何選擇？（2）實(shí)驗(yàn)裝置如何設(shè)計(jì)？6、確定實(shí)驗(yàn)方案：（1）可燃物：紅磷（2）實(shí)驗(yàn)裝置：（見右圖）7、師生共同討論，確定實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)要求，學(xué)生分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。探究形式：學(xué)習(xí)小組成員（4人1組）團(tuán)結(jié)合作，共同完成實(shí)驗(yàn)探究，并初步完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和互評(píng)工作（時(shí)間為8分鐘）。9、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)小組派一人匯報(bào)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的諸多因素——裝置的氣密性、磷的用量、溫度、壓強(qiáng)等，使學(xué)生明白將可行的實(shí)驗(yàn)方案付諸實(shí)施，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)的操作中要仔細(xì)，要多次驗(yàn)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(shí))12、學(xué)生談本課收獲，教師小結(jié)：實(shí)驗(yàn)探究的一般步驟：1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩碓O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；2）運(yùn)用化學(xué)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(jì)一個(gè)能更精確的測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)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(jì)了一個(gè)鐘罩實(shí)驗(yàn)，精密地測定出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，通過我們自己來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方案、確定實(shí)驗(yàn)的步驟、動(dòng)手操作來測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)驗(yàn)flash】同時(shí)【教師介紹】拉瓦錫在曲頸甑里放進(jìn)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(shí)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?dú)夂脱鯕饨M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(shí)驗(yàn)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(qiáng)減小，通過一定的壓強(qiáng)差將液體壓入裝置?！窘處煛苛私饬吮緦?shí)驗(yàn)的要點(diǎn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，我們是否可以選用水銀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或者我們還可以選用什么其他物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)裝置原理怎么來設(shè)計(jì)我們實(shí)驗(yàn)的裝置【學(xué)生討論】回答略【學(xué)生】展示實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方案：（1）反應(yīng)物：紅磷（2）實(shí)驗(yàn)裝置：（見右圖）我們說設(shè)計(jì)固然重要，但將設(shè)計(jì)付諸實(shí)踐還有很長的一段路，一著不慎，就會(huì)全功盡棄。那在實(shí)驗(yàn)之前，請同學(xué)們先來考慮一下實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟。【投影】將完整的實(shí)驗(yàn)步驟投影在屏幕上，并布置好實(shí)驗(yàn)的要求。實(shí)驗(yàn)要求：1、小組成員注意分工合作實(shí)驗(yàn)過程中根據(jù)匯報(bào)單的要求由專人負(fù)責(zé)將情況及時(shí)記錄下來。2、時(shí)間關(guān)系，只做一次，不成功的請分析原因。3、各小組完成實(shí)驗(yàn)后作好自評(píng)工作。評(píng)價(jià)的等第為：優(yōu)秀、良好、一般、須努力4、請各組選派代表進(jìn)行匯報(bào)交流。匯報(bào)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)】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(tuán)結(jié)合作，共同完成實(shí)驗(yàn)探究，并初步完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和互評(píng)工作（時(shí)間為8分鐘）?！緦W(xué)生匯報(bào)】略（分組匯報(bào)，相同的略去，講明不同的或要補(bǔ)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的成功，如果裝置的原理是正確的，我們要在實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)上多加注意；如果實(shí)驗(yàn)的裝置有問題，我們就要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(dá)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(dòng)物的呼吸實(shí)驗(yàn)的氧量控制。今天我們實(shí)驗(yàn)的成功與否并不重要，關(guān)鍵的是我們在這一過程中了