什么是混合物

第2课时化学研究物质的组成和结构、用途与制法

教学说明

【教学目标】

1.知识与技能

（1）通过引导学生分析科学家研究空气的实验和自主设计实验，帮助学生

理解定性和定量的概念，理解纯净物和混合物的概念，掌握纯净物和混合物的性

质，掌握空气的组成。

（2）知道物质在宏观上是由元素组成的，在微观上是由很小的微粒构成。

（3）了解物质的性质与用途之间的关系。

2.过程与方法

（1）初步学习科学实验的方法，进行观察、记录并初步学习分析实验现象。

（2）用探究的方法测定葡萄糖、砂糖、面粉中碳元素的含量。

3.情感、态度与价值观

通过实验推断空气的组成，培养学生实事求是的科学态度。

初步体验化学探究的过程，学会观察、对比、分析，敢于表达自己的观点。

【教学重点】

1．用探究的方法测量空气中氧气的体积含量；

2．纯净物与混合物的概念的建立。

【教学难点】

用探究的方法测定空气中氧气的体积含量。

【教学准备】

实验药品（葡萄糖、砂糖、面粉），仪器（试管、酒精灯、试管夹、烧杯……），

材料（火柴、抹布……）。

教学过程

【导入新课】

【情境】录像《人与自然》片段。

【问题】我们知道没有空气就没有人类，也没有生机勃勃的地球，请大家说

说你所认识的空气。

【投影】1.空气是一种无色无味、难溶于水的气体。

2.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%。

【讲故事】我们对于空气已经了如指掌了，现在我给大家讲一个笑话。

一位化学老师在自己的朋友面前大谈氧气的发现。这位老师说：“氧气是在

18世纪才被发现的……”老师的朋友说：“既然这样，在此之前，人呼吸什么呢？”

【问题】大家为什么觉得这位老师的朋友很可笑呢？

【过渡】我们现在所知道的关于空气的这点看起来很简单的知识，事实上是

经过许多科学家经过几百年的研究才获得的。

【情境】动画《拉瓦锡的实验》（旁白：二百多年前，法国化学家拉瓦锡用

定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭容器里连续加热12天，发

现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里的空气的体积差不多减

少了1/5。他研究了剩余的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，又不能支持

燃烧。拉瓦锡又把红色粉末收集起来，放在另一个容器内加强热，得到了汞和可

供给呼吸、可助燃的气体。通过这些实验，拉瓦锡得出空气是由氧气和氮气组成，

其中氧气约占空气总体积的1/5。

问题：“拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分”，这节课我们重走科学路，

探究空气组成。

【板书】二、化学研究物质的组成和结构

观察与思考

【讲解】红磷在空气中燃烧

【实验原理】氧气能支持燃烧，红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成五

氧化二磷固体，使密闭容器压强减小，水进入容器，进入容器的水的体积即为减

少的氧气的体积。

【实验步骤】实验步骤：1.将集气瓶容积划分为5等份，作标记。2.连接仪

器，检查装置气密性。3.点燃红磷，迅速伸入瓶中，塞紧瓶塞。4.待集气瓶冷却

到常温时，打开止水夹。

【实验现象】红磷燃烧产生大量白烟；冷却至室温时，打开弹簧夹，水沿着

导管进入集气瓶，约占集气瓶容积的1/5。

【实验结论】1．空气不是一种单一的气体，是由多种气体组成的；2．红磷

能在空气中燃烧，消耗的是空气中的氧气；3．氧气约占空气总体积的1/5，且支

持燃烧；4．剩余4/5的气体难溶于水，不支持燃烧。

交流与讨论

【提问】点燃的红磷（用燃烧匙）为什么要迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞？如

果将点燃的红磷慢慢伸入集气瓶，结果又如何？

【交流】慢慢伸入将会导致测定结果偏大（空气中其他成分逸出）。

【提问】为什么要等待集气瓶冷却到室温后，再打开止水夹？

【交流】瓶内温度高，气体受热膨胀，瓶内压强大，水不会进入瓶中。

【提问】红磷在集气瓶中燃烧，消耗了什么气体？

【交流】氧气。

【提问】红磷在集气瓶中未能全部燃烧，说明了什么？

【交流】集气瓶中的氧气已全部反应完，没有氧气支持红磷燃烧。

【提问】集气瓶中剩余的气体是什么？

【交流】剩余气体主要是氮气。

【提问】打开止水夹后，为什么集气瓶中能吸入约占集气瓶容积1/5的水？

【交流】红磷燃烧消耗了瓶中约五分之一的氧气，瓶内压强减少，水被吸入

瓶中。

【提问】如果实验中，红磷在集气瓶里已经全部燃烧，对实验结果有无影响？

为什么？

【交流】如氧气恰好完全反应则无影响，若没有完全反应则测定结果偏小。

【提问】某同学在做此实验时发现进入集气瓶中水的体积小于其容积的五分

之一，你能说出其中可能的原因吗？

【交流】红磷用量太少，没有将瓶中的氧气完全反应掉；装置可能漏气；

烧杯中的水太少，总量低于集气瓶体积的五分之一；没有冷却到室温就读数；导

管内事先没有注满水；红磷中含有杂质等。

【提问】本实验中，瓶中最后剩余的气体主要是什么气体？由此实验你能

得出氮气的哪几点性质？

【交流】氮气。物理性质为通常情况下氮气不易溶于水。化学性质为氮气不

能燃烧，也不能支持一般可燃物燃烧。

【提问】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相

同实验，为什么？

【交流】蜡烛燃烧生成的二氧化碳是气态的,会部分填补被消耗的氧气体积，

无法做到准确测定（但可以想办法吸收产生的气体）。

【过渡】从以上实验与讨论中，我们知道空气不是一种单一的物质，是由多

种气体组成的物质。

【提问】（1）空气中包含哪些物质？

（2）什么是纯净物？什么是混合物？两者间的主要区别是什么？你还能找

到哪些混合物呢？说说你知道的纯净物有哪些。

【板书】混合物：由两种或两种以上物质混合而成的物质。

纯净物：只由一种物质组成的物质。

【讨论】根据你的生活经验和目前所学的内容，举出日常生活中常见的纯净

物和混合物。

【交流】答案开放，合理均可。

活动与探究

【过渡】在日常生活中，我们经常会遇到这样的现象：燃着的火柴熄灭后在

火柴梗上附有黑色物质；在蜡烛火焰上方放置玻璃片，在玻璃片下方看到黑色物

质；烧烤会导致食物的表面变焦，烧烤的时间越长，变焦的程度越大。你是否想

过，这些黑色物质的组成相同吗？为什么上述过程中均会产生黑色物质？

【板书】

（一）物质的宏观组成

【实验】取少量葡萄糖、砂糖和面粉，分别放在燃烧匙中，在酒精灯上加热，

直至完全烧焦，观察到什么现象？

【交流】有特殊气味，葡萄糖、砂糖灼烧后变黄，变黑。

【提问】上述现象说明了什么？

【交流】物质是由元素组成的。葡萄糖、砂糖和面粉中均含有碳元素。

【教材阅读】阅读教材15页倒数第一、二段。

【讨论】（1）水能变成油吗？为什么？

（2）世界万物由多少种元素组成？

（3）举例说明一种物质由多少种元素组成？

【交流】（1）一种物质通过化学变化可以变成其他物质，物质的变化遵循一

定的规律。

（2）世界万物仅由100多种元素组成，即后面的元素周期表中所列的元素。

（3）有的物质由一种元素组成。如：氧气由氧元素组成，金刚石由碳元素

组成。有的物质由2种或更多种元素组成。如：二氧化碳由碳、氧两种元素组成，

碳酸氢铵由碳、氧、氮、氢四种元素组成。

【板书】（二）物质的微观结构

【阅读】教材16页第一段。

【讨论】物质在微观上是由什么构成的？

【观察】金刚石晶体及其结构模型和石墨及其结构模型。

【猜想】有两种结构模型，哪种物质硬度更大？

【小结】各种物质都具有一定的组成与结构。

交流与讨论

【板书】三、化学研究物质的用途与制法

【阅读】教材16~18页。

【动手做】金刚石和石墨分别在纸上划动。

【观察提问】可见什么现象？

【讲解】金刚石和石墨都是由碳元素组成，但硬度等却不一样，这是因为各

种物质都具有各自的一定的组成与结构。

【讨论】请指出下列用途中，哪些是金刚石的用途，哪些是石墨的用途，并

说明该用途分别利用了金刚石或石墨的哪些性质。

1.制作钻石金刚石的硬度大。

2.作为电池的电极石墨有优良的导电性。

3.制作铅笔的笔芯石墨质软，在纸上划过会留下深灰色的痕迹。

4.切割玻璃金刚石的硬度大。

【小结板书】物质的性质决定其用途，物质的用途体现其性质。

【讨论】化学指导人类合理的利用和保护资源，化学在综合利用资源方面做

出了哪些贡献？举例说明。

【投影】几种常见物品(化肥、煤、塑料、中草药等)。

【讨论】你能说出它们的几种用途吗?

【交流】（1）利用煤和石油不仅生产出性能更好的燃料，还制造和合成价值

更高的药物、燃料、化肥、化学纤维、塑料、合成橡胶等产品。

（2）研究并提取天然药物成分，合成出疗效更好的药物。

【小结】各种物质其用途不同，制法也不尽相同。

交流与讨论

【阅读】教材17~18页化学研究成果。

【讨论】将科学家与相应的研究成果用线连接。

a.门捷列夫（1）放射性的钋和镭

b.居里夫人（2）元素周期表

c.诺贝尔（3）研究炸药，改进引爆装置

d.拉瓦锡（4）研究空气成分

【交流】a（2）b（1）c（3）d（4）

【课堂小结】

测定空气中氧气含量的实验中，燃料之所以选择红磷是因为生成物五氧化

二磷为固体，而无气体生成，能使集气瓶内压强减小。

化学研究的内容包括：

（1）物质的组成与结构

（2）物质的性质与变化

（3）物质的用途与制法

【布置作业】

完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节内容。

板书设计

二、化学研究物质的组成和结构

（一）物质的宏观组成

1.空气中氧气含量的测定

装置：

原理：

现象：

表达式：+

点燃

磷氧气五氧化二磷

结论：

2.纯净物和混合物

（1）纯净物：只由一种物质组成的物质是纯净物。

（2）混合物：由两种或多种物质混合而成，这些物质之间没有发生反应，

各自保持各自的性质，如空气。

（二）物质的微观结构

三、化学研究物质的用途与制法

物质的性质决定其用途，物质的用途体现其性质。

教学反思

空气是学生在化学课上接触到的第一种物质，学生们在生活中可以从不同的

途径获取有关空气的知识，因此使学生了解“空气的组成是什么”不是学习的重

点和难点。

探究是指利用丰富的史料，学生通过阅读、分析材料初步认识到科学家的

实验模式，提出问题和假设，设计实验，分析数据，得出结论，体会科学的探究

过程，并能够模仿此过程完成自己对空气组成的探究实验，写出报告。

在中学化学的启蒙课上，局限于单薄的教学内容，学生只能简单接受两组实

验和10幅图片，很难产生浓厚学习兴趣，而过分联系教材后面知识，讲得太深

学生难以接受，会产生厌学心理。本设计充分考虑了学生已有经验，从兴趣教学

到方法教学进而上升为观念教学；教学中以丰富的实验案例贯串始终，符合九年

级学生认知规律；逐步引导学生探究新知，体会乐趣，符合教学规律。例如课堂

利用问题引入的手段，从实物、实验和媒体展示等多维度给学生感官上的刺激，

鼓励学生利用已有经验知识解决问题，激发学生兴趣点，在课堂开始就牢牢抓住

学生注意力。