第2節

化學研究些什么

第二課時內容提要化學研究物質的性質與變化1化學研究物質的組成和結構2化學研究物質的用途與制法3學習目標1.了解化學研究的內容；2.通過實驗探究，了解空氣的組成，掌握混合物與純凈物的概念，培養觀察、分析和解決問題的能力；3.通過列舉實例，認識化學和物質的用途與制法的關系。新知學習呼吸二、化學研究物質的組成和結構空氣的成分觀察與思考——空氣中氧氣含量的測定點擊畫面播放視頻新知學習實驗現象：①紅磷燃燒，放出熱量，產生大量的白煙；②冷卻后打開彈簧夾，水順著導管流入集氣瓶，進入集氣瓶中水的體積約占瓶內空間的1/5。實驗結論：氧氣約占空氣體積的1/5。新知學習1、空氣中氧氣含量的測定(1)實驗裝置：(2)實驗步驟：①.將圖1－20所示集氣瓶的容積劃分為五等份，并加以標記。②.在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝滿紅磷（過量），將膠管上的止水夾夾緊，把燃燒匙內的紅磷放在酒精燈火焰上點燃，并迅速伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，觀察現象。紅磷燃燒，發出黃白色的火焰，放出熱量，產生大量的白煙。③.待火焰熄滅后，觀察紅磷是剖燃燒完全。待集氣瓶冷卻到室溫后，把導管插入盛水的燒杯中，打開止水夾，觀察現象。紅磷在集氣瓶中燃燒，消耗了什么氣體？消耗了空氣中的氧氣。燒杯中的水倒吸入集氣瓶且約占集氣瓶容積的1/5。紅磷還有剩余

（3）實驗現象：紅磷燃燒，發出黃白色的火焰，放出熱量，產生大量的白煙。等裝置冷卻到室溫后打開止水夾，水沿導管進入集氣瓶且約占瓶內空氣總體積的1/5。

（4）文字表達式：紅磷燃燒時消耗了集氣瓶內1/5體積的氣體，使瓶內氣壓減小。燒杯中的水為什么會倒吸入集氣瓶且約占集氣瓶容積的1/5？剩余的紅磷為什么不繼續燃燒？集氣瓶內能支持紅磷燃燒的氣體已耗盡，剩余的氣體不能支持紅磷燃燒。（5）實驗結論：空氣的成分按性質劃分，可以分為兩部分：一部分能支持燃燒，它約占空氣體積的_______，稱為_____氣；另一部分不能支持燃燒，約占空氣體積的______。1/5氧4/5空氣中含有氧氣，且約占其總體積的1/5；

利用紅磷燃燒消耗密閉容器內的氧氣，使密閉容器內的壓強減小，在大氣壓的作用下，把燒杯內的水壓進集氣瓶中，進入水的體積就為減少的氧氣的體積。（6）測定原理：（1）裝置氣密性要良好，若裝置漏氣，實驗結果會怎樣？（3）為什么要等待集氣瓶冷卻到室溫后，再打開止水夾？瓶外空氣進入集氣瓶中，導致進入水的體積減少，使測得氧氣體積偏小。（2）紅磷為什么要過量？若紅磷的量不足，實驗結果會怎樣？則不能將集氣瓶內空氣中的氧氣反應完全，使測得氧氣體積偏小。氣體的體積隨溫度升高而增大，如不冷卻，會使進入水的體積偏小，使測得氧氣體積偏小（4）、點燃的紅磷為什么要迅速伸入集氣瓶并塞緊瓶塞？如果將點燃的紅磷慢慢伸入集氣瓶并塞緊瓶塞，結果又如何？

集氣瓶內空氣受熱膨脹，部分氣體從集氣瓶內逸出，導致進入水的體積會偏大，使測得氧氣體積偏大。（5）止水夾為什么要夾緊？如果不夾，緊集氣瓶內空氣受熱膨脹會從導管逸出，導致進入水的體積會偏大，使測得氧氣體積偏大。（1）、瓶內水面上升明顯小于瓶內空氣總體積的1/5的可能原因：裝置漏氣。（集氣瓶冷卻過程中空氣會進入瓶內）紅磷量不足。（集氣瓶內氧氣沒有完全耗盡）未冷卻到室溫就打開了止水夾。（集氣瓶內氣壓偏大）（2）、瓶內水面上升明顯大于瓶內空氣總體積的1/5的可能原因：插入燃燒匙太慢。（部分氣體從集氣瓶內逸出）止水夾未夾緊或未夾止水夾。（紅磷燃燒時氣體膨脹從集氣瓶內逸出）（7）實驗誤差分析裝置漏氣（8）注意事項：①裝置氣密性要良好紅磷量不足，沒有將瓶中氧氣全部消耗完。②紅磷要足量沒有冷卻到室溫就打開止水夾。③必須冷卻到室溫才打開止水夾。插入燃燒匙太慢止水夾未夾緊或未夾止水夾④插入燃燒匙要快⑤止水夾要夾緊（1）能否用蠟燭代替紅磷進行相同實驗，為什么？

不能，因為石蠟燃燒后的生成物是二氧化碳和水，因為二氧化碳為氣體,會彌補所消耗的氧氣的體積，瓶內氣壓不會減小，水就無法進入集氣瓶中，導致實驗失敗。氮氣難溶于水，不可燃，不助燃（3）根據此實驗，又可推測出氮氣有什么性質？

（2）做空氣中氧氣含量測定的實驗時，選擇的可燃物應具備哪些條件？該物質在空氣中能燃燒且只與氧氣反應；該物質燃燒后生成物為固體或液體。混合物：由兩種或兩種以上的物質混合而成。組成混合物的各種成分保持著它們各自的性質。純凈物：只由一種物質組成。純凈物可以用化學符號表示空氣、食鹽水、糖水氮氣：N2氧氣：O2新知學習燃盡的火柴烤焦的玉米思考：圖中燃燒或烤焦后的黑色物質組成相同嗎？新知學習活動與探究——灼燒葡萄糖、蔗糖和面粉點擊畫面播放視頻新知學習一百多種元素世界萬物實驗結論：木柴、砂糖等物質中均含有碳元素，這些物質燒焦或烤焦后得到的黑色物質的主要成分都是碳。有些物質由一種元素構成，如氧氣由氧元素組成。多數物質由2種或2種以上元素構成，如水由氫元素和氧元素組成，碳酸氫銨由碳、氫、氧、氮四種元素組成。新知學習化學變化前后，物質的種類發生改變，但元素的種類不變。水（含氫、氧兩種元素）氫氣（含氫元素）氧氣（含氧元素）油（含碳元素）新知學習金剛石及其微觀結構模型石墨及其微觀結構模型物質組成和結構的不同導致了物質性質的差異。新知學習三、化學研究物質的用途與制法物質的性質與用途之間存在著密切聯系。金剛石是無色透明的晶體，具有特殊的光學特性，被用于制造鉆石。金剛石硬度大，常用于切割玻璃。新知學習石墨為黑色質軟的固體，可用于生產鉛筆芯。石墨是一種能導電的非金屬，常用作電池的電極。新知學習主要能源——化石燃料（不可再生資源）煤石油天然氣直接利用，浪費資源，污染環境。新知學習煤的綜合利用新知學習石油的綜合利用新知學習交流與討論——查閱資料拉瓦錫與空氣成分門捷列夫與元素周期表諾貝爾與炸藥新知學習居里夫婦與放射性元素我國首次人工合成結晶牛胰島素三位科學家與導電塑料新知學習課堂小結課堂小結化學研究的內容空氣的成分純凈物與混合物物質的元素組成物質的組成和結構物質的用途和制法化石燃料的綜合應用物質的性質和用途的關系知能訓練知能訓練1.下列關于物質分類正確的是（）A．空氣是混合物，加碘鹽是純凈物B．礦泉水是混合物，蒸餾水是純凈物C．干冰是混合物，冰水是純凈物D．水銀是混合物，糖水是純凈物B2.下列物質的用途主要利用其化學性質的是（）A．鎢絲做燈絲B．氮氣保護食品C．金剛石裁玻璃D．干冰用于人工降雨B知能訓練3.化學變化的結果