初中化學(xué)《我們周圍的空氣》大單元教學(xué)設(shè)計(jì)

初中化學(xué)我們周圍的空氣大單元教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容分析及課標(biāo)要求教材分析

課標(biāo)要求

教學(xué)目標(biāo)

重點(diǎn)、難點(diǎn)

本單元從學(xué)生非常熟悉的空氣入手，聯(lián)系學(xué)生日常生活中的切身感受，從學(xué)生已知的問(wèn)題開始，圍繞氧氣的存在、制取、性質(zhì)、用途四個(gè)的方面，展開一系列的“活動(dòng)天地、實(shí)驗(yàn)探究、多識(shí)一點(diǎn)、交流共享”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決身邊實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)本單元知識(shí)的學(xué)習(xí)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力，還能在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中練習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，讓學(xué)生學(xué)會(huì)研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路和方法。

該主題單元分為兩個(gè)專題：專題一:空氣的成分。通過(guò)探究空氣成分的組成，體會(huì)人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)的艱辛過(guò)程，關(guān)注空氣質(zhì)量，明確化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的作用。專題二:氧氣。結(jié)合氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)制取氣體的一般思路與方法，培養(yǎng)學(xué)生全面思考問(wèn)題的思維習(xí)慣；氧氣性質(zhì)的學(xué)習(xí)有助于培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建分類觀，學(xué)會(huì)由特殊到一般的研究方法。教材分析111思維導(dǎo)圖2宏觀微觀符號(hào)三重表征微觀核心思維導(dǎo)圖2木炭燃燒鐵絲燃燒蠟燭燃燒過(guò)氧化氫分解課標(biāo)要求3

五個(gè)學(xué)習(xí)主題：“科學(xué)探究與化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”“物質(zhì)的化學(xué)變化”“化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”。本單元內(nèi)容屬于第二學(xué)習(xí)主題“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”，是化學(xué)科學(xué)的重要研究領(lǐng)域；本單元的大概念為：物質(zhì)的多樣性，圍繞大概念構(gòu)建常見的物質(zhì)：空氣和氧氣的內(nèi)容結(jié)構(gòu)。（①大概念：物質(zhì)的多樣性。②核心知識(shí)：空氣和氧氣）課標(biāo)要求：了解空氣的主要成分；通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)氧氣的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系；初步學(xué)習(xí)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，歸納實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路與方法。以自然界中的氧循環(huán)為例，認(rèn)識(shí)物質(zhì)在自然界中可以相互轉(zhuǎn)化及其對(duì)維持人類生活與生態(tài)平衡的意義。課標(biāo)要求3③基本思路與方法認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的思路和方法：了解物質(zhì)性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，知道可以從物質(zhì)的存在、組成、變化和用途等視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)。知道可以通過(guò)物質(zhì)類別認(rèn)識(shí)具體物質(zhì)的性質(zhì)，了解通過(guò)物質(zhì)的共性和差異性認(rèn)識(shí)一類物質(zhì)性質(zhì)的方法。了解觀察、實(shí)驗(yàn)，以及對(duì)事實(shí)進(jìn)行歸納概括、分析解釋等認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的基本方法。④重要態(tài)度：物質(zhì)性質(zhì)的廣泛應(yīng)用及化學(xué)品的合理使用認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)在生活、生產(chǎn)、科技發(fā)展等方面的廣泛應(yīng)用，體會(huì)科學(xué)地利用物質(zhì)性質(zhì)對(duì)提高人們的生活質(zhì)量具有重要作用。認(rèn)識(shí)空氣是寶貴的自然資源，形成保護(hù)和節(jié)約資源的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)與社會(huì)責(zé)任。⑤必做實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐活動(dòng)：氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)

學(xué)業(yè)要求41.能依據(jù)物質(zhì)的組成對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類，并能識(shí)別純凈物和混合物、單質(zhì)和化合物；能依據(jù)物質(zhì)的類別列舉一些簡(jiǎn)單的單質(zhì)、氧化物。2.能通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明氧氣的主要性質(zhì)；能舉例說(shuō)明物質(zhì)性質(zhì)的廣泛應(yīng)用及性質(zhì)與用途的關(guān)系；能利用常見物質(zhì)的性質(zhì)，分析、解釋一些簡(jiǎn)單的化學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)；能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，制備并檢驗(yàn)氧氣。3.能運(yùn)用研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路與方法，從物質(zhì)類別的視角，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分析、解釋有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行證據(jù)推理，得出合理的結(jié)論。4.能基于真實(shí)問(wèn)題情境，依據(jù)常見物質(zhì)的性質(zhì)，初步分析和解決相關(guān)的綜合問(wèn)題；能基于物質(zhì)的性質(zhì)和用途，從辯證的角度，初步分析和評(píng)價(jià)物質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)空氣等社會(huì)性科學(xué)議題展開討論，積極參與相關(guān)的綜合實(shí)踐活動(dòng)。教學(xué)策略建議5（1）通過(guò)實(shí)物、圖片、模型等直觀手段，聯(lián)系學(xué)生常見的具體物質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生感受物質(zhì)的多樣性；逐步形成基于物質(zhì)類別研究物質(zhì)及其變化的視角。（2）通過(guò)典型實(shí)例，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系，展現(xiàn)豐富、鮮活的物質(zhì)應(yīng)用事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生基于物質(zhì)性質(zhì)對(duì)物質(zhì)應(yīng)用進(jìn)行分析、解釋和創(chuàng)意設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生“性質(zhì)決定用途”觀念的形成。（3）充分發(fā)揮學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)的功能，給學(xué)生提供充分的動(dòng)手實(shí)踐和動(dòng)腦思考的機(jī)會(huì)，經(jīng)歷完整的探究過(guò)程；引導(dǎo)學(xué)生在反思和交流的基礎(chǔ)上，提煉研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路與方法。（4）設(shè)計(jì)關(guān)于物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用的真實(shí)情境和任務(wù)，充分利用“基于碳中和理念設(shè)計(jì)低碳行動(dòng)方案”等跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生多角度分析和解決實(shí)際問(wèn)題，以及合作、實(shí)踐、創(chuàng)新等能力。教學(xué)目標(biāo)，重點(diǎn)、難點(diǎn)6①教學(xué)目標(biāo)：1.追尋科學(xué)家研究空氣成分的足跡，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究能準(zhǔn)確測(cè)得空氣中氧氣的含量。2.走進(jìn)生活，找出空氣中各成分應(yīng)用的實(shí)例，感受到空氣是一種重要的資源，了解自然界中的氧循環(huán)。3.在了解空氣質(zhì)量現(xiàn)狀的前提下，意識(shí)到關(guān)注空氣質(zhì)量、關(guān)愛自然的緊迫性。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，明確實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法和原理，歸納氧氣的主要性質(zhì)，知道氧氣能與許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。②教學(xué)重點(diǎn)空氣的組成，空氣中氧氣含量的測(cè)定，氧氣的性質(zhì)、制取、用途。③教學(xué)難點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)探究中獲得制取氣體和研究氣體性質(zhì)的一般思路和方法。

氬氣0.934%二氧化碳0.034%其他氣體0.002%其他成分1%氮?dú)猓?8%）氧氣（21%）干燥潔凈空氣的成分（體積分?jǐn)?shù)）結(jié)論

空氣是一種混合物。2主要知識(shí)點(diǎn)注射器活塞內(nèi)移，玻璃管內(nèi)固體有紅色逐漸變黑1、測(cè)定原理：利用空氣中氧氣與其它氣體性質(zhì)的差異，利用化學(xué)反應(yīng)，只使密閉容器中___的反應(yīng)掉，且不生成新的氣體。這樣，容器中減少的氣體即為____。容器中氣體減少?gòu)亩鴼鈮簻p少，使得活塞_____（或水___。）2、測(cè)定原理：（1）測(cè)定反應(yīng)前密閉容器中的空氣的總體積。（2）在玻璃管銅粉部位加熱。（3）測(cè)定反應(yīng)后剩余氣體的體積。。V1v2間接法

V33、空氣中氧氣含量的計(jì)算：V3-V1V1+V2×100％5、反應(yīng)的文字表達(dá)式：6、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧氣約占空氣體積的五分之一①測(cè)定空氣中氧氣含量時(shí)結(jié)果偏小，請(qǐng)你分析可能原因？偏大的呢？②能否用木炭代替銅粉？為什么？由此分析選擇銅粉替代品應(yīng)滿足什么條件？思考：反應(yīng)后記錄注射器中氣體體積時(shí)應(yīng)注意什么？①等到裝置冷卻讀數(shù)②讀數(shù)前將小球氣球中的氣體趕出方法歸納：定量測(cè)定混合物中某成分的方法？混合物分離的方法？用化學(xué)方法將混合物除雜時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？體會(huì)研究混合物的方法。氧氣氧氣內(nèi)移4、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：進(jìn)入使容器中的氧氣完全反應(yīng)緩沖作用尾部，便于空氣的流通

思考：①銅粉量為什么必須充足？

②加熱過(guò)程中為什么要不斷推拉注射器？③為什么加熱溫度和時(shí)間要足夠？④小氣球的作用？小球在尾部好還是上側(cè)好？銅+氧氣氧化銅加熱測(cè)定空氣中氧氣的含量017、有關(guān)問(wèn)題：支持燃燒鋼鐵冶煉金屬焊接

支持燃料燃燒供給呼吸潛水宇宙航行氧氣的用途性質(zhì)用途決定體現(xiàn)空氣各成分的用途02液氮用作醫(yī)療手術(shù)冷凍麻醉用于工業(yè)上生產(chǎn)硝酸、氮肥用作燈泡保護(hù)氣用作糧食、瓜果的保護(hù)氣氮?dú)獾挠猛究諝飧鞒煞值挠猛?2一般情況下，氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。用于麻醉和制冷是利用了氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)，它的沸點(diǎn)低?？諝飧鞒煞值挠猛?2稀有氣體（包括氦氖氬氪氙氡）氦氣充灌氣球電光源焊接過(guò)程用作保護(hù)氣氦氣冷凍機(jī)物理性質(zhì)：密度比較小物理性質(zhì)：在通電時(shí)可以發(fā)出各種不同顏色的光物理性質(zhì)：沸點(diǎn)低化學(xué)性質(zhì)：通常條件下幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)03關(guān)注空氣質(zhì)量思考1：空氣質(zhì)量報(bào)告的主要內(nèi)容是什么？目前計(jì)入空氣污染指數(shù)的有害氣體和煙塵主要包括：二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O2）、可吸入顆粒物（PM10）、總懸浮顆粒物。PM2.5對(duì)人身體健康影響很大，因此有些城市已將PM2.5納入常規(guī)空氣質(zhì)量檢測(cè)體系。思考2：空氣污染指數(shù)的大小與空氣質(zhì)量的關(guān)系如何？思考3：空氣質(zhì)量級(jí)別與標(biāo)識(shí)顏色之間有什么關(guān)系？分離液態(tài)空氣空氣降溫加壓液態(tài)空氣加熱（根據(jù)各成分沸點(diǎn)不同）氧氣氬氣氮?dú)庠撨^(guò)程沒(méi)有生成新物質(zhì)，涉及的是物理變化。04氧氣的工業(yè)制法（3）藥品：過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳

反應(yīng)原理：（2）藥品：高錳酸鉀（紫紅色固體）

反應(yīng)原理：（1）藥品：氯酸鉀（白色固體）和二氧化錳（黑色固體反應(yīng)原理：氯酸鉀KClO3氯化鉀+氧氣二氧化錳

加熱KClO2高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣加熱KMnO4過(guò)氧化氫二氧化錳水+氧氣H2O2H2OO2K2MnO4MnO2O205氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法1、藥品（反應(yīng)物）及反應(yīng)原理：固體加熱固液不加熱制取少量氣體制取較多量氣體可連續(xù)制取氣體可連續(xù)制取并能控制反應(yīng)速率發(fā)生裝置ABCDE05氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法2.選擇氣體發(fā)生裝置和收集裝置：①液/固+液；②不需加熱。①固+固；②需加熱。發(fā)生裝置根據(jù)藥品的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇：收集裝置根據(jù)氣體的密度和溶解性選擇：向上排空氣法向下排空氣法排水法向上排空氣法：氣體密度比空氣大；向下排空氣法：氣體密度比空氣?。慌潘ǎ簹怏w不易溶于水或難溶于水。05氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法多功能瓶一個(gè)頂仨空氣O2空氣情境1：向上排空氣法氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法05長(zhǎng)進(jìn)短出空氣短進(jìn)長(zhǎng)出H2空氣氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法05情境2：向下排空氣法①先將集氣瓶裝滿水；②將氣體從通入，水從排出。短管長(zhǎng)管氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法05情境3：排水法短進(jìn)長(zhǎng)出05氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法4、氣體的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿：驗(yàn)證O2：驗(yàn)滿O2：用帶火星的木條伸入瓶中，若木條復(fù)燃，則說(shuō)明該氣體是氧氣。用帶火星的木條放到集氣瓶口，木條復(fù)燃則說(shuō)明氧氣已滿。05氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法選擇反應(yīng)物應(yīng)考慮的問(wèn)題選擇氣體發(fā)生裝置的依據(jù)選擇氣體收集裝置的依據(jù)檢驗(yàn)和驗(yàn)滿氣體的依據(jù)含有相關(guān)元素，反應(yīng)條件易控制，成本低、安全、環(huán)保等反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件氣體的密度和溶解性氣體的性質(zhì)嘗試方法歸納：實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法顏色氣味狀態(tài)密度溶解性沸點(diǎn)熔點(diǎn)-183℃-218℃無(wú)色無(wú)味氣體比空氣大不易溶于水液態(tài)呈淡藍(lán)色液體，固態(tài)氧呈淡藍(lán)色雪花狀固體思考1.為什么可以用排水法收集氧氣？思考2.充滿氧氣的集氣瓶為什么應(yīng)瓶口向上放在桌面上？06氧氣的物理性質(zhì)07氧氣的化學(xué)性質(zhì)（1）氧氣與木炭的反應(yīng)：操作：用坩堝鉗夾取一小塊木炭，在酒精燈火焰上灼燒至紅熱，立刻自上而下(為什么：

）插入盛有氧氣的集氣瓶中。待燃燒停止后，向集氣瓶中加入少量澄清石灰水,并震蕩。使木炭與瓶?jī)?nèi)的氧氣能夠充分反應(yīng)現(xiàn)象：①劇烈燃燒②發(fā)出白光③放出熱量④澄清石灰水變渾濁。文字表達(dá)式：碳＋氧氣

二氧化碳點(diǎn)燃07氧氣的化學(xué)性質(zhì)（2）氧氣與鐵絲的反應(yīng)：操作：用砂紙打磨鐵絲，然后用坩堝鉗夾取一端綁有火柴（火柴的作用：

）的螺旋狀細(xì)鐵絲（目的：

),待火柴即將燃盡時(shí)（防止：

）伸入盛滿氧氣的集氣瓶中

，瓶底預(yù)先加少量水或鋪一層細(xì)沙（防止：

）。引燃鐵絲高溫生成物濺落炸裂瓶底增大鐵絲受熱面積火柴燃燒消耗瓶中氧氣現(xiàn)象：①鐵絲劇烈燃燒，②火星四射，③放出熱量，④生成黑色固體。文字表達(dá)式：07氧氣的化學(xué)性質(zhì)（3）氧氣與石蠟的反應(yīng)：現(xiàn)象：①劇烈燃燒②發(fā)出白色火焰③放出大量的熱④集氣瓶?jī)?nèi)壁出現(xiàn)水霧。操作：在空氣中點(diǎn)燃一根蠟燭，然后用燃燒匙將其轉(zhuǎn)移至盛有氧氣的集氣瓶中。文字表達(dá)式：石蠟+氧氣二氧化碳+水點(diǎn)燃結(jié)論：氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。思考：可燃物在氧氣中比在空氣中燃燒更劇烈的原因？宏觀原因：氧氣濃度越大，燃燒越劇烈。微觀解釋：?jiǎn)挝惑w積的空間里，氧分子數(shù)目越多，反應(yīng)就越劇烈。08氧化反應(yīng)與化合反應(yīng)氧化反應(yīng)劇烈氧化反應(yīng)：

比如發(fā)光、放熱——燃燒

緩慢氧化：

金屬的銹蝕，動(dòng)植物的呼吸、腐爛，塑料的老化，酒和醋的釀造等化合反應(yīng)氧化反應(yīng)拓展提升【提升1】空氣是生命賴以存在的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類生產(chǎn)活動(dòng)的重要資源，下列有關(guān)空氣的說(shuō)法正確的有________。①空氣主要是由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣的質(zhì)量約占空氣質(zhì)量的五分之一②空氣中存在的稀有氣體是拉瓦錫