由多种物质组成的空气教案

1、第 2 章 我们身边的物质第一节 有多种物质组成的空气学习目标：知识与技能：1能说出空气的主要成分，能用实验事实说明空气是混合物； 2了解空气成分保持相对稳定的原因； 3了解空气中各成分在生产、生活中的用途； 4了解造成空气污染的主要原因，认识保持空气洁净的重要性； 过程与方法：1学会实验室研究氧气在空气中含量的实验，并理解各项注意点； 2学会实验方法“捕捉”空气，采集空气样品 情感态度与价值观：1养成关心空气质量，自觉保护大气环境的良好习惯与责任感； 2初步学会科学探究的思想学习重点与难点：1空气的成分与探究空气成分的方法； 2氮气和稀有气体的性质与用途； 3人类需要洁净的空气和空气的污染。

2、学习内容：一、探究空气的成分1测定空气（ Air ）中氧气体积分数的实验方法（1）实验装置（如右图所示）（2）实验现象：a. 点燃红磷后，打开止水夹前观察到红磷燃烧，发出黄白色火焰，产生大量的白烟， 放出大量热；b .待集气瓶冷却到室温后， 打开止水夹， 观察到白烟消失， 烧杯中的水进入集气瓶中， 其体积约占集气瓶容积的 1/5；c.等反应结束后，用燃着的木条伸入到集气瓶中，发现立即熄灭，说明集气瓶中不含 有氧气（ Oxygen ），剩余的气体基本上都是氮气（ Nitrogen ）了。（3）化学原理：红磷（P） +氧气（02）点燃五氧化二磷（ P2O5）我们选择能和空气中氧气起反应，而不跟氮气

3、及其他气体起反应的固体物质磷，利用 氧气跟磷反应生成另一固体物质五氧化二磷，使密封容器中气体的量减少，减少的量恰好是氧气的量，引起密闭容器中的气体压强减少，外面大气压将烧杯中的水压入集气瓶 中。（4）思考问题：a. 实验中为什么要使用磷，而不用木炭？答：木炭燃烧生成产物是二氧化碳气体碳（C） +氧气（02）点燃二氧化碳 （CO2） ，集气瓶内气体压强在反应前后没有改变，烧杯中的水就无法进入集气瓶。b 如果还是要利用木炭燃烧来完成实验，我们该怎样改进？答：我们可以将烧杯中的水改为澄清石灰水或者是氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳气体，从而使气体压强同样也减少。c.某同学进行该实验中，发现实验结果进入集气

4、瓶中液体体积远不足1/5，为什么？答：第一，红磷不过量。这样无法将集气瓶中的氧气完全消耗； 第二，装置漏气，外面的空气进入集气瓶，使得水进入的量就减少。d 其他相似的实验装置，如右图所示2.空气的成分（1） 空气的成分按体积分数来分，大约是：氮气（N2） 78%，氧气（ 02） 21%，稀 有气体 0.94% ，二氧化碳 0.03%，其他杂质和气体 0.03% ；（2）空气的主要成分一般是比较固定的。 提问：为什么空气中的氧气的含量会保持相对恒定呢？ 答：动植物的呼吸、物质的燃烧、动植物的腐烂、钢铁的锈蚀都需要消耗大量的氧气。但是绿色植物在日光下进行光合作用，会放出大量的氧气。实验证明植物放出

5、氧气的总 量比它呼吸时需要氧气的量多 20 倍左右，这就是氧气量保持相对平衡的原因。（ 3）空气的“捕捉”和证明空气存在的实验a. 实验仪器：如右图所示b. 实验过程中要注意气密性的检查，该装置的气密性如何检查？答：在导管处关闭失水夹，向分液漏斗中加入一定量的水，观察液面，若漏斗中的液 面不持续下降，则说明该装置气密性良好。c. 排水集气法：收集的气体不易溶于水，也不与水发生反应。在捕捉空气的实验里， 用水可以把空气从瓶子里 “赶出”，空气又可以把水从瓶子里 “赶” 出来“取而代之” ，这说明空气有什么性质？（4）混合物（ mixtrue ）与纯净物（ pure substance）a. 混合

6、物有两种或两种以上的物质混合而成的，而纯净物则只有一种物质组成的；b. 纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成，各成分的含量可以改变；c. 混合物中各种物质的化学性质与它处于纯净物时的化学性质相同。二、氮气和稀有气体1氮气 （1）物理性质：氮气在通常情况下是无色无味的气体。（2）化学性质：a. 在常温下，氮气很难与其他物质发生化学反应；b. 在某些情况下，氮气可以与某些物质起化学反应。（ 3 ）用途：a. 用氮气做灯泡的填充气（主要是白炽灯内填充氮气，如果灯泡中含有空气，则钨丝 容易被被氧化而烧断，如果被抽成真空，钨丝就容易被气化而断）b. 液态氮气用于医疗手术（冷冻细胞，杀伤细胞，防止癌细

7、胞扩散）c. 用氮气做粮食和蔬菜贮藏的保护气（氧气含量少，减缓呼吸作用，保持新鲜）d. 用氮气制氮肥（人工固氮，工业制氨气N2 + 3H2 催化剂 =2NH 3）2稀有气体（ 1）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称，这些气体都是无色无味的气体。（ 2）稀有气体一般不与其他物质发生化学反应，但在一定条件下， 有些稀有气体也能跟某些物质发生化学反应，生成新物质，例如：人们已经制取了二氟化氙，四氟化氙等；（ 3）稀有气体的用途：a. 工业生产中作为保护气b. 有些稀有气体用作于霓虹灯（氖灯 红光灯：透雾性强，氙灯：发光强度高）c. 用氦气代替氢气填充气球，不会发生爆炸；d. 用氦气代替氮气跟氧

8、气混合制的 “人造空气 ”供潜水员呼吸，不会发生 “气塞症 ”；e. 医学上可应用氙气做麻醉剂。三、人类需要洁净的空气1排放到空气中的有害物质分为粉尘和气体两类；2 排放到空气中的有害气体主要为二氧化硫（S02）、二氧化氮（N02）和一氧化碳（CO）3空气质量日报中的主要污染物：可吸入颗粒物，二氧化硫和二氧化氮4有害物质的主要来源：矿物燃料（煤和石油）的燃烧，工厂和汽车的尾气5空气污染的危害：a. 对人体健康的危害：引起感官和生理机能不适应；b. 对植物的危害：空气污染物的含量超过植物的承受限度，会使植物的细胞核组织器 官受到伤害c. 对器物的危害：对建筑材料及金属的腐蚀，降低物品的寿命6防治

9、空气污染的方法：监测空气质量；研制开发新的洁净能源；处理工厂和汽车的尾气补充问题：（ 1）水加热到一定温度， 还未烧开时就有气泡冒出。 这些气泡是什么？这一现象说明什 么？答：这些气泡就是空气，说明空气有部分能溶于水（ 2）如果把自然界水里溶解气体收集起来， 分析的结果是氧气的体积分数大于氮气的体 积分数，此现象说明了什么？ 答：这个现象说明了氮气和氧气比较，氧气比氮气易溶于水。（ 3）用氦气代替氮气与氧气混合，可得到“人造空气 。”人造空气用于代替空气供深海潜水员呼吸。因为用空气供潜水员呼吸时，在压强较大的深海里，会有较多的氮气溶解在 潜水员的血液里，当潜水员从深海上升，血液里的氮气将成为气泡释放出来，大量气泡 会阻塞微血管，引起病变。用人造空气可以避免这种问题。人造空气可以用氦气代替氮 气的原因是什么？答：氦气不容易溶解于血液中（4）用一只碗、一只直筒形的玻璃杯、一截蜡烛、一块小木块、水和火柴，设计空气中 氧气含量测定实验，并在家里做实验，测定23 次。