二单元我们周围的空气课题

第二单元我们周围的空气课题1空气三维目标1、了解空气的主要成分，氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途。２、认识纯净物、混合物的概念3、初步了解空气污染的危害,知道空气是一种宝贵的自然资源,养成关注环境，热爱自然的情感。４、初步学习用实验的方法研究物质的成分，初步学习观察、记录、分析实验现象,推理结论。解题依据1、知识能力聚焦１、空气成分的发现（1）科学史:二百年前,法国化学家拉瓦锡永定量方法研究了空气的成分.(2）实验方法原理：曲颈甑(盛空气)中加热汞汞+氧气∆氧化汞(3)实验现象及分析：①银白色的液体汞变成红色粉末(氧化汞)②容器里的空气：体积小于1/５（氧气）；剩余气体的４/５（氮气）(4）实验结论：空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/５.[扩展]:剩余的4／５体积的气球，拉瓦锡研究发现这部分气体既不能供给呼吸也不能支持燃烧,它误认为这些都是氮气，到1９世纪科学家才逐步发现4/５体积的气体中还有其他气体，如稀有气体等。2、空气中氧气含量的测定（1）测定原理：利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理是利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小,在大气压的作用下,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积.(2）实验装置:1、仪器：集气瓶、燃烧匙、导气管、烧杯、弹簧夹、双孔橡皮塞。2、药品：红磷、水（３）实验步骤1、先在集气瓶内加入少量水,并做上记号；2、连接装置3、用弹簧夹夹紧乳胶管4、检查装置的气密性５、点燃红磷，立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧。6、燃烧结束冷却后,打开弹簧夹。（４）实验现象红磷在集气瓶内燃烧，放出热量，生成大量白烟（五氧化二磷小颗粒)冷却后，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/５。反应的文字表达式：磷+氧气∆五氧化二磷（5)实验分析与结论：红磷燃烧生成五氧化二磷固体，极易溶于水不占有体积,消耗了集气瓶内的氧气，冷却后，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压进的水约是集气瓶内消耗的氧气的体积,由此证明空气中氧气约占空气总体积的１／５.注意事项：（１)装置的气密性要好。避免瓶外空气进入集气瓶内，导致进入水的体积减小，测得的氧气的体积分数要偏小。(2)红磷要过量。如果红磷的量不足,则不能将集气瓶内空气的氧气完全反应掉,集气瓶内水上升体积不到原剩余空气的1/5,导致测得空气中氧气的体积分数偏小。（3）不能用木炭、硫、铁丝等代替红磷。木炭、硫燃烧生成物是二氧化碳、二氧化硫气体,会弥补所消耗氧气的体积,而铁丝在空气中不能燃烧，均不符合反应原理。（4)必须冷且至室温再打开弹簧夹。气体体积随温度升高而增大，如不冷却到室温就打开弹簧夹，会使进入的水的体积偏小,导致测量结果偏小。（５）集气瓶内加少量的水。一为防止热的燃烧物溅落炸裂集气瓶；二是为了吸收红磷燃烧后生成的白色固体——五氧化二磷(６）导管内事先应注满水.否则燃烧冷却后，进入的水又一部分存在导管中,使进入集气瓶内水的体积减小，测量结果偏低。（7)烧杯内的水量要足，防止进入集气瓶的水不足１／5。［小结］：1、可燃物具备的条件：1)、该物质在空气中能燃烧;2）该物质燃烧后生成的物质为固体2、操作要点；一密闭，二过量（可燃物过量,烧杯中水过量),三平衡(打开止水夹是气温与室温平衡）3、空气的主要成分和组成空气的主要成分及体积分数空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78％21％0.94％０。0３%0.0３%特点相对固定成分可变成份［注意]:1、空气的主要成分是氮气和氧气2、该成分是体积分数，不是质量分数。体积分数可以理解为每100体积的空气中约有氮气7８体积，氧气２1体积,稀有气体０.9４体积,二氧化碳０．03体积，其他气体和杂志体积0．03体积.韵语记忆:空气本是混和气,体积分数要记牢，氮七八,氧二一，0。94是稀气,还有两个零点零三,二氧化碳和杂气;化学计算常用到,莫与质量混在一起。４、混合物和纯净物了解空气的成分后，我们就知道空气和氮气、氧气在组成上是不同的。空气是由多种物质组成的：混合物；而氮气和氧气都是由一种物质组成的：纯净物混合物纯净物组成由多种物质组成由一种物质组成,组成固定表示方法无固定符号专门符号表示，如氮气等性质无固定的物理性质，各物质都保持各自的化学性质有固定的物理和化学性质举例空气、海水、糖水氧气、二氧化碳联系分离混合物混合纯净物［辨析］:在实践中怎样判断混合物和纯净物呢？1）、混合物可用物理的方法分离出不同的组分，如液化空气可分离出氮气、氧气、稀有气体等。将无色透明的井水加入蒸馏可得到蒸馏水和固体残留物.2）、纯净物有固定组成、固定的熔点、沸点；混合物没有固定组成和固定的熔、沸点。如：氧气可用O２表示，但空气不能用化学式表示;氧气的熔、沸点分别,但空气中没有固定的熔点、沸点。３)、纯净物在任何地方其组成都一样，如地球上的二氧化碳是CＯ2、火星上的二氧化碳也是CO２。不同地方的空气成分不一样，如森林上空的空气没有污染，城市里的空气被污染,成分复杂。4）、混合物物质简单分类：物质纯净物5、氮气、氧气、稀有气体的主要性质和用途.成分主要性质主要用途氧气化学性质:动植物呼吸、支持燃烧物理性质：无色、无味、不易溶于水潜水、医疗急救、炼钢、气焊以及化工生产和宇宙航行等。氮气化学性质：不活泼、不能燃烧、不支持燃烧。物理性质：无色、无味、不溶于水制硝酸和化肥的重要原料，根据化学性质不活泼常用作保护气;医疗上用于冷冻麻醉；超导才俩在液氮的低温环境下能显示超导性能;食品包装用氮气防腐.稀有气体化学性质：很不活泼(惰性)物理性质；无色、无味、通电时能发出不同颜色的光。利用惰性气体作保护气；用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电光源；用于激光技术；制造低温环境,医疗麻醉.［扩展］过去人们曾把氧气叫做“养气”是因为:1、人类离不开氧气，人类呼吸的是空气中的氧气２、燃料燃烧离不开氧气.但事物往往具有两面性,也有其恶的一面,如食品的腐败、钢铁生锈等。所以食品厂生产的食品要除氧或隔氧包装,金属制品要涂防锈层。６、空气污染物、污染源及防治措施1、空气烟尘二氧化硫污染物有害气体一氧化碳二氧化氮2、工厂废气多种有害气体污汽车一氧化碳有毒染尾气二氧化氮酸雨源化石燃料烟尘的燃烧二氧化硫二氧化氮３、防治措施①加强空气质量监测:空气质量日报Ａ、空气质量日报的主要内容：①空气污染指数②首要污染物③空气质量级别④空气质量状况B、计入空气污染指数的项目:①二氧化硫②一氧化碳③二氧化氮④可吸入颗粒⑤臭氧C、空气质量分级标准污染指数５0以下51—10010１－1501５２—20０201－2５０251－30０300以上质量级别ǀǁǀǁ(1）ǀǁ（2)IV(１）IV(２）V质量状况优良好轻微污染轻度污染中度污染中度重污染重度污染［注意］:①污染指数越高污染程度越大；二氧化碳暂没有列入污染指数内②消除污染源：减少化石燃料使用,更多地利用清洁能源;革新工艺，使工厂减少废气排放。③治理废气:汽车尾气安装净化装置;工厂废气处理后排放④植树、造林、种草、改善环境提高地区的空气质量，增强人们对环境的关注,提高全民环境意识,促进人们生活质量的提高。2、方法、技巧平台7、空气中氧气含量测定的误差分析空气中氧气含量的测定是一种定量实验，在装置设计、装置装配、实验操作过程中都会引起误差。最终流入集气瓶中水的体积与原剩余气体体积比大于１／5称为正误差，小于1／5称为负误差.按课本上的装置可分为产生正负误差的原应.掌握引入误差的原因和规律,有利于实验操作和此类中考题的解答。ﻩ１、负误差:1）、加入的红磷不够量，集气瓶中的氧气没有消耗完.2）、如果装置漏气，红磷燃烧完后冷却至室温，瓶外空气从漏气处进入集气瓶，填补了部分氧气的体积.3）、磷燃烧后，没等集气瓶冷却至室温就打开弹簧夹。2、正误差：１)、点燃红磷插入集气瓶动作太慢，瓶内部分空气受热逸出。２)弹簧夹没有夹紧，红磷燃烧时，气体膨胀,部分空气从导管中逸出。[小结］:集气瓶中剩余气体量大于理论气体量,结果是负误差；集气瓶中剩余气体量小于理论气体量，结果是正误差。名题［例题1］:最早运用天平研究化学并得出“空气是由１/5体积的氧气和４/5体积的氮气组成"的科学家（)A、汤姆生Ｂ、道尔顿Ｃ、拉瓦锡Ｄ、门捷列夫［解析］：应熟悉并记住每位科学家在化学发展史上的贡献,有助于开扩思维,加快解体步伐。拉瓦锡用定量的方法测定空气的成分，得出了“空气是由１/５体积的氧气和４／5体积的氮气组成"的结论。[例题2]：汽车安全气囊内的物质能在碰撞后10毫秒内迅速反应生成一种空气中含量最多的气体，该气体是(）A、氧气B、二氧化碳C、氮气D、稀有气体［解析]：此题只考查你是否知道空气含量最多的气体是什么,并不要求你弄清楚气囊肿氮气是怎样产生的.空气中含量最多的气体是氮气.［例题4]：下列物质中属于纯净物的是（）A、汽水B、液氧C、碘酒D、食醋[解析]：汽水是由水、二氧化碳和香精等物质组成的混合物。液氧是将氧气降温增压液化形成的,液氧中只有一种物质，是纯净物。碘酒是将碘溶解在酒精中不、配制成的一种药液，属于混合物。食醋中含3%的醋酸，主要是水，所以是混合物。［例题5]:下列物质的用途中,是利用物质物理性质的是（）Ａ、氧气用于炼钢Ｂ、稀有气体用于保护气Ｃ、氮气用于制造化肥D、稀有气体用于电光源[解析］：A选项是利用氧气与其他物质反应放出热量的性质，属于化学性质.Ｂ选项中稀有气体化学性质极不活泼，可做保护气。C选项中氮气制造化肥,是氮气与其它物质反应生成了新物质,属于化学性质。Ｄ选项中稀有气体通电发生不同颜色的光，没有发生化学反应,属于物理性质。［例题６］：目前，我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中,一般不涉及的物质是(）A、二氧化硫B、氮氧化物C、二氧化碳D、可吸入颗粒[解析］：空气质量报告主要是报道对空气有污染的有害气体和烟尘的含量。有害气体主要是一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等,烟尘主要是指可吸入颗粒物,而二氧化碳是空气的固定成分,且空气中二氧化碳浓度变化不大，不计入空气污染指数的项目。[例题7］：中国关于空气污染指数与质量级别、质量状况对应关系如上述所示。某市201１年4月3日的空气污染指数为８2－9３,根据以上信息判断该市当天的空气质量级别和空气质量状况分别是（）A、ǀ级好B、ǁ级良好C、ǀǁ(1)级轻微污染D、ǀǁ（2)轻度污染［解析］对应空气质量级别和空气质量状况即可得答案。［例题8]某班同学用下图所示测量空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷,伸入瓶中并立即塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内原空气体积的1／5,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内原空气体积的1/5／下列对这两种现象解释合理的是()①甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内；③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出。④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出.A、只有①③B、只有②④Ｃ、只有①②③D、①②③④[解析］：此题根据集气瓶装置测定空气中氧气含量实验操作，分析了产生误差的原因，如果红磷量不足和瓶塞处漏气都产生负误差,如果弹簧夹没有夹紧和插入燃烧匙太慢都会产生正误差。［例题９］:用来测量空气成分的方法有许多,如图所示是用红磷在空气中燃烧的测定方法.实验过程是：第一步：将集气瓶剩余２气体体积划分为五等份，并做好标记;第二步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中把塞子塞紧。第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶剩余气体体积的1／5。请回答下列问题:1、集气瓶中剩余气体的主要成分是：2、实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的１／５，你认为导致这一结果的原因可能是3、某同学对实验进行反思后，提出了以下改进方法，你认为改进后的优点是：［解析]：此题考查空气中氧气含量的测定原理,测定空气中氧气含量一般都使用燃烧法，用可燃物消耗空气中的氧气，然后用气压差的原理，使水倒吸入燃烧装置中,用进入水的体积来确定原空气中氧气的体积，此实验成功的关键:１、装置气密性好,防止燃烧时空气逸出，冷却时空气进入。2、可燃物过量耗尽瓶中氧气，否则进入的水不是1/5。用图１的装置当燃烧匙插入集气瓶是部分空气逸出,实验出现正误差。用改进的装置图2，不开瓶塞,用聚光镜聚光点燃红磷,空气不会逸出,避免引入误差。［答案］：1氮气;２、装置漏气；红磷量不足；3、装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确。速效基础演练１、在18世纪70年代，拉瓦锡将适量的汞放在密闭容器中充分加热除尽其中的氧气后，他发现剩余的约4/５体积的气体既不能提供给呼吸，也不支持燃烧,它就是我们现在的（)Ａ、氧气Ｂ、氮气Ｃ、稀有气体Ｄ、二氧化碳2、汽车安全气囊内所装的化学物质,能在碰撞后10毫秒内生成一种空气中含量最多的气体,该气体是（）Ａ、氧气Ｂ、氮气Ｃ、稀有气体Ｄ、二氧化碳3人类需要洁净的空气。目前我国城市空气质量报告中的污染物不包括(）A、可吸入颗粒B、二氧化碳C、二氧化氮Ｄ、二氧化硫２１％4、下列关于氮气性质的叙述,不正确的是（)２１％A、氮气是一种无色、无味的气体B、在常温下，氮气能溶于水甲Ｃ、稀有气体氮气不能燃烧,也不支持燃烧Ｄ、氮气的密度比空气略小.甲78%5、如图所示是空气的组成(体积分数）示意图，其甲的气体是（）78%A、氧气B、氮气C、稀有气体D、二氧化碳6、2008年5月8日北京奥运火炬成功登上珠穆朗玛峰.为解决登山人员的呼吸困难,应携带的物质是()A、氧气Ｂ、氮气Ｃ、水Ｄ、二氧化碳7、下列物质是纯净物的是（）Ａ、空气Ｂ、盐水Ｃ、氮气D、食醋8、哪些事实说明空气含有下列成分：1）、,说明空气中含有氧气2)、