人教版初中化学九年级上册 课题1　空气【全国一等奖】

课题1空气【体验实验】：

这是一个底部放有纸巾的塑料杯，如果将这个杯子竖直向下压入水中，直到杯子全部浸没在水中，然后，再竖直向上提起杯子，擦干杯口，观察杯中的纸巾是否会湿？哪位同学来操作一下？你还能举出哪些事实证明空气确实存在我们身边吗？空气是人类和一切动植物的生命基础，同时，它还是一种重要的自然资源。今天，我们就一起来学习和研究与我们生命息息相关的身边物质——空气。这节课，我们要重点解决以下两个问题。【问题一】：了解空气是由什么组成的？【问题二】：掌握空气中氧气含量的测定方法。拉瓦锡曲颈甑玻璃钟罩汞槽拉瓦锡研究空气成分所用的装置方法：将少量的液体金属汞放在由曲颈甑和玻璃钟罩组成的密闭容器里连续加热12天，之后出现了什么变化呢？描述拉瓦锡实验过程中的现象：（1）曲颈甑内汞的表面慢慢变红（生成一种红色粉末）；（2）玻璃钟罩内汞的液面上升。

分解实验视频红色粉末再受加强热，又得到了什么物质？（红色粉末）→汞+氧气加强热氧化汞拉瓦锡还发现：（1）得到的氧气体积恰好等于第一个实验中密闭容器里所减少的气体体积。（2）于是，把得到的氧气加到前一个容器剩下的气体中，结果得到的气体性质跟空气完全一样。由此得出：跟汞反应所消耗的气体就是？汞+

→氧化汞加热钟罩实验的文字表达式：氧气氧气请大家根据这个表达式以及钟罩实验的现象，分析以下两个问题:（1）在这个实验中，曲颈甑内汞的作用是什么？（2）玻璃钟罩内汞的液面上升，其作用又是什么？消耗密闭容器内的氧气

用来弥补密闭容器内所消耗的氧气体积，因此，玻璃钟罩内所上升的液体体积就是所消耗的氧气体积。你能否归纳出拉瓦锡钟罩实验的原理了呢？拉瓦锡钟罩实验的原理：汞与密闭容器内的氧气反应，生成物的状态为固体，使得密闭容器内气体的量减少，气压减小，容器内外存在的压强差将汞压入钟罩，使得液面上升，以弥补所消耗的氧气的体积，据此，就可以推算出空气中氧气的体积分数。拉瓦锡实验的结论：空气是由氧气和氮气组成，且氧气约占空气总体积的1/5。

拉瓦锡实验的不足：实验过程耗时长、药品剧毒以及装置复杂。3、实验室的测定方法：（1）药品：【查阅资料】：

红磷+氧气五氧化二磷（固体）这种固体能刺激人体呼吸道、易溶于水，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸。

（2）实验装置：红磷点燃【实验探究】利用红磷测定空气中氧气含量实验步骤实验现象1检查装置气密性，并在瓶底加入少量水（作用？），并将水面上方空间分为5等份。2夹紧弹簧夹，在燃烧匙内装入足量的（为何）红磷并在酒精灯火焰上点燃，之后立即（？）伸入集气瓶内并塞紧橡胶塞，观察现象。红磷燃烧发出

火焰，集气瓶内可以看到

产生，瓶壁

，说明

。

3待集气瓶冷却到室温后，打开止水夹，观察现象。烧杯中的水沿着导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶总体积的

。黄色大量白烟发烫红磷燃烧放热1/5集气瓶中水的作用：（1）吸收热量，有助于装置冷却；（2）吸收生成的五氧化二磷，防止其污染大气。【查阅资料】：红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷固体，这种固体能刺激人体呼吸道、易溶于水，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸。【结论】：氧气约占空气总体积的1/5。测定空气中氧气含量影响实验成功的因素：【交流讨论】：（1）实验装置

装置要密闭，气密性要良好。（确保装置内外没有物质交换）（2）药品的选择以及用量（3）实验操作①点燃红磷前，必须夹紧止水夹。②当红磷被点燃之后，要迅速塞进瓶内，并塞紧瓶塞。（防止红磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀而逸出，造成实验误差）能否用硫、木炭、蜡烛以及铁丝等物质代替红磷呢？

石蜡＋氧气

二氧化碳＋水

硫+氧气→二氧化硫点燃铁+氧气四氧化三铁点燃碳+氧气→二氧化碳点燃（2）药品选择的要求：

能与空气中的氧气反应，且生成物为固体。

药品的用量：

足量（确保耗尽瓶中氧气）（3）实验操作①点燃红磷前，必须夹紧止水夹。②当红磷被点燃之后，要迅速塞进瓶内，并塞紧瓶塞。（防止红磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀而逸出，造成实验误差）③待集气瓶冷却到室温时，再打开止水夹。（防止瓶内气体受热体积膨胀，内外压强差不明显，造成实验误差。）谢谢！恳请批评指正！

这节课，给你带来了什么？涉及到的反应：（1）汞+氧气→氧化汞

Hg+O2

→HgO（2）氧化汞→汞+氧气HgO→Hg+O2加热加强热加热加强热后来拉瓦锡研究了剩下的4/5的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不支持燃烧，他认为这些气体全部都是氮气。接下来，我们仿照拉瓦锡实验的原理，测定一下空气里氧气的含量（即空气里氧气的体积分数）。拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中，氧气约占空气体积的1/5的结论。【实验目的】：测定空气中氧气的体积分数【查阅资料】：（1）红磷在密闭容器中燃烧需要消耗空气中的氧气，同时生成一种固体，使得气体体积减少，容器内的压强降低；（2）若能测出减少的气体体积，即为空气中氧气的体积分数。【实验装置】：（用到的仪器有）：【实验步骤】（1）连接仪器，检查装置的气密性。（2）在集气瓶内加入少量水（作用？），并将水面上方的空间分为5等份。（3）用弹簧夹夹紧胶皮管（为何？）。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。观察红磷燃烧的现象。（4）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。【实验现象】①红磷燃烧，发出黄光，放出热量，产生大量的白烟。②冷却后,打开弹簧夹，水顺着导管流入集气瓶，进入集气瓶中水的体积约占瓶内空间的1/5。为什么会出现这样的现象呢??

红磷燃烧发生了化学变化,这个化学变化可用文字表达式表示为：红磷+氧气五氧化二磷白烟是五氧化二磷的固体小颗粒。交流讨论红磷燃烧发生了什么变化?白烟是什么物质?点燃PO2P2O5过量的红磷燃烧时，基本上耗尽了集体瓶内空气中的氧气，生成五氧化二磷固体，使得瓶内的气体减少，压强降低。打开止水夹后，大气压将烧杯里的水压进集气瓶中，进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积，从而确定空气中氧气的体积分数。想一想水为什么能够进入集气瓶中?分析：结论氧气约占空气体积的1/5。实验中的注意事项和误差分析注意事项原因不注意导致的后果（1）红磷要足量（2）装置气密性要良好（3）冷却至室温后，再打开弹簧夹（4）点燃红磷后迅速伸入集气瓶（5）弹簧夹要夹紧保证将密闭容器中的氧气消耗完如果装置漏气，冷却至室温后，装置内部气体的体积减小，压强减小，外界会进入一部分空气如果燃烧刚结束就打开弹簧夹，集气瓶内气体还处于受热膨胀状态，压强变化不明显。如果燃烧匙伸入集气瓶中太慢，造成集气瓶中部分气体受热逸出若弹簧夹未夹紧，会使部分空气受热膨胀从导管逸出测定结果偏小测定结果偏大测定结果偏小测定结果偏小测定结果偏大1、为什么要在集气瓶里放少量的水？为了吸收生成的白烟，同时防止燃着的红磷溅在集气瓶上，将集气瓶炸裂。3、为什么点燃的红磷要立即伸入集气瓶中？防止白烟污染空气,也能避免集气瓶中的气体受热逸出。2、夹紧胶皮管的目的：避免集气瓶内空气出去，也避免外面的空气进来，形成密闭容器。1、氮气不能支持燃烧，2、水面不会继续上升，氮气不易溶于水。燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？集气瓶内水面上升一定高度后，还能继续上升吗？这种现象能不能说明氮气不易溶于水？课本P29讨论通过日常生活对空气的观察及上面的讨论，你能否描述氮气的物理性质？填在29页表格。（2011年广东肇庆，19题）按右图组装仪器，关闭止水夹，通电使红磷燃烧。请回答下列问题：（1）燃烧的现象是

（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是；（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为。烧杯里的水倒吸到集气瓶内（或烧杯的水面下降），集气瓶中的水约占集气瓶容积1/5红磷燃烧，放出热量，产生大量的白烟。集气瓶内的氧气已基本消耗完（12临沂）法国化学家拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5.某同学用右图装置进行验证，实验后发现气体减少的体积小于1/5，请你帮助这位同学找出两种可能造成这样结果的原因：

（2009·兰州）右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是（）A．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5B．实验时红磷一定要过量C．实验前一定要检验装置的气密性D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹.D其实，空气中氧气含量的测定，方案有多种，我们也可以利用以下的装置来实验。这套装置的优点是什么？（1）改进后的装置始终处于密闭状态，会使测定结果更准确；（2）五氧化二磷不会逸散到空气中，更环保；（3）实验装置更简单，操作更方便。铜丝在加热时能与氧气反应白磷达到40度时就会燃烧。（红磷）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是。使注射器内的氧气与红磷充分反应19世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气，后来人们陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气外，还有其他成分。目前，人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。氮气（N2）78%氧气（O2）21%稀有气体0.94%二氧化碳（CO2）0.03%其他气体和杂质0.03%空气的成分（按体积计算）【思考】：以下事实证明空气中的哪种成分存在？1、人和动植物能在空气中生存：；2、可燃物能在空气中燃烧：；3、植物能在空气中进行光合作用：；4、澄清的石灰水敞口放置在空气中会变浑浊：；5、酥脆的饼干在空气中放置一段时间会变软：；6、从冰箱中拿出的饮料过一会儿外壁会出现水珠：；氧气二氧化碳水蒸气氧气二氧化碳水蒸气空气氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质混合物混合物:

，如：空气、海水、糖水等等（组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，保持着它们各自的性质。）纯净物:

，可以用化学符号来表示，如：氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）物质的分类:由两种或多种物质混合而成的只由一种物质组成区分混合物、纯净物的标准就是物质的组成是一种还是多种。思考判断下列物质哪些是纯净物，哪些是混合物？（1）清澈的河水、（2）澄清的石灰水、（3）矿泉水、（4）氮气、（5）清新的空气（6）蒸馏水、（7）红磷

、（8）冰水共存物（9）五氧化二磷、（10）二氧化碳纯净物：（4）（6）（7）（8）（9）（10）1．氧气纯氧用于病人的急救二、空气是一种宝贵的资源氧气用于动植物呼吸空气中的各种成分作为原料广泛用于生产化肥、化工产品、电光源等领域，因此，空气是一种宝贵的资源。接下来，我们来了解一下空气中三种重要气体的用途。航天气割炼钢总而言之：氧气的用途可归纳为两大类，一类是供给呼吸，一类是支持物质的燃烧。用于供给呼吸如动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等；用于支持物质的燃烧如炼钢、气割、气焊、航天等。氧气的性质和用途2、氮气用于超导实验车用作化工原料如：生产氮肥。用于食品防腐氮气的用途1、制造硝酸和氮肥的重要原料；2、常用作保护气（化学性质不活泼）：（1）焊接金属时用氮气作保护气；（2）灯泡中充氮气以延长使用寿命；（3）食品包装中充氮气以防腐。3、医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术；4、超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能。氮气的用途氮气用作保护气，除了化学性质不活泼之外，还考虑到了氮气的无毒和廉价。稀有气体用于飞艇、闪光灯、液氦冷冻机、霓虹灯等3、稀有气体：（包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气）——混合物

稀有气体是无色无味的气体，化学性质很不活泼（曾叫做惰性气体）。稀有气体的性质和用途稀有气体的用途1、用作保护气（化学性质不活泼）；如：焊接金属用来隔绝空气；充入灯泡以耐用；2、制成多种电光源；如：航标灯、强照明灯等（稀有气体在通电时能发出不同颜色的光）3、氦气、氖气、氩气等可用于激光技术；4、氦气可用于制造低温环境；5、氙气可用于医疗麻醉；洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染，被污染的空气会严重损害人体健康，因此，要保护空气。三、保护空气1、主要污染物：（1）有害气体：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（2）烟尘（可吸入颗粒物）：PM2.5、PM10等2、污染源：（1）含碳燃料（如：煤、石油、天然气）的燃烧（2）工厂的废气；（3）飞机、汽车等机动车的尾气；PM2.5——大气中直径不超过2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和扬尘。3、空气污染引起三大环境问题及后果：（1）温室效应（二氧化碳）：造成全球变暖、海平面升高、陆地面积减小；（2）酸雨（二氧化硫、二氧化氮）：造成建筑物腐蚀损坏、土壤酸化；（3）臭氧层空洞（氟氯代烷）：紫外线穿透大气层，危害人体健康。4.防治措施：(1)加强空气质量监测，改善环境状况。(2)开发使用清洁能源，(3)工厂的废气经处理达标后再排放，(4)积极植树造林等。5、空气质量日报（1）内容：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况。（2）计入空气污染指数的项目：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物和臭氧等。（注意：二氧化碳并没有被计入空气污染指数）（3）空气质量分级标准5、空气质量日报污染指数50以下51-100101-150151-200201-250251-300300以上质量级别ⅠⅡⅢ⑴Ⅲ⑵Ⅳ⑴Ⅳ⑵Ⅴ质量状况优良轻微污染轻度污染中度污染中度重污染重度污染空气污染指数（API)：将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的数值形式链接中考1、下列物质属于纯净物的是（）A.寒冷的干冰B.清澈的泉水C.清新的空气D.坚硬的大理石2、下列关于空气成分的用途的说法中不正确的是（）

A、氮气充入食品包装袋内可以防腐

B、稀有气体充入灯泡中可使其耐用

C、氧气能支持燃烧，可作燃料

D、富氧空气可用于潜水、医疗急救AC3、《典中点》P151、空气成分氮气氧气二氧化碳稀有气体杂质体积分数化学符号用途记不住你就完蛋了!本节课我们学习了哪些内容？2、混合物与纯净物的概念由两种或多种物质混合而成的叫混合物；由一种物质组成的叫纯净物本节课我们学习了哪些内容？自我诊断检测题1、下列事实说明空气中含有哪些成分？

(1)澄清的石灰水在空气中变浑浊_________(2)小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间_______(3)饼干放置在空气中一段时间会潮湿_________2、空气中体积分数最多为（

）

A．氧气B．氮气

C．稀有气体

D．二氧化碳水蒸气二氧化碳氧气B3、下列物质中，属于纯净物的是（

）

A．水蒸气B．雪碧饮料

C．江特矿泉水D．新鲜空气

4、在日常生活中，你能举出哪些是纯净物哪些是混合物的例子吗？A3、（2011年山东泰安，1题）空气的成分中，能导致温室效应的气体是A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体14、（2011年湖北宜昌，1题，2分）空气中含量最多的气体是A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.稀有气体15、（2011年甘肃兰州，10题）洁净的空气对于人类和其他动植物是非常重要的。下列哪种气体会对空气造成污染（）A.一氧化碳B.二氧化碳C.水蒸气D.稀有气体16、（2011年湖南株洲，1题）空气是一种宝贵资源，人类每时每刻部离不开空气。空气成分按体积计，氧气约占（）A．78％B．21％C．50％D．1％17、（2011年山西，2题）下列气体属于空气污染物的是()A．O28．N2C．S02D．C0218、（2011年河北，3题）下列关于空气的说法不正确的是A.洁净的空气是纯净物B.空气是一种重要的资源C.空气质量对于人类的生存至关重要D.植物的光合作用是空气中氧气的主要来源19、（2011年四川成都，1题）今年春天，不同寻常的低温导致北极上空差点形成臭氧洞。臭氧（O3）属于A．氧气B．空气污染物C．有机物D．稀有气体20、（