第二单元 我们周围的空气 课题1

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1、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：银白色的液体汞变成红色粉末（氧化汞）容器里的空气：体积小于 15（氧气） ；剩余气体的 45（氮

2、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 15。扩展：剩余的 45 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 45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

3、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 15。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15。注意事项：（1）装置的气密性要好。避免瓶外空气进入

4、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 15，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）

5、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 15。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

6、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

7、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

8、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 潜水、医疗急救、炼钢、气焊以及化物理性质：无色、无味、不易溶于水 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

9、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：空气污染指

10、数 首要污染物 空气质量级别 空气质量状况B、计入空气污染指数的项目：二氧化硫一氧化碳二氧化氮可吸入颗粒臭氧C、空气质量分级标准污染指数 50 以下 51-100 101-150 152-200 201-250 251-300 300 以上质量级别 (1) (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：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。治理废气：汽车尾气安装净化装置；工厂废气处理后排放植树、造林、种草、改善环境提高地区的空气质量，增

11、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 15称为正误差，小于 15 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。1、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

12、、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 15 体积的氧气和 45 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 15体积的氧气和 45 体积的氮气组成”的结论。例题 2：汽车安全气囊内的物

13、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 （ ）

14、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

15、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、 级 好 B、 级 良好 C、(1) 级 轻微污染 D、(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 15，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内原空气体积的15/下列对这两种现象解释合理的是 （ ）甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消