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第四單元 第一節 空氣的組成 導學案
一、自主預科填空
空氣的成分按體積計算，大約是：氮氣________，氧氣________，稀有氣體________，二氧化碳________，其他氣體和雜質________。
測定空氣中氧氣含量的實驗中，紅磷燃燒的化學方程式為________。
二、知識清單
認識空氣的組成
空氣中各成分的性質和用途：
氮氣：________。
氧氣：________。
稀有氣體：________。
二氧化碳：________。
空氣的污染和防治：
污染物：________。
防治措施：________。
測定空氣中氧氣的含量
實驗原理：________。
實驗裝置：________。
實驗步驟：________。
實驗現象：________。
實驗結論：________。
三、要點講解
認識空氣的組成
空氣中各成分的性質和用途：
氮氣：氮氣是一種無色、無味、難溶于水的氣體，化學性質不活潑。氮氣常用作保護氣，液氮可用于醫療冷凍、冷藏等。
氧氣：氧氣是一種無色、無味、不易溶于水的氣體，具有氧化性和助燃性。氧氣可用于醫療急救、支持燃燒等。
稀有氣體：稀有氣體包括氦、氖、氬、氪、氙等，它們都是無色、無味、性質不活潑的氣體。稀有氣體常用于霓虹燈、激光技術等。
二氧化碳：二氧化碳是一種無色、無味、能溶于水的氣體，不能燃燒也不支持燃燒。二氧化碳可用于滅火、人工降雨、光合作用等。
常考易錯點：對各成分的性質和用途記憶混淆；不能準確區分氮氣和稀有氣體的性質和用途。
空氣的污染和防治：
污染物：主要有煙塵、有害氣體（二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等）。
防治措施：加強大氣質量監測，改善環境狀況，使用清潔能源，積極植樹、造林、種草等。
常考易錯點：對空氣污染物的種類記憶不準確；不能根據具體情況提出有效的防治措施。
測定空氣中氧氣的含量
實驗原理：利用紅磷在空氣中燃燒消耗氧氣，生成五氧化二磷固體，使密閉容器內壓強減小，在大氣壓的作用下，進入容器內水的體積即為消耗氧氣的體積。
實驗裝置：由集氣瓶、燃燒匙、導管、止水夾、燒杯等組成。
實驗步驟：檢查裝置氣密性；在集氣瓶中加入少量水，并將水面上方空間分為五等份；用彈簧夾夾緊膠皮管；點燃紅磷，迅速伸入集氣瓶中，并塞緊瓶塞；待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水夾。
實驗現象：紅磷燃燒，產生大量白煙；冷卻后打開止水夾，水沿導管進入集氣瓶，進入集氣瓶內水的體積約占集氣瓶內空氣總體積的 1/5 。
實驗結論：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的 1/5 。
常考易錯點：實驗裝置氣密性不好導致實驗結果不準確；紅磷量不足或未冷卻至室溫就打開止水夾導致進入集氣瓶內水的體積偏小；實驗操作不規范，如燃燒匙伸入集氣瓶過慢導致瓶內氣體受熱逸出，使實驗結果偏大。
四、例題賞析
下列關于空氣成分的說法中，錯誤的是（ ）
A. 空氣中氧氣的質量分數約為 21%
B. 氮氣化學性質不活潑，可用于食品防腐
C. 稀有氣體在通電時能發出不同顏色的光，可制成多種用途的電光源
D. 二氧化碳是植物光合作用的重要原料
答案：A
解析：空氣中氧氣的體積分數約為 21%，不是質量分數，A 選項錯誤；B、C、D 選項說法均正確。
在用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗中，下列操作會導致實驗結果偏小的是（ ）
A. 實驗前沒有檢查裝置氣密性
B. 紅磷燃燒時，止水夾沒有夾緊
C. 紅磷的量不足
D. 燃燒的紅磷伸入集氣瓶的速度過慢
答案：C
解析：實驗前沒有檢查裝置氣密性，如果裝置漏氣，會導致進入集氣瓶內水的體積偏小，實驗結果偏小，A 選項符合；紅磷燃燒時，止水夾沒有夾緊，瓶內氣體受熱逸出，會導致進入集氣瓶內水的體積偏大，實驗結果偏大，B 選項不符合；紅磷的量不足，不能將氧氣完全消耗，會導致進入集氣瓶內水的體積偏小，實驗結果偏小，C 選項符合；燃燒的紅磷伸入集氣瓶的速度過慢，瓶內氣體受熱逸出，會導致進入集氣瓶內水的體積偏大，實驗結果偏大，D 選項不符合。
五、考點集訓
空氣中含量較多且化學性質不活潑的氣體是（ ）
A. 氧氣 B. 氮氣 C. 二氧化碳 D. 稀有氣體
下列不屬于空氣污染物的是（ ）
A. 二氧化硫 B. 一氧化碳 C. 二氧化碳 D. 可吸入顆粒物
下列措施不利于防治空氣污染的是（ ）
A. 加強建筑工地揚塵控制
B. 研發新能源汽車，減少尾氣排放
C. 焚燒農作物秸稈，為土壤增肥
D. 加大對煤炭燃燒的治理，減少二氧化硫排放

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