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第四單元　我們周?chē)目諝?br/>第一節(jié)　空氣的組成
第1課時(shí)　定量認(rèn)識(shí)空氣的組成
素養(yǎng)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)空氣的組成及定量表示方法,并通過(guò)測(cè)定空氣中氧氣的含量認(rèn)識(shí)空氣的組成 。(物質(zhì)的多樣性)
2.通過(guò)認(rèn)識(shí)空氣的成分發(fā)現(xiàn)史,提高學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。(物質(zhì)的多樣性)
知識(shí)概覽
基礎(chǔ)主干落實(shí)
一、空氣的成分(體積分?jǐn)?shù))
成分 氮?dú)?氧氣 氬氣 二氧化碳 其他氣體
含量% 78% 21% 0.934% 0.038% 0.002%
特別提醒　空氣中各成分所占的是體積分?jǐn)?shù)而不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
二、空氣中氧氣含量的測(cè)定
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為　銅粉由紅色變黑色,注射器縮進(jìn)約氣體總體積的1/5　。
2.文字表達(dá)式為　銅+氧氣氧化銅　。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:氧氣約占空氣體積的　1/5　。
4.誤差分析
誤差 因素 影響
測(cè)量結(jié) 果偏小 ①裝置漏氣 冷卻至室溫后,外界空氣會(huì)進(jìn)入裝置,導(dǎo)致空氣體積的變化減小
②銅粉量不足 不能將裝置內(nèi)的氧氣完全消耗
③加熱時(shí)間太短
④沒(méi)有不斷推拉注射器活塞 反應(yīng)不充分,氧氣不能被完全消耗
⑤未冷卻至室溫就讀數(shù) 剩余氣體處于受熱膨脹狀態(tài),壓強(qiáng)變化不明顯
測(cè)量結(jié) 果偏大 ⑥實(shí)驗(yàn)后小氣球未排盡氣體 有一部分氣體留在氣球內(nèi),反應(yīng)后注射器讀數(shù)偏小,計(jì)算出的氧氣體積偏大
5.注意事項(xiàng)
①裝置氣密性要好;②銅粉的量必須充足;③第二次讀數(shù)必須等溫度降到室溫;
④實(shí)驗(yàn)中讀數(shù)前、后氣球內(nèi)應(yīng)排出空氣。
巧思妙記
記憶空氣成分口訣
氮七八,氧二一,
零點(diǎn)九三四是氬;
還有零點(diǎn)零三八,
二氧化碳就是它;
體積分?jǐn)?shù)要記清,
莫與質(zhì)量混一起。
交流討論
1.“空氣中氧氣含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中,銅粉的替代品需要滿(mǎn)足什么條件
提示:只能與空氣中的氧氣反應(yīng),且生成物為固體。
2.氣球的作用是什么
提示:①便于氣體流通,使氣體與銅粉充分反應(yīng);
②緩沖氣壓防止加熱時(shí)氣體膨脹將橡皮塞沖出。
重點(diǎn)案例探析
考點(diǎn)空氣中氧氣體積含量的測(cè)定
典題(2023秋·東營(yíng)質(zhì)檢)化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了測(cè)定空氣中氧氣含量的兩套實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)結(jié)合圖示回答問(wèn)題。
【實(shí)驗(yàn)一】用裝置一測(cè)定空氣中氧氣含量。點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,立即伸入集氣瓶中并塞緊瓶塞。待燃燒停止并冷卻后,打開(kāi)止水夾,發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中,且約占瓶中空氣總體積的。
【交流討論】根據(jù)裝置一的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以得到的結(jié)論有　氮?dú)獠恢С秩紵　ⅰ⊙鯕饧s占空氣總體積的五分之一(答案合理即可)　(任答兩點(diǎn),合理即可)。
【實(shí)驗(yàn)二】經(jīng)過(guò)向老師請(qǐng)教并查閱資料后,同學(xué)們初步了解了紅磷燃燒的生成物會(huì)污染環(huán)境,決定用裝置二來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
【反思交流】(1)寫(xiě)出裝置二實(shí)驗(yàn)過(guò)程中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象:　紅色固體變黑色　,該反應(yīng)的文字表達(dá)式為　銅+氧氣氧化銅　,該裝置中氣球的作用是　形成密封裝置(或平衡裝置內(nèi)外氣壓,防止橡膠塞飛出,答案合理即可)　(答一條)。
(2)利用裝置二進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)如下:
盛有銅粉的儀器中空氣體積 反應(yīng)前注射器中空氣體積 反復(fù)推拉注射器,當(dāng)氣球恢復(fù)原狀時(shí),停止推拉并熄滅酒精燈。觀察注射器中氣體體積
20 mL 14 mL 8 mL
分析數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是　17.6%　(結(jié)果保留到一位小數(shù)),實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果出現(xiàn)偏差的原因可能是　銅粉不足(或裝置漏氣等,答案合理即可)　(答一條)。
【拓展提升】查閱資料:鎂+氧氣氧化鎂;鎂+氮?dú)獾V,根據(jù)提供的資料回答下列問(wèn)題,請(qǐng)問(wèn)鎂條能否用來(lái)代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量　不能　(填“能”或“不能”),原因是　鎂燃燒同時(shí)消耗氧氣和氮?dú)狻　?
方法點(diǎn)撥 空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置雖然不同,但解題方法相同,需要明確以下兩點(diǎn):
1.選擇試劑應(yīng)滿(mǎn)足的條件:(1)在空氣中加熱時(shí)只與空氣中的氧氣反應(yīng)(銅粉或紅磷等)。(2)該物質(zhì)反應(yīng)后生成物為固體。
2.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵:(1)試劑:反應(yīng)物要足量。
(2)裝置:氣密性要好。(3)操作:(順序)要規(guī)范。
課堂達(dá)標(biāo)反饋
1.[空氣中氧氣體積含量的測(cè)定]用定量的方法研究空氣成分的法國(guó)化學(xué)家是(A)
A.拉瓦錫　　　 B.道爾頓
C.阿伏加德羅 D.門(mén)捷列夫
2. [空氣的成分]如圖是空氣成分體積分?jǐn)?shù)柱狀示意圖。“b”代表的是(B)
A.氮?dú)狻　　　?B.氧氣
C.二氧化碳 D.稀有氣體
3. [空氣中氧氣體積含量的測(cè)定]用如圖所示裝置來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量,對(duì)該實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是(D)
A.銅粉用量的多少,會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后冷卻到室溫才能讀數(shù)
C.氣球作用是調(diào)節(jié)氣壓,使氧氣完全反應(yīng)
D.在正常操作情況下,反應(yīng)結(jié)束后消耗氧氣的總體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體體積的
A層 練基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1　空氣的成分
1.空氣成分中,體積分?jǐn)?shù)約占78%的是 (A)
A.氮?dú)狻　　　　　.二氧化碳
C.稀有氣體 D.氧氣
2. 如圖為空氣成分示意圖(按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算),下列說(shuō)法正確的是 (B)
A.空氣的成分是相對(duì)穩(wěn)定的,主要由a和b組成
B.加熱時(shí),銅能和c反應(yīng)生成黑色固體
C.a和c的體積比約為5∶1
D.b的總含量約占空氣總體積的2%
3.下列關(guān)于空氣的說(shuō)法正確的是 (B)
A.空氣由空氣分子構(gòu)成
B.氮?dú)狻⒀鯕獾饶鼙容^均勻地混合在一起
C.氮?dú)狻⒀鯕獾馁|(zhì)量比約為4∶1
D.氮?dú)狻⒀鯕饣旌虾蟾髯缘幕瘜W(xué)性質(zhì)發(fā)生改變
知識(shí)點(diǎn)2　空氣中氧氣體積含量的測(cè)定
4. (2023秋·濟(jì)南質(zhì)檢)用如圖裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量,對(duì)該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)中,正確的是 (B)
A.銅粉用量的多少不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
B.反應(yīng)結(jié)束后消耗氧氣的體積大約是反應(yīng)前裝置內(nèi)空氣總體積的五分之一
C.停止加熱后,立即讀取數(shù)據(jù)
D.將裝置中的銅粉更換成炭粉,也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>5.如圖所示是某同學(xué)測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置,玻璃管中裝的是細(xì)銅絲。
(1)若加熱前,兩注射器組成的密閉系統(tǒng)中有50 mL空氣,停止加熱冷卻到室溫后,理論上密閉容器中剩余的氣體的體積為　40　mL,由此證明空氣中氧氣約占空氣總體積的 　;
(2)反應(yīng)的文字表達(dá)式為　銅+氧氣氧化銅　,該反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型是　化合　(填基本反應(yīng)類(lèi)型)反應(yīng);
(3)停止加熱冷卻至室溫,注射器內(nèi)氣體減少的體積小于,其原因可能是　裝置漏氣(或細(xì)銅絲量不足或未冷卻至室溫就讀數(shù)等)　(答出一條即可)。
B層 提能力
6.(2023·重慶中考B卷)下列各組空氣成分的體積分?jǐn)?shù)之和最大的是 (C)
A.O2、H2O　 B.O2、CO2　
C.O2、N2　 D.N2、CO2
7.水下作業(yè)時(shí)潛水員需要呼吸富氧空氣。富氧空氣中氧氣的含量高于普通空氣中的含量,富氧空氣中氧氣與其他氣體的體積比可以是 (D)
A.1∶6　　B.1∶5　　C.1∶4　　D.1∶1
8.[數(shù)字化實(shí)驗(yàn)]利用紅磷燃燒測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中,用傳感器記錄集氣瓶中壓強(qiáng)、溫度隨時(shí)間變化如圖所示。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄的分析不正確的是 (A)
A.b點(diǎn)壓強(qiáng)最大,說(shuō)明紅磷燃燒結(jié)束
B.a→b段壓強(qiáng)增大是因?yàn)榧t磷燃燒放熱
C.t1~t2 s時(shí)段,壓強(qiáng)降低的主要原因是氧氣被大量消耗
D.若在t3 s前打開(kāi)止水夾,則測(cè)定的氧氣體積分?jǐn)?shù)偏小第四單元　我們周?chē)目諝?br/>第一節(jié)　空氣的組成
第1課時(shí)　定量認(rèn)識(shí)空氣的組成
素養(yǎng)目標(biāo)
1.認(rèn)識(shí)空氣的組成及定量表示方法,并通過(guò)測(cè)定空氣中氧氣的含量認(rèn)識(shí)空氣的組成 。(物質(zhì)的多樣性)
2.通過(guò)認(rèn)識(shí)空氣的成分發(fā)現(xiàn)史,提高學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。(物質(zhì)的多樣性)
知識(shí)概覽
基礎(chǔ)主干落實(shí)
一、空氣的成分(體積分?jǐn)?shù))
成分 氮?dú)?氧氣 氬氣 二氧化碳 其他氣體
含量% 78% 21% 0.934% 0.038% 0.002%
特別提醒　空氣中各成分所占的是體積分?jǐn)?shù)而不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
二、空氣中氧氣含量的測(cè)定
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 。
2.文字表達(dá)式為 。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:氧氣約占空氣體積的 。
4.誤差分析
誤差 因素 影響
測(cè)量結(jié) 果偏小 ①裝置漏氣 冷卻至室溫后,外界空氣會(huì)進(jìn)入裝置,導(dǎo)致空氣體積的變化減小
②銅粉量不足 不能將裝置內(nèi)的氧氣完全消耗
③加熱時(shí)間太短
④沒(méi)有不斷推拉注射器活塞 反應(yīng)不充分,氧氣不能被完全消耗
⑤未冷卻至室溫就讀數(shù) 剩余氣體處于受熱膨脹狀態(tài),壓強(qiáng)變化不明顯
測(cè)量結(jié) 果偏大 ⑥實(shí)驗(yàn)后小氣球未排盡氣體 有一部分氣體留在氣球內(nèi),反應(yīng)后注射器讀數(shù)偏小,計(jì)算出的氧氣體積偏大
5.注意事項(xiàng)
①裝置氣密性要好;②銅粉的量必須充足;③第二次讀數(shù)必須等溫度降到室溫;
④實(shí)驗(yàn)中讀數(shù)前、后氣球內(nèi)應(yīng)排出空氣。
巧思妙記
記憶空氣成分口訣
氮七八,氧二一,
零點(diǎn)九三四是氬;
還有零點(diǎn)零三八,
二氧化碳就是它;
體積分?jǐn)?shù)要記清,
莫與質(zhì)量混一起。
交流討論
1.“空氣中氧氣含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中,銅粉的替代品需要滿(mǎn)足什么條件
2.氣球的作用是什么
②緩沖氣壓防止加熱時(shí)氣體膨脹將橡皮塞沖出。
重點(diǎn)案例探析
考點(diǎn)空氣中氧氣體積含量的測(cè)定
典題(2023秋·東營(yíng)質(zhì)檢)化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了測(cè)定空氣中氧氣含量的兩套實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)結(jié)合圖示回答問(wèn)題。
【實(shí)驗(yàn)一】用裝置一測(cè)定空氣中氧氣含量。點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,立即伸入集氣瓶中并塞緊瓶塞。待燃燒停止并冷卻后,打開(kāi)止水夾,發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中,且約占瓶中空氣總體積的。
【交流討論】根據(jù)裝置一的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以得到的結(jié)論有 、 (任答兩點(diǎn),合理即可)。
【實(shí)驗(yàn)二】經(jīng)過(guò)向老師請(qǐng)教并查閱資料后,同學(xué)們初步了解了紅磷燃燒的生成物會(huì)污染環(huán)境,決定用裝置二來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
【反思交流】(1)寫(xiě)出裝置二實(shí)驗(yàn)過(guò)程中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象: ,該反應(yīng)的文字表達(dá)式為 ,該裝置中氣球的作用是 (答一條)。
(2)利用裝置二進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)如下:
盛有銅粉的儀器中空氣體積 反應(yīng)前注射器中空氣體積 反復(fù)推拉注射器,當(dāng)氣球恢復(fù)原狀時(shí),停止推拉并熄滅酒精燈。觀察注射器中氣體體積
20 mL 14 mL 8 mL
分析數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是 (結(jié)果保留到一位小數(shù)),實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果出現(xiàn)偏差的原因可能是 (答一條)。
【拓展提升】查閱資料:鎂+氧氣氧化鎂;鎂+氮?dú)獾V,根據(jù)提供的資料回答下列問(wèn)題,請(qǐng)問(wèn)鎂條能否用來(lái)代替紅磷測(cè)定空氣中氧氣的含量 (填“能”或“不能”),原因是 。
方法點(diǎn)撥 空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置雖然不同,但解題方法相同,需要明確以下兩點(diǎn):
1.選擇試劑應(yīng)滿(mǎn)足的條件:(1)在空氣中加熱時(shí)只與空氣中的氧氣反應(yīng)(銅粉或紅磷等)。(2)該物質(zhì)反應(yīng)后生成物為固體。
2.實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵:(1)試劑:反應(yīng)物要足量。
(2)裝置:氣密性要好。(3)操作:(順序)要規(guī)范。
課堂達(dá)標(biāo)反饋
1.[空氣中氧氣體積含量的測(cè)定]用定量的方法研究空氣成分的法國(guó)化學(xué)家是( )
A.拉瓦錫　　　 B.道爾頓
C.阿伏加德羅 D.門(mén)捷列夫
2. [空氣的成分]如圖是空氣成分體積分?jǐn)?shù)柱狀示意圖。“b”代表的是( )
A.氮?dú)狻　　　?B.氧氣
C.二氧化碳 D.稀有氣體
3. [空氣中氧氣體積含量的測(cè)定]用如圖所示裝置來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量,對(duì)該實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是( )
A.銅粉用量的多少,會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
B.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后冷卻到室溫才能讀數(shù)
C.氣球作用是調(diào)節(jié)氣壓,使氧氣完全反應(yīng)
D.在正常操作情況下,反應(yīng)結(jié)束后消耗氧氣的總體積應(yīng)該是反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體體積的
A層 練基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1　空氣的成分
1.空氣成分中,體積分?jǐn)?shù)約占78%的是 ( )
A.氮?dú)狻　　　　　.二氧化碳
C.稀有氣體 D.氧氣
2. 如圖為空氣成分示意圖(按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算),下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.空氣的成分是相對(duì)穩(wěn)定的,主要由a和b組成
B.加熱時(shí),銅能和c反應(yīng)生成黑色固體
C.a和c的體積比約為5∶1
D.b的總含量約占空氣總體積的2%
3.下列關(guān)于空氣的說(shuō)法正確的是 ( )
A.空氣由空氣分子構(gòu)成
B.氮?dú)狻⒀鯕獾饶鼙容^均勻地混合在一起
C.氮?dú)狻⒀鯕獾馁|(zhì)量比約為4∶1
D.氮?dú)狻⒀鯕饣旌虾蟾髯缘幕瘜W(xué)性質(zhì)發(fā)生改變
知識(shí)點(diǎn)2　空氣中氧氣體積含量的測(cè)定
4. (2023秋·濟(jì)南質(zhì)檢)用如圖裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量,對(duì)該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)中,正確的是 ( )
A.銅粉用量的多少不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
B.反應(yīng)結(jié)束后消耗氧氣的體積大約是反應(yīng)前裝置內(nèi)空氣總體積的五分之一
C.停止加熱后,立即讀取數(shù)據(jù)
D.將裝置中的銅粉更換成炭粉,也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>5.如圖所示是某同學(xué)測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置,玻璃管中裝的是細(xì)銅絲。
(1)若加熱前,兩注射器組成的密閉系統(tǒng)中有50 mL空氣,停止加熱冷卻到室溫后,理論上密閉容器中剩余的氣體的體積為 mL,由此證明空氣中氧氣約占空氣總體積的 ;
(2)反應(yīng)的文字表達(dá)式為 ,該反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型是 (填基本反應(yīng)類(lèi)型)反應(yīng);
(3)停止加熱冷卻至室溫,注射器內(nèi)氣體減少的體積小于,其原因可能是 (答出一條即可)。
B層 提能力
6.(2023·重慶中考B卷)下列各組空氣成分的體積分?jǐn)?shù)之和最大的是 ( )
A.O2、H2O　 B.O2、CO2　
C.O2、N2　 D.N2、CO2
7.水下作業(yè)時(shí)潛水員需要呼吸富氧空氣。富氧空氣中氧氣的含量高于普通空氣中的含量,富氧空氣中氧氣與其他氣體的體積比可以是 ( )
A.1∶6　　B.1∶5　　C.1∶4　　D.1∶1
8.[數(shù)字化實(shí)驗(yàn)]利用紅磷燃燒測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中,用傳感器記錄集氣瓶中壓強(qiáng)、溫度隨時(shí)間變化如圖所示。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄的分析不正確的是 ( )
A.b點(diǎn)壓強(qiáng)最大,說(shuō)明紅磷燃燒結(jié)束
B.a→b段壓強(qiáng)增大是因?yàn)榧t磷燃燒放熱
C.t1~t2 s時(shí)段,壓強(qiáng)降低的主要原因是氧氣被大量消耗
D.若在t3 s前打開(kāi)止水夾,則測(cè)定的氧氣體積分?jǐn)?shù)偏小

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