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(共27張PPT)
第四單元 我們周圍的空氣
第一節(jié) 空氣的組成(1)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
通過對拉瓦錫空氣成分測定實(shí)驗(yàn)的反思及空氣中氧氣含量測定的實(shí)驗(yàn)探究，得出定量測定測定氣態(tài)混合物組成的思路與方法。
通過閱讀課本中的干燥潔凈的空氣成分餅圖，能知道空氣的各成分占比。
1
2
小明
猜個(gè)小迷題，
看不見，摸不著，
可是人人離不了，沒了它，風(fēng)也不見了，你知道是什么嗎？
小麗
空氣！我們知道空氣是混合物，空氣由什么物質(zhì)組成呢？我們來探究一下吧！
情景導(dǎo)入
01
空氣的組成
盧瑟福1772年 “濁氣”（除了可助燃的、供呼吸的）
普利斯特里1774年
脫燃素空氣（氧氣）
拉瓦錫1775年命名氧氣、氮?dú)?br/>1892年瑞利發(fā)現(xiàn)氬氣
1785年卡文迪什預(yù)測稀有氣體
1898年拉姆齊發(fā)現(xiàn)氪氣、氖氣、氙氣
空氣的組成發(fā)現(xiàn)史
自主學(xué)習(xí)
閱讀教科書p84內(nèi)容，回答以下問題：
干燥潔凈的空氣的成分是怎樣的，如果按照體積計(jì)算，各占比多少？
氮?dú)庹急燃s為78%,氧氣占比約為21%，氬氣約為0.934%，二氧化碳約為0.038%，其他氣體約為0.002%（包含有氦、氖等氣體）。
占比最多
稀有氣體
逐年遞增
練習(xí)一
1. 下列關(guān)于空氣的說法錯(cuò)誤的是（ ）
A. 空氣中含量最多的氣體是氮?dú)?br/>B. 空氣是由多種物質(zhì)組成的混合物
C. 空氣中二氧化碳含量大于稀有氣體含量
D. 空氣中的多種成分在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用
C
2. 下列事實(shí)說明空氣中含有哪種物質(zhì)？
（1）氫氣能在空氣中燃燒。
（2）可以利用空氣制造氮肥。
（3）酥脆的餅干在空氣中會(huì)逐漸變軟。
（4）植物通過光合作用合成葡萄糖等有機(jī)物。
氧氣
氮?dú)?br/>水蒸氣
二氧化碳
02
測定空氣中的氧含量
小麗
最開始人們一直把空氣看作是一種單一成分的物質(zhì)，后來科學(xué)家通過對燃燒現(xiàn)象和呼吸作用的深入研究，才認(rèn)識到空氣組成的復(fù)雜性。
燃燒現(xiàn)象和呼吸作用都和氧氣有關(guān)，那么氧氣的含量是怎樣測量的呢？
現(xiàn)在，我們可以用氧氣傳感器準(zhǔn)確的測得空氣中的氧含量（體積分?jǐn)?shù)）。
現(xiàn)在可以借助儀器輕松的測得空氣中的氧氣含量，但在二百年前可并不容易，1775年，拉瓦錫首次測定了空氣中的氧含量，他是如何做到的呢？
閱讀教科書p85科學(xué)史話，了解拉瓦錫探究對空氣成分測定的實(shí)驗(yàn)，思考以下問題：
1.拉瓦錫測定空氣的實(shí)驗(yàn)為什么選擇在密閉容器中進(jìn)行？
在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，可以避免外界空氣的干擾，才能準(zhǔn)確的測定空氣的成分。
原理：汞+氧氣 氧化汞
加熱
現(xiàn)象：玻璃鐘罩內(nèi)汞液面上升，約為鐘罩體積的1/6
用時(shí)12天
2. 加熱條件下，汞與氧氣化合生成氧化汞。拉瓦錫選擇金屬汞作為反應(yīng)物有什么優(yōu)點(diǎn)？
①汞在加熱條件下，只和氧氣反應(yīng)，生成物為固態(tài)的氧化汞（紅色），不影響容器內(nèi)壓強(qiáng)。
②汞為液態(tài)，在汞槽中起到液封作用，并能直接用來測見反應(yīng)器內(nèi)空間體積的變化。
③汞的沸點(diǎn)較低，汞蒸氣能與氧氣反應(yīng)較充分，將容器里的氧氣幾乎消耗干凈。
④生成的氧化汞分解又能得到汞和氧氣，把得到的氧氣加到剩下的4/5體積的氣體中，結(jié)果所得氣體與空氣的性質(zhì)完全一樣。
3. 通過觀察哪些現(xiàn)象、測量哪些數(shù)據(jù)就可以判斷出空氣中氧氣的含量？
觀察汞在鐘罩內(nèi)液面上升的現(xiàn)象（因?yàn)檠鯕怏w積被消耗，鐘罩內(nèi)壓強(qiáng)減小，汞槽內(nèi)的汞會(huì)進(jìn)入鐘罩內(nèi)），測量汞上升的體積占鐘罩內(nèi)的體積比。
思考討論
如果需要我們參照拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置來粗略的測定空氣中氧氣的含量，需要考慮哪些方面？
①密閉體系的構(gòu)建
②耗氧物質(zhì)的選擇
③定量現(xiàn)象的解釋
只消耗掉氧氣，又不產(chǎn)生新氣體
活動(dòng)探究 測定空氣中的氧含量
1.實(shí)驗(yàn)原理
測定空氣中的氧氣含量實(shí)驗(yàn)原理：
一般都是利用化學(xué)反應(yīng)完全消耗空氣中的氧氣（不與空氣中其他物質(zhì)反應(yīng)），并且不引入新的氣態(tài)雜質(zhì)，導(dǎo)致容器內(nèi)的壓強(qiáng)減小，測得減少的體積即為氧氣的體積。
藥品過量
鎂在點(diǎn)燃條件下不僅會(huì)與氧氣反應(yīng)，還會(huì)與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)。
木炭與氧氣反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳（氣態(tài)）
銅+氧氣 氧化銅（黑色）
加熱
Cu
O2
CuO
2.實(shí)驗(yàn)裝置
注射器里的空氣體積
硬質(zhì)玻璃管里的空氣體積
+
=空氣的總體積
調(diào)節(jié)氣壓，防止加熱時(shí)氣體膨脹將橡皮塞沖出，并使氧氣完全反應(yīng)。
3.實(shí)驗(yàn)步驟
（1）將一支硬質(zhì)玻璃管注滿水（兩端用橡皮塞封住），然后打開上端橡皮塞，將水倒入量筒中，記錄體積。
（2）如上圖所示，在另一支干燥的硬質(zhì)玻璃管中裝入銅粉，兩端塞上帶玻璃導(dǎo)管的橡皮塞，其中一端用氣球密封。移動(dòng)注射器活塞，在注射器中留存一定體積的氣體，記錄體積后與硬質(zhì)玻璃管另一端密封連接。根據(jù)酒精燈的高度，將玻璃管固定在鐵架臺(tái)上。
（3）用酒精燈在銅粉部位加熱，加熱時(shí)多次緩慢推拉注射器。
（4）停止加熱后，待玻璃管冷卻至室溫，將氣球內(nèi)的氣體全部擠出。待注射器活塞穩(wěn)定后，記錄注射器中氣體的體積。
水的體積=硬質(zhì)玻璃管的體積
思考與討論
1.為什么加熱時(shí)要不斷推拉注射器？
使得銅與氧氣充分反應(yīng)
2.為什么停止加熱后，要等完全冷卻后，再讀數(shù)？
裝置內(nèi)氣體未完全冷卻前，氣體體積膨脹，如果讀數(shù)，會(huì)使測量的剩余氣體體積偏大。
硬質(zhì)玻璃管的容積 反應(yīng)前注射器中氣體的體積 反應(yīng)后注射器中氣體的體積 反應(yīng)消耗氧氣的體積
4.記錄數(shù)據(jù)（實(shí)驗(yàn)視頻里的數(shù)據(jù)）
50mL
25mL
10mL
15mL
15mL
75mL
=
1
5
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
氧氣約占空氣體積的1/5
6.反思
上述實(shí)驗(yàn)在哪些環(huán)節(jié)上可能造成誤差？如何避免或減小誤差？
(1)銅粉的量不足
(2)裝置氣密性差
(3)未等完全冷卻后就直接讀數(shù)
(4)在加熱過程中，未充分推拉注射器活塞
(5)加熱溫度不夠，反應(yīng)時(shí)間不長
結(jié)果偏小
紅磷測定空氣中的氧氣含量
1.反應(yīng)原理
紅磷+氧氣 五氧化二磷
點(diǎn)燃
2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①發(fā)出黃白色火焰，產(chǎn)生大量白煙
②打開止水夾，由于瓶中氧氣被消耗，右邊燒杯里的水會(huì)被壓入瓶中，瓶中液面上升約占空氣體積的1/5
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
氧氣約占空氣體積的1/5
練習(xí)二
1. 用來測定空氣成分的方法有很多，有人用右圖所示的簡易裝置來測定空氣中氧氣的含量（已知紅磷在氧氣中燃燒生成五氧化二磷固體）。下列對該實(shí)驗(yàn)認(rèn)識正確的是（ ）。
A. 使用紅磷的量多或少，都不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
B. 燃燒足夠的紅磷可使進(jìn)入鐘罩的水占鐘罩容器的 4/5
C. 紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使鐘罩內(nèi)壓強(qiáng)下降，水面上升
D. 紅磷停止燃燒后，立即觀察記錄水進(jìn)入鐘罩的刻度
C
2．用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定出空氣中O2約占1/5按體積計(jì)算）。下列敘述不正確的是（ ）
A．②中瓶內(nèi)空氣的體積約為200mL B．可加熱鐵絲引燃銅匙中的白磷
C．白磷的作用是消耗②中瓶內(nèi)的O2 D．最終注射器活塞移至約40mL刻度線處
D
檢測與提升
1．歷史上第一次明確提出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的科學(xué)家是( )
A．拉瓦錫 B．居里夫人 C．諾貝爾 D．門捷列夫
A
2．下列有關(guān)空氣的說法正確的是( )
A．空氣是混合物 B．空氣是由空氣分子構(gòu)成
C．空氣中氮?dú)鈽O易溶于水 D．空氣中稀有氣體的體積分?jǐn)?shù)最大
A
3．用如圖所示裝置測定空氣中氧氣的含量，下列說法正確的是( )
A．點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的白磷后緩慢地將燃燒匙插入瓶中，塞緊瓶塞
B．用細(xì)鐵絲代替白磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以得出相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論
C．不打開瓶塞，聚焦太陽光引燃足量白磷，實(shí)驗(yàn)效果更好
D．若實(shí)驗(yàn)過程中，沒有將彈簧夾夾緊，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
c
點(diǎn)撥：緩慢插入會(huì)使得容器內(nèi)氣體受熱膨脹跑出部分，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大
祝同學(xué)們學(xué)習(xí)進(jìn)步！
下節(jié)課再見

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