2.1空气第1课时空气是由什么组成的-2023-2024学年九年级化学人教版上册

第二单元 我们周围的空气 课题1空气 第1课时空气是由什么组成的 教学目标 1.通过实验探究空气中氧气的体积含量，并对空气的成分有进 一步的了解。 2.初步学会鉴别纯净物和混合物。 教学重难点 重点 用探究的方法测定空气中氧气的体积分数。 难点 空气成分测定实验中的误差分析。 教学过程 新课导入 教师：如何证明空气的存在呢？（你说我说大家说 学生：用扇子一扇感到有风；用塑料袋可以收集到空气；把一空 塑料瓶放入水中，倾斜瓶口会冒气泡；用水浇花时土壤中会冒气泡。 空气是人类和一切动植物的生命支柱，同时也是一种宝贵的自然 资源。今天我们就共同来学习和研究与我们生命息息相关的空气。 合作探究 一、空气是由什么组成的 教师介绍“拉瓦锡测定空气成分”的实验，并引导学生分析如下 几个问题： 二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成 分。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银 白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了 1/5。他研究了剩余4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸， 也不能支持燃烧，他认为这些气体全部都是氮气（拉丁文原意是“不能 维持生命”)。 图2-1拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743一1794 曲颈甑 玻璃钟罩 汞槽 火炉 图2一2拉瓦锡研究空气成分所用的装置 拉瓦锡又把在汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个 较小的容器里再加强热，得到了汞（化学符号Hg)和氧气（化学符号O), 而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气 加到前一个容器里剩下的4/5体积的气体中，结果所得气体跟空气的 性质完全一样。 通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气（化学符号N2)组 成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。 ①曲颈甑中的汞和汞槽中的汞分别起什么作用？ ②为什么玻璃钟罩内汞面会上升？ ③什么现象能说明空气中氧气的含量？ 提出问题：模拟拉瓦锡测定空气成分的实验，探究空气的成分， 我们如何选择药品、仪器，设计装置进行实验呢？ 讨论交流：分析上述实验，讨论设计装置，分析实验的原理，实 验的步骤并进行演示实验。 学生观察实验的现象并进行描述。 探究实验 利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧 实验原 气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作 理 用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气 的体积 ①仪器：集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、 乳胶管、弹簧夹、烧杯、酒精灯及火柴（点 燃红磷时使用。②药品：红磷、水。③实 实验 验装置如图所示 装置 ①连接装置并检查装置的气密性；②在集气 实验步 瓶内装入少量的水，再把剩余的容积分成五 骤 等份，并用橡皮筋做上记号；③用弹簧夹夹 紧乳胶管，点燃燃烧匙内过量的红磷，立即 伸入瓶中，并把塞子塞紧：④燃烧结束并冷 却至室温后，打开弹簧夹 ①红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生 实验 成，放出热量；②冷却后，打开弹簧夹，水 现象 沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积 约占集气瓶内空气总体积的1/5 红磷燃烧生成五氧化二磷固体，其扩散到空 气中形成“白烟”；五氧化二磷固体极易溶 于水不占有集气瓶中空气的体积，而红磷燃 烧过程中消耗了瓶内的氧气，使得瓶内气体 实验 体积减少，冷却后大气压把烧杯内的水压进 分析 集气瓶，压进瓶内的水约是集气瓶内消耗的 氧气的体积。反应的文字表达式：磷十氧气 点燃 五氧化二磷 实验 空气中氧气约占空气总体积的1/5 结论 实验讨论（学生讨论、师生一起归纳结果） 1.红磷为何要过量？ 2.装置为何要密封？ 3.实验结束后，为何要冷却至室温才能打开弹簧夹？ 4.集气瓶内放少量水的原因是什么？ 5.点燃红磷后，伸入集气瓶内为何要快？ 6.弹簧夹为何要夹紧？ 7.实验所用药品为何用红磷？不用硫、木炭、铁丝呢？ ①红磷要过量：如果红磷的量不足，则不能将集气瓶内空气中的 氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原剩余空气的体积的15， 导致测得空气中氧气的体积分数偏小。 ②装置必须密封：若装置的气密性不好，当集气瓶内氧气耗尽时， 瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减少， 测得的氧气的体积分数偏小。 ③冷却后打开弹簧夹：只有冷却到室温时，才能打开弹簧夹，这 是因为温度较高时集气瓶内气体的压强较大，进入瓶内水的体积减 少，引起测量结果偏低。 ④集气瓶内加入少量水的目的：迅速降温、吸收产生的白烟，防 止燃烧物溅落下来炸裂瓶底。 ⑤伸入集气瓶的速度要快：伸入集气瓶的速度若是太慢，瓶内部 分空气受热会逸出，所以进入集气瓶内的水的体积会增大，会引起测 量结果大于1/5。 ⑥弹簧夹要夹紧：弹簧夹若是没有夹紧，红磷燃烧时瓶内部分空 气受热从导管逸出，使得最后进入集气瓶内的水的体积会增大，从而 使测量结果大于