内容正文:
第二单元 我们周围的空气
课题1.1 空气
1
学习目标
掌握测定空气中氧气的体积分数的实验方法。(重点、难点)
了解空气的主要成分,各成分占空气体积的体积分数。(重点)
知道物质的组成;明确概念,能区分混合物和纯净物。(重点)
2
情景引入
空气与我们朝夕相伴,离开了空气我们不能生存,你熟悉它的组成吗?人类在探索空气成分的道路上都经历了怎样的过程呢?让我们踏着前人的足迹一起开始探究之旅吧!
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1.很久以前,人们认为空气只是单一的某种物质.
2.18世纪70年代,瑞典科学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别制得了氧气.
空气发现史
3. 1774年,法国化学家拉瓦锡第一次用实验证明了空气中有氧气和氮气.(定量)
空气发现史
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4.19世纪末,英国物理学家瑞利发现了稀有气体氩,以后各个稀有气体陆续被发现.
空气发现史
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实验与探究一
实验步骤
把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。
实验现象
一部分的液态汞变成了红色粉末。同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。
拉瓦锡探究空气成分的实验
一
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实验与探究二
实验步骤
把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。
实验现象
红色粉末又生成了银白色物质和能使带火星木条复燃的气体。
拉瓦锡探究空气成分的实验
一
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实验结论
空气由氮气和氧气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5
引申拓展
受当时的化学基础和实验条件的限制,拉瓦锡当时并不能确定不支持燃烧的剩余4/5气体的成分,误认为剩余的气体都是氮气,得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。直到19世纪末,人们才认识到空气中除氧气外,还有其他的成分。
拉瓦锡探究空气成分的实验
一
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实验原理
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,水进入容器,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
实验装置
(如图所示)
测定空气中氧气的含量
二
实验用品
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
②药品:红磷、水
测定空气中氧气的含量
二
实验步骤
①连接装置并检查装置的气密性;
②在集气瓶内装入少量的水,再把剩余的容积分成五等份,并做上记号;
③用弹簧夹夹紧胶皮管,点燃燃烧匙内的红磷,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。
测定空气中氧气的含量
二
实验现象
①红磷燃烧,发出黄色火焰,有大量白烟生成,放出热量;
②冷却后,打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶,进入集气瓶内水的体积约占 集气瓶内空气总体积的1/5。
实验分析(反应的文字表达式)
实验结论
空气中氧气约占空气总体积 的1/5。
测定空气中氧气的含量
二
红磷燃烧发生了化学变化,这个化学变化可用文字表达式表示为:
红磷 + 氧气 五氧化二磷
点燃
【思考1】红磷燃烧发生了什么变化?白烟是什么物质?
白烟是五氧化二磷的固体小颗粒。
测定空气中氧气的含量
二
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注意事项分析与讨论
(2)集气瓶中先加少量水的目的是什么?
答:防止红磷燃烧溅落炸裂瓶底,同时有降温和吸收有毒性的五氧化二磷白烟的作用。
答:充分消耗瓶内氧气。
(3)红磷足量的原因是?
(1)为什么要检查装置气密性?
(4)弹簧夹没夹或没夹紧造成的后果是?
答:防止装置漏气,空气进入将消耗的氧气体积补充,导致进水量小于1/5。
答:导致红磷燃烧时空气从导管逸出,瓶内压强减小,进水量大于1/5.
(7)实验后集气瓶内的主要气体是什么,它有什么性质?
答:剩余气体为氮气,观察可知氮气物理性质无色、无味气体,由于水没有完全进入集气瓶,可知氮气难溶于水。又因为氧气消耗完红磷熄灭,可知氮气化学性质是不能燃烧也不支持燃烧(即不可燃、不助燃)。
(6)为什么要冷却后才打开止水夹?
答:避免造成实验误差,如果燃烧完毕就打开,瓶内气体受热膨胀,压强较大,导致烧杯内的水不能进入集气瓶空气部分的1/5.
(5)点燃的红磷为什么要迅速伸入集气瓶中(即立即塞紧瓶塞)?
答:防止瓶内空气受热逸出,导致瓶内压强减小,进水量大于1/5.
误差分析
红磷量不足、装置气密性不好、未待冷却就打开弹簧夹、导管内事先未注满水、均会导致测量结果偏小;
弹簧夹未夹紧、塞塞子动作太慢均会导致测量结果偏大。
测定空气中氧气的含量
二
【注意】实验所用药品一般为红磷,不能用硫、木炭、铁丝等
物质代替。
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【思考2】利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理你还可以设计
出其他的装置图吗?
测定空气中氧气的含量
二
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【思考2】利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理你还可以设计