2.1空气（第1课时）课件---2023-2024学年九年级化学人教版上册

【常考用语训练】写出下列元素符号对应的名称。 氟   氧   氮   碳  硼  铍  锂  氦  氢  氖 化学用语 人类、动植物的呼吸，每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命，你能看到空气吗？如何证明空气的存在吗？ 课题1 空气 第二单元 我们周围的空气 课时1 3 学习目标 1.了解空气的主要成分和各成分的含量 。 2.初步认识纯净物和混合物的概念，能区分一些常见的纯净物和混合物。 3.通过对“测定空气里氧气含量”实验的观察和记录，初步学习科学实验的方法和分析实验现象。 学习目标 - Learning objectives - 1. 知道空气的组成及各成分的体积分数 2. 了解测定空气中氧气含量的实验原理 3. 能够正确区分纯净物和混合物 4. 了解空气的用途和大气污染防治 我们周围的空气 转动的风车 晃动的树叶 动植物呼吸 想一想 ：空气无色无味，不易觉察，你能用一个简单的实验或列举实例来说明空气确实存在吗？ 1）空集气瓶在盛满水的水槽中向下压 ——集气瓶内的水无法上升到顶部。 2）空集气瓶在盛满水的水槽中侧立 ——有气泡冒出。 3）扁的密实袋开袋后抖动，然后封好 ——双手挤压，有压力 4）扇子朝脸扇、树叶在动 ———有风 5）给车胎打气 ———涨起来 思考： 1.空气就在你周围，你能描述它有哪些物理性质吗？ 2.空气是一种单一物质吗？ 它主要由哪些成分组成呢？ 吸气 吐气 氧气 二氧化碳 水蒸气 交流讨论：根据对人体吸入空气与呼出气体不同的探究，结合你的知识积累，说一说空气中有哪些成分？ 氮气 稀有气体 …… 空气成分的发现史 1772年 卢瑟福 发现氮气 18世纪初通过燃烧发现空气的复杂性 1772-1774年 舍勒和普利斯特里发现氧气 1777年 拉瓦锡定量测定空气的成分 新课学习--空气是由什么组分组成的 为了搞清楚空气的成分，很多科学家致力于这方面的研究，如瑞典化学家舍勒和英国化学家普里斯特里．其中最有名的就是法国化学家拉瓦锡做的实验． 法国化学家拉瓦锡 拉瓦锡研究空气成分装置 拉瓦锡（法国）加热汞的实验 拉瓦锡研究空气成分的实验 汞 氧化汞(红色粉末) 汞槽 玻璃钟罩 拉瓦锡研究空气成分所用的装置 汞 + 氧气 氧化汞 加热 Hg O2 HgO 现象： 1.银白色的液态汞变成红色粉末。 2.玻璃钟罩内汞的液面上升。 结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的五分之一。 请你阅读课本P26页，了解法国科学家拉瓦锡研究空气成分的过程，并思考下列问题： 1.拉瓦锡依据什么确认剩余4/5体积的气体是氮气？ 2.拉瓦锡如何证明减少的1/5体积的气体是氧气？ 3.拉瓦锡通过什么现象知道加热汞后容器里的气体减少了1/5体积？ 氧化汞 汞 + 氧气 加热 汞 + 氧气 氧化汞 加热 交流讨论： 1.曲颈瓶中和汞槽中的汞分别起什么作用？ 2.为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升？ 3.什么现象能说明空气中氧气的含量？ ①消耗氧气；②形成密闭体系。 体系内压强减小。 容器内空气的体积差不多减少了1/5。 【思考】分析拉瓦锡的实验,该实验存在的不足之处有 __________________________________________________ _________________________________________________。  他误认为除了氧气之外,剩下的气体都是氮气(或“汞有毒, 容易造成污染”)　 你能仿照拉瓦锡的实验原理，设计实验测定空气中氧气的体积含量吗？ 一、空气成分的探究 模拟实验：测定空气里氧气的含量 药品： 红磷 + 氧气 五氧化二磷 P O2 P2O5 点燃 白色固体， 易溶于水 红磷，暗红色固体 原理： 任务一：观看实验视频，观察并记录实验现象。 你能仿照拉瓦锡的实验原理，设计实验测定空气中氧气的体积含量吗？ 【思考】分析拉瓦锡的实验,该实验存在的不足之处有 1.仿照拉瓦锡实验原理测定空气中氧气的含量 实验步骤： 1.连接仪器，检查装置气密性。 3.点燃燃烧匙内红磷，迅速 伸入集气瓶瓶中，塞紧胶塞，以防 漏气。 4.待集气瓶冷却到常温时，打开弹簧夹。 2.在集气瓶内装有少量的水，并将水面上方空间分为5等份。然后再用弹簧夹夹紧胶皮管。 【思考】该实验存在的不足之处___________________ 实验结果不准确，污染空气 吸收红磷燃烧后生成的白色固体―五氧化二磷 防止热的燃烧产物溅落炸裂集气瓶 过 2.红磷燃烧的主要现象和水面变化情况分析 现象 ①红磷燃烧,放出大量的热,产生大量的　 　(填“白烟”或“白雾”); ②冷却到室温后打开弹簧夹,烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，集气瓶内水面上升，进入集气瓶内的水的体积约占集气瓶内原有空气总体积的　 _ 分析 集气瓶中的氧气被消耗了,　 　减小,水沿导管流入集气瓶 (提示:联想胶头滴管的原理) 消耗氧气的体积就是进入瓶中水的体积 　压强　 　1/5 　白烟　 结论 ①空气中氧气的体积约为空气总体积的　 　;  ②燃烧的红磷熄灭了,集气瓶内剩下的气体主要是氮气，说明氮气不　 (化学性质);  ③集气瓶内水面上升一定高度后,水面不能继续上升,这种现象说明氮气　 　(物理性质);  ④空气中氮气约占空气总体积的4/5,在一定程度上空气所表现出来的某些性质可代表氮气的性质 表达式 　难溶于水　 　支持燃烧 ，本身也 不燃烧， 　1/5　 文字表达式 红磷+氧气 五氧化二磷 点燃 符号表达式 P + O2 P2O5 点燃 1.点燃红磷前打开弹簧夹，水不会倒流，为什么？ 2.反应完、冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶说明了什么？ 3.进入集气瓶里的水的体积与被消耗的氧气有何关系？ 因为反应未发生，没有产生压强差。 说明产生了压强差，进而说明集气瓶中的气体减少。 合作交流显身手 进入集气瓶中的水的体积等于被消耗的氧气的体积。 24 4.是什么导致了集气瓶中的气体减少？减少的气体是什么？ 5.烧杯中水的作用是什么？ 一是为了吸收红磷燃烧产生的白色固体；二是为了吸收热量，有助于装置冷却。 红磷燃烧消耗氧气导致了集气瓶中的气体减少，所以减少的气体是氧气。 1.装置漏气； 2.红磷的量不足； 3.未冷却到室温就打开弹簧夹。 4.导管中没有事先注满水； 小于1/5 6.实验中进入水的体积小于空气总体积的1/5，可能的原因有哪些？ 大于1/5 7.实验中进入水的体积大于空气总体积的1/5，可能的原因有哪些？ 1.实验前未夹紧弹簧夹，红磷燃烧时气体沿导管逸出； 2.燃烧匙伸入过慢或未立即塞上胶塞，瓶内空气受热逸出。 8.已知木炭、硫在空气中燃烧分别生成二氧化碳和二氧化硫气体。 思考:(1)能否用木炭、硫代替红磷做此实验?(2)能否用细铁丝代替红磷做此实验?由此可知,红磷的替代品必须满足什么条件? 提示:木炭、硫燃烧生成二氧化碳和二氧化硫气体,会弥补所消耗的氧气的体积，使集气瓶内气压变化不大,导致实验结果产生误差；而细铁丝在空气中不能燃烧。由此可知红磷的替代品必须满足以下条件: (1)只与空气中的氧气反应。 (2)且生成物为固体,如白磷等。 (3)在空气中能被点燃。 注意:实验所用药品一般为红磷， 不能用蜡烛、硫、木炭、铁丝等物质代替。 1.装置气密性要好，不能漏气； 2.红磷需过量，保证完全消耗装置内空气中的氧气； 3.点燃后迅速伸入集气瓶，立即塞紧塞子； 4.待冷却到室温后再打开弹簧夹。 5.燃烧匙应插入集气瓶的中下部。 6.集气瓶内要加适量水。 7.导管内先注满水； 8.实验前弹簧夹要夹紧。 想一想，实验成功的关键和注意事项是什么？ 课堂研学 改进实验装置 原实验装置 改进目的 ①污染环境 ②测量不够准确 ①保护环境 ②测量准确 实验原理： 磷+氧气 五氧化二磷 点燃 利用刻度测量密闭容器内气体体积的减少量 二、空气的组成 任务二：阅读教材P27，总结空气的成分和各成分的体积分数。 科学实验精确测得:空气的组成（体积分数） 易错提醒： 1.0.94%是稀有气体而不是CO2 2.是体积分数而不是质量分数 【易错辨析】教材中空气中各成分的含量是指体积分数,如氧气约占21%,是指100体积的空气中氧气约占21体积,而不是100 g空气中含有21 g的氧气。体积分数和质量分数的含义是不同的。 1.空气的成分按体积分数计算，其含量最多的是（ ） A.氧气 B.氮气 C.水蒸气 D.二氧化碳 2.在某装满空气的容器中，如果含有氮气约8L，则该容器的容积约为（ ） A．2L B．8L C．10L D． 12L B D 即学即练 3.空气中下列各成分所占的体积由小到大的顺序是( ) ①氧气　②氮气　③二氧化碳　④稀有气体 A.③④①② B.④③①② C.②①④③ D.①③②④ A 4.某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量,红磷燃烧后恢复到室温,打开弹簧夹,发现进入广口瓶的水超过广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因可能是（ ） A、实验前没有将弹簧夹夹紧 B、装置可能漏气 C、实验中所取的红磷过量 D、实验中所取的红磷不足 A 5.右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是（ ） A.该实验证明空气中氧气的含量约占1/5 B.实验时红磷一定要过量 C.实验前一定要检验装置的气密性 D.红磷燃烧产生大量的白烟，火焰熄灭后 立刻打开弹簧夹 D 6.图甲、乙所示装置，比起左图这个装置有什么优点？ 图甲：利用放大镜聚光的原理点燃白磷；保护环境,测量准确. 图乙：利用热水对瓶内的白磷加热直至其燃烧；保护环境,测量准确. 7.某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图： 该实验所得出的结论是 ，此外剩余气体主要是 ，还能得出该气体 ， 的性质。 氧气约占空气总体积的1/5 氮气 不支持燃烧 难溶于水 混合物 纯净物 有两种或两种物质混合而成 只有一种物质组成 空气 氧气 任务三：从组成物质的种类上看， 空气和氧气有什么不同？ 纯净物可用专门的化学符号来表示.如氮气、氧气、二氧化碳可分别表示为N2、 O2、CO2等。 如空气、海水、河水、矿泉水、食盐水等。 二 .纯净物和混合物 【思考】纯净物和混合物有什么区别?如何区分纯净物和混合物? 1.混合物 (1)概念:由____________________ 的物质混合而成的物质。 (2)特征:没有固定的组成和性质,不可以用化学符号来表示。组成混合物的各种成分保持各自的性质 2.纯净物 (1)概念:只由_____________ 组成的物质。 (2)特征:有固定的组成和性质,可以用化学符号来表示。 两种或两种以上 一种物质 3.区别 混合物无特定的化学符号，无固定的物理性质，各自保持着各自的化学性质，不发生反应； 纯净物有专门的化学符号表示，有固定的物理性质和化学性质。 4.联系 混合物是由多种纯净物组成的，分离混合物可得各种纯净物。 （1）清澈的河水、（2）澄清的石灰水 、 （3）矿泉水、（4）氮气、（5）纯净的空气 （6）蒸馏水、（7）红磷 、（8）冰水混合物 （9）五氧化二磷 、（10）二氧化碳 即学即练： 1.判断下列物质哪些是纯净物，哪些是混合物 (4) (6) (7) (8)(9)(10) 纯净物： 。 混合物： 。 (1) (2) (3) (5) 【方法平台】混合物与纯净物的区分方法 判断一种物质是纯净物还是混合物,关键看它是由几种物质组成的,在实际处理问题时,要注意思维上的误区: (1)不能与物质的名称混淆。如五氧化二磷是一种物质的名称,属于纯净物,而不能认为“氧”“磷”代表两种物质。 (2)不要被一些字眼所迷惑,如“清新、清澈、洁净、混合等”,如清新的空气属于混合物,而冰水混合物则属于纯净物。 典例详解 2.判断下列物质是否是纯净物: (4) (6) (7) (8)（9）（10） 即学即练 （1）澄清的石灰水 （2）清澈的河水 （3）矿泉水 （4）氮气 （5）清新的空气 （6）蒸馏水 （7）红磷 （8）冰水共存物 （9）液氮 （10）液氧 技 巧 归 纳 1.一般...化...；...酸...属于纯净物:二氧化碳、五氧化二磷、氯酸钾 2.纯净物都有唯一的化学式,如:氧气（O2）、臭氧（O3）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、五氧化二磷（P2O5） 二、纯净物和混合物 注意：带“混合”字样的不一定是混合物，如：冰水混合物（纯净物）；带“纯净”字样的不一定为纯净物，如：纯净的空气（混合物）。 提示:“凡是洁净的物质都是纯净物”这种说法不正确。 因为洁净的物质可能由多种物质组成,如洁净的空气中含有氮气、氧气等气体,属于混合物。 A．氧气 B．汽水 C．无色食盐水 D．稀有气体 含有两种或两种以上的物质 含有氦、氖、氩、氪、氙等多种气体 3.下列物质中，属于纯净物的是（ ） A 4. 有下列几种物质： ①海水 ②液氧 ③食醋 ④铁 ⑤加碘食盐 ⑥冰和水 ⑦苹果汁饮料。 其中属于纯净物的是________；属于混合物的是__________。 ②④⑥ ①③⑤⑦ 一、空气中氧气含量的测定 实验现象：红磷燃烧产生大量白烟、放出热量，水进入集气瓶的体积约占集气瓶容积的1/5。 反应的文字表达式：红磷+氧气 五氧化二磷。 实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 二、空气的成分及含量 按体积分数：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。 三、纯净物和混合物 1.纯净物：只由一种物质组成。 2.混合物：由多种物质组成。 点燃 课堂小结 纯净物 混合物 组成 只由一种物质组成 由两种或两种以上的物质混合而成 性质 固定 固定 表示方法 有化学符号 无固定符号 举例 氧气(O2) 五氧化二磷 (P2O5) 空气、海水 3.纯净物和混合物的比较 随堂练习 1.下列有关空气成分的说法，错误的是（ ） A. 氮气常用作保护气 B. 氧气约占空气体积的21% C. 洁净的空气是纯净物 D. 空气的主要成分是氮气和氧气 C 2.广西北部湾空气质量优良。空气的成分能供给呼吸的是（　　） A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 B 3.空气的成分中，体积分数约为78%的是(　) A. 氮气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 A 4.夏天从冰箱里拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料外壁会潮湿，说明空气中含有（ ） A.氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.二氧化碳 C 5.在一充满空气的瓶子中，要将其中的氧气除去，又不增加其他气体的成分。下列物质在瓶中燃烧可达到目的的是（ ) A．木灰 B．硫磺 C．铁丝 D．红磷 D 6.空气中按体积计算，含量最多的气体 是（ ） A 氧气 B 氮气 C 二氧化碳 D 稀有气体 7.在100升空气里氧气的体积大约是（ ） A 78升 B 78% C 21升 D 21% 8.空气中氧气与氮气的体积比约为（ ） A 4：1 B 1：4 C 1：5 D 5：1 B C B 9.用如图装置进行实验。下列现象能证明空气中O2的含量的是（　　） A．红磷燃烧，产生白烟 B．瓶中液面先下降，后上升 C．瓶中液面最终上升至1处 D．水槽中液面下降 C 11.如右图所示装置可用来测定空气中氧气的含量，对该实验认识不正确的是（ ） A、红磷的量不足会影响实验结论。 B、装置不漏气是实验成功的重要因素之一。 C、将红磷改为木炭也能的出正确的实验结论。 D、集气瓶内气体压强的减少会导致水面的上升 C 12.[2020北京中考改编]利用下图装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是 (　　) A.实验前须检查装置气密性 B.红磷的作用是消耗试管中的氧气 C.红磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹 D.最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处 答案 1.D　【解题思路】　130 mL空气中约含有 26 mL 氧气,反应完毕且装置冷却至室温后,打开止水夹,试管内进水量约为26 mL,因此量筒中液面约降至24 mL刻度线处。 D 13、关闭止水夹a、b、c，使过量的红磷和木炭分别在盛有空气的等容积的甲、乙两瓶中同时燃烧，如图所示，试回答： （1）燃烧停止并冷却，若打开止水夹a、c后观察到的现象是________ ，原因是________ （2）若打开止水夹b、c后观察到的现象是________ ，原因是__ ______ （3）若打开止水夹a、b、c后观察到的 现象是______________ ， 原因是_________________. 水进入左瓶 耗氧，生成固体，气压减小 没什么变化 耗氧，产生气体，气压不变 水进入两瓶 耗氧，气压总体减小 14.你能将下列物质按混合物和纯净物进行分类吗？ （1）清新的空气 （2）液氧 （3）盐酸 （4）铁水（5）海水 （6）五氧化二磷 （7）康师傅矿泉水 （8）冰水混合物 （9）碘酒 （10）眼药水 （11）葡萄糖注射液 （12）蒸馏水 混合物__________________________ 纯净物__________________________ (1) (3) (5) (7) (9) (10) (11) (2) (4) (6) (8) (12) 15.某校兴趣小组的同学将课本中“测定空气里氧气的含量”实验装置(如图甲)改进为新的实验装置(如图乙),对于改进后的实验装置,以下评价不恰当的是(　　) A.反应容器体积小,药品消耗少 B.不会因为燃烧的红磷伸入太慢导致测量误差较大 C.容器内径相等,易准确推算出空气中氧气的体积分数 D.乙反应容器中点燃红磷,胶塞会先向左移动后向右移动 答案 3.D　【解题思路】　乙反应容器中点燃红磷,红磷燃烧放热,使气体体积增大,反应结束后冷却,气体体积减小,因此胶塞先向右移动再向左移动,D错误。 谢谢观看！ 59 【思考】分析拉瓦锡的实验,该实验存在的不足之处有 仿照拉瓦锡实验原理测定空气中氧气的含量 实验步骤： 1.连接仪器，检查装置气密性。 3.点燃燃烧匙内红磷，迅速伸入集气瓶瓶中，塞紧胶塞，以防漏气。 4.待集气瓶冷却到常温时，打开弹簧夹。 2.在集气瓶内装有少量的水，并将水面上方空间分为5等份。然后再用弹簧夹夹紧胶皮管。 【思考】该实验存在的不足之处___________________ 实验结果不准确，污染空气 拉瓦锡探究空气中氧气的含量实验 实验现象 实验结论 　　　 火炉 一部分的银白色液态汞变成 ; 容器里空气的体积减小约 　 _ 1.空气由　 　和 　 　组成,其中氧 气约占空气总体积的 　 _ 2.该反应的文字表达式如下: 汞+氧气 氧化汞 (Hg)(O2)　　(HgO) 　1/5 　氧气　 　氮气　 　1/5 红色粉末 1.纯净物：______________________________ 举例： 由一种物质组成。 水、冰、冰水混合物、蒸馏水、水蒸气、二氧化碳、干冰、水银、铁水、液氧、液氮、臭氧、金刚石 2.混合物：______________________________ 举例： 由两种或两种以上物质混合而成的物质 **溶液、澄清石灰水、食醋、稀有气体、合金、矿石、碘酒 清新的空气、清澈的海水、纯牛奶、纯净水、矿泉水 二、纯净物和混合物 问题：你如何理解纯净物和混合物？ 【分析】（1）装置漏气； （2）红磷的量不足； （3）红磷熄灭后未冷却到室温就打开止水夹； （4）有部分水留在导管中未进入集气瓶。 【思考2】在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶空气总容积的1/5，可能的原因是什么呢？ 【分析】 （1）红磷点燃后没有迅速放入集气瓶，有空气逸出； （2）止水夹开始没有夹紧，红磷燃烧放出的热量使一部分空气由导管进入烧杯中，水进入的体积大于1/5。 【思考 3】在实验中，进入集气瓶内的水的体积常大于集气瓶空气总容积的1/5，可能的原因是什么呢？ 【实验现象】 1.红磷燃烧，产生大量白烟,放出热量； 2.冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，水面上升，进入瓶内的水的体积约占瓶内原空气总体积的1/5。 【实验结论】 氧气约占空气总体积的五分之一。 二、空气的组成 科学实验精确测得:空气的组成（体积分数） 成分 氮气 氧气 (包括 、 、 、氪、氙氡)  _ 其他气体和杂质 _　分数  _ _ 0.94% _　 _　 0.03% 0.03% 二氧化碳 氩 氖 氦 稀有气体 21% 78% 体积 易错提醒： 1.0.94%是稀有气体而不是CO2 2.是体积分数而不是质量分数 巧 学 妙 记 氮七八，氧二一，零点九四是稀气，还有两个点零三，二氧化碳和杂气，体积分数要记清，莫与质量混一起。 红磷+氧气 五氧化二磷 点燃 【化学反应】 文字表达式 符号表达式 P + O2 P2O5 点燃 实验现象： ①红磷燃烧，放出热量，产生大量的白烟； ②冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，水面上升，进入瓶内的水的体积约占瓶内原空气总体积的1/5 实验结论：氧气约占空气总体积的的1/5。 Lavf57.14.100 $$