2.1.1 空气的成分-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

第二单元 空气和氧气 2.1.1 空气的成分 大鹿化学 1 空气中氧气含量的测定 空气的组成 纯净物和混合物 转动的风车 晃动的树叶 动植物呼吸 问题思考 如何证明空气的存在？ 思考：如何通过实验来测定空气的组成呢? 17世纪中叶以前 18世纪 人们对空气的认识还是模糊的。 通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性。 空气成分的发现史 1772英国化学家卢瑟福 1773年瑞典化学家舍勒 1774年英国化学家普利斯特利 发现空气中有氧气 加热氧化汞释放出气体，奖盖气体收集起来。发现蜡烛在该分解出来的气体中放出更加光亮的火焰；老鼠在该气体中比在同体积的空气中存活的时间长了4倍。 发现空气中有氮气 在密闭容器中燃烧磷时，除去空气中可助燃和可供动物呼吸的气体。对剩下的气体进行研究，发现该气体不能维持生命，具有灭火的性质。因此将该气体命名为氮气。 法国化学家拉瓦锡 发现空气由氧气和氮气组成 并测量了空气中氮气和氧气的含量 当他知道普利斯特利从氧化汞中制取出氧气的方法后。就做了著名的研究空气充分的实验。他摆脱了传统的错误理论（燃素说）的束缚，尊重事实，对实验进行了科学的分析和判断，揭示了燃烧是物质和空气中氧气发生了反应，指出了物质里根本不存在所谓的燃素的特殊东西。 假如你是当时的拉瓦锡，你该如何测定空气中氧气的含量？ 一定体积的空气 氮气 氧气 方法模型 密闭容器 消耗氧气 压强减小 倒流的水的体积=氧气的体积 备注： 1、假如你是当时的拉瓦锡，你该如何测定空气中氧气的含量？ 2、你知道液体的体积如何测量吗？固体的体积呢？那么气体的体积呢？ 我们生活中有没有这样的例子呢？ 液体体积测量 固体体积测量 气体体积测量 例如: 实验1：测量胶头滴管排出的空气 实验2：将一个烧杯中的水导到另一个烧杯 那接下来我们就一起走进历史的长河中， 跟拉瓦锡一起开启探究空气的组成的化学之旅吧！ 在实验时注意观察拉瓦锡用什么消耗氧气？以及注意观察实验现象 量筒 排液法 进液法 将少量汞放在密闭的容器里连续加热12天 一部分银白色的液态汞变成红色粉末 汞 ＋氧气 氧化汞 加热 容器里空气的体积减少了 (剧毒) 实验探究1：拉瓦锡空气成分的测定 实验原理 实验步骤 实验现象 实验结论 剩余气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，这些气体全部是氮气 加热氧化汞 把汞表面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 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,气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的气体体积 空气由氧气(O2)和氮气(N2)组成 氧化汞 汞＋氧气 加热 实验现象 实验原理 实验结论 实验步骤 1曲颈甑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.如何知道消耗了多少氧气？ ①消耗氧气；②形成密闭体系；通过汞槽中汞的液面变化判断密闭体系中氧气的体积。 体系内压强减小。 容器内空气的体积差不多减少了1/5。 交流讨论： 4、该实验有什么不足之处？ ③汞蒸气污染环境 ②操作复杂 ①实验时间长 实验探究2：测定空气里氧气的含量实验改进方案 红磷 + 氧气 五氧化二磷 点燃 方法模型 密闭容器 消耗氧气 压强减小 倒流的水的体积=氧气的体积 步骤1：连接实验装置；检查装置气密性； 步骤2：集气瓶内加入少量水，并把水面上方空间分为五等分； 步骤3：用弹簧夹夹紧乳胶管； 步骤4：在燃烧匙内放入足量的红磷，用酒精灯加热 步骤5：点燃红磷后立即伸入瓶中，并把橡胶塞塞紧。 步骤6：待燃烧后，集气瓶冷却到室温，打开止水夹。 实验步骤 红磷燃烧产生大量 ，并 ； 白烟 放出大量的热 实验现象 ，打开止水夹，水沿导管进入集气瓶，并约占______________的1/5 冷却到室温后 集气瓶内空气体积 实验结论 氧气约占空气体积的1/5 对比拉瓦锡研究空气成分的实验，小组讨论，回答下列问题： 实验原理：红磷燃烧消耗氧气，使装置内压强减小，烧杯中的水被压进集气瓶，进入的水的体积等于消耗的氧气的体积。 1、烧杯内的水为什么会进入集气瓶中？ (汞槽的汞为什么进入钟罩中？) 耗氧剂： ①只消耗氧气 ②生成物不是气体 方法模型 密闭容器 消耗氧气 压强减小 倒流的水的体积=氧气的体积 2、为什么可以用汞和红磷消耗氧气，蜡烛可以吗？ 3、实验前要向集气瓶中加入少量的水，思考：该水的作用？ 吸收热量 吸收有毒的白烟 红磷燃烧后生成的“大量白烟”可以说“大量白雾”吗？ 知识拓展 答：不能，烟是固体微粒；雾是小液滴。 4、误差分析：进行实验时要严格按照实验步骤进行，如何不按照实验步骤 进行会导致什么后果呢？ 步骤1：连接实验装置；检查装置气密性； 步骤2：集气瓶内加入少量水，并把水面上方空间分为五等分； 步骤3：用弹簧夹夹紧乳胶管； 步骤4：在燃烧匙内放入足量的红磷，用酒精灯加热 步骤5：点燃红磷后立即伸入瓶中，并把橡胶塞塞紧。 步骤6：待燃烧后，集气瓶冷却到室温，打开止水夹。 4、误差分析 ①集气瓶中水面上升体积小于1/5 ②集气瓶中水面上升体积大于1/5 （1）红磷量不足 （2）装置漏气 （3）未冷却至室温就打开止水夹 （1）止水夹没有夹紧，导致气体受热膨胀从导管口逸出 （2）燃烧匙伸入过慢，导致气体受热膨胀从集气瓶口逸出 5、用这套装置测量空气中氧气含量时，误差多的原因是？如何改进？ 优点： 装置气密性好，环保，实验结果更准确 利用刻度测量密闭容器内气体体积的减少量 优点： 装置气密性好，环保，实验结果更准确 法国化学家拉瓦锡 发现空气由氧气和氮气组成 并测量了空气中氮气和氧气的含量 19世纪末英国物理学家雷利 发现了稀有气体氩气，之后各个稀有气体陆续被发现。 空气成分的发现史 氮气（78％） 氧气（21％） 其他气体杂质（0.03％） 二氧化碳（0.03%） 稀有气体（0.94%） 合作解疑二 数字化实验利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连，采集实验过程中各种物理量(如温度、压强、浓度等)的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析。我们可以将测定空气中氧气的含量 课外拓展 【合作交流】请同学们阅读教材P27页内容，从组成物质的种类上看，谈谈空气和氧气有什么不同？ 空气 两种或两种以上的物质混合而成 混合物 氧气 只有一种物质组成 纯净物 合作解疑三 由两种或多种物质混合而成。(不能用具体的化学符号表示) 如：空气、糖水、 由一种物质组成的。 (可以用具体的化学符号表示)。 如：氧气O2、氮气N2、等。 四、纯净物与混合物 混合物： 纯净物： 1、下列物质属于纯净物的是（ ）（ 多选题 ） A 糖茶 B 洁净的空气 C 氧气 D 冰水混和物 C、D 小试牛刀 大鹿化学 ①洁净的空气 ②冰水混合物 ③加碘食 ④液氧 ⑤食醋 ⑥汽水饮料 ⑦五氧化二磷 ⑧蒸馏水 2.下列物质属于混合物的是 ，属于纯净物的是__________ ①③⑤⑥ ②④⑦⑧ 判断物质是否纯净的依据是组成物质的种类，而不是“洁净、清洁、混合”这些字 下列有关“水”的物质哪些是纯净物，哪些是混合物？ 1、下图是“实验室测定空气中氧气含量”的实验装置图，下列说法错误的是（ ） A.若红磷不足，将导致测得氧气的含量小于五分之一 B.做该实验前，应检查装置的气密性 C.待装置冷却至室温后才能打开弹簧夹 D.可用木炭代替红磷进行实验 随堂训练 D 2、用如图装置测定空气中氧气的含量，下列说法正确的是（　　） A．点燃白磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，塞紧瓶塞 B．若装置漏气，会使测定结果偏大 C．不打开瓶塞，聚焦太阳光引燃足量白磷，实验效果更好 D．若实验过程中，没有将弹簧夹夹紧，不会影响实验结果 C 3、如图所示装置可验证空气中氧气的含量。下列叙不正确的是（ ） A．实验时要塞紧橡皮塞 B．白磷的作用是消耗试管中的氧气 C．白磷熄灭、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 D 4、用如图装置测定空气中氧气含量，有关说法错误的是（ ） A．取用的红磷必须足量 B．引燃红磷后，左管内液面先下降后上升，冷却后升至刻度1 C．该装置环保，所得结果更准确 D．该装置还能测得稀有气体的体积分数 D 5、在含有空气的密闭容器中点燃一定量的白磷，下列图像中的纵坐标表示气体的压强，横坐标表示反应的时间，下列图像中正确表示气体压强和时间变化关系的是( ) A B C D D 红磷 + 氧气 五氧化二磷 点燃 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，约占瓶内空气总体积的1/5 结论：氧气约占空气总体积的1/5 测定空气中氧气的含量 空气的成分 混合物和纯净物 空气是由什么组成的 Lavf58.20.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$