4.1气的组成：定量认识空气的组成课件---2024--2025学年九年级化学鲁教版（2024）上册

第四单元 我们周围的空气 空气的组成 定量认识空气的组成 活动目标： 1. 清晰地认识空气的成分 2.了解空气中氧气含量的测定方法及原理 3.能准确根据实验的原理进行误差分析 解落三秋叶 1 导入新课 能开二月花 过江三尺浪 入竹万竿斜 大家知道这些现象是由于什么造成的呢？ 这恰好也是这首诗的诗题 而这又是怎样形成的？ 空气的流动 空气是生命赖以生存的物质基础，也是重要的自然资源 空气中有些成分？分别占比多少呢？ 。 2 新课讲授 1.空气组成的发现史 18世纪中叶以前，人们认为空气是单一成分的物质。 1775-1777年，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分， 结论：空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气体积的1／5 1892年，物理学家瑞利与英国化学家拉姆齐合作发现了稀有气体。 众所周知，空气里还有二氧化碳气体、水蒸气等。 二、空气的组成 （体积分数） 氮气（N2）：78% ≈ 4/5 氧气（O2）：21%≈ 1/5 注意：空气中的成分和含量不是绝对固定不变的，不同地区、不同时间都会有变化。 反应原理：汞 + 氧气 氧化汞 加热 加热 氧化汞 汞 + 氧气 拉瓦锡的实验是依据空气混合物中各组分性质的差异，利用化学反应，在不引入新的气态杂质的前提下，将氧气转化为固态的氧化汞( HgO)，从而达到测定空气中氧气含量的目的。 1.拉瓦锡测定空气成分的实验为什么选择在密闭容器中进行? 为了定量测定空气中相应成分的量 2.加热条件下，汞与氧气化合生成氧化汞。拉瓦锡选择金属汞作为反应物有什么优点? 3.通过观察哪些现象、测量哪些数据就可以判断出空气中氧气的含量? a.金属汞为液体，易于装入瓶中 b.生成的氧化汞在加热条件下易分解 观察汞槽中液面的变化和鹅颈瓶中汞的颜色变化 参照拉瓦锡的实验，我们如何设计实验装置来粗略地测定空气中氧气的含量呢 思路1：将其他气体除去，只剩下氧气，测定氧气体积。 思路2：只将氧气除去，然后通过减少的体积来测定氧气的体积。 相对容易！相对容易！ 利用某些物质在一定量的空气中完全消耗其中的氧气而又不产生其他气体，导致密闭容器内的压强减小，减少的体积即为空气中氧气的体积。 V（O2）=V（减少）=V（反应前）—V（反应后） ①磷 + 氧气 五氧化二磷（固） ②炭 + 氧气 二氧化碳（气） ③铜 + 氧气 氧化铜（固） ④硫 + 氧气 二氧化硫（气） ⑤镁 + 氧气 氧化镁 （固） ⑥镁 + 氮气 氮化镁（固） 友 情 提 示 以下哪些反应可用于空气中氧气的测定？ 生成物为气体 消耗氧气的同时把氮气也消耗了 点燃 点燃 点燃 点燃 点燃 加热 药品只能与氧气反应，而且反应后不能生成气体 生成物为气体 √ √ 信息链接 ①氧气是化学性质比较活泼的气体，在加热或点燃的条件下能与许多物质发生化学反应；如加热时，铜能和空气中的氧气反应，生成黑色的氧化铜：铜＋氧气 氧化铜。 ②氮气是化学性质比较稳定的气体，一般不与其他物质发生反应。 加热 加热时，铜能跟空气中的氧气反应，生成黑色的氧化铜。 铜可以和氧气反应生成固体的氧化铜，且不消耗空气中其他气体，减少的气体的体积就是空气中氧气的体积。 硬质玻璃管(相同规格2支)、橡皮塞(带玻璃导管及不带玻璃导管各2个)、量简、酒精灯、铁架台(带铁夹)、气球、注射器、火柴、药匙、铜粉。 V1 V2 通过实验如图，实验前测得硬质玻璃管体积V1为 ml， 注射器体积V2为 ml，实验完毕后，在正常情况下消耗掉氧气约 ml，注射器活塞应该停在 ml处。 16 6 理论上计算 22 58 思考 1、根据设计的实验装置，密闭容器内的气体包括硬质玻璃管和注射器内的气体，如何测得硬质玻璃管内空气的体积？ 将硬质玻璃管注满水，塞上橡胶塞；然后打开橡胶塞，将水倒入量筒内，得到的水的体积就是具支试管内空气的体积。 思考 2、为什么加热时要不断地推拉注射器？ 是让装置内的氧气充分和铜反应，使氧气反应完全。 3.实验中的气球起何作用？ 缓冲玻璃管内因气体受热产生的压力，防止因压力过大而发生爆炸 目的： 3、实验结束，停止加热后为什么待装置冷却后读数？ 因刚停止加热时，装置内的气体仍然处于受热膨胀状态，此时注射器的读数是偏大的，会引起实验误差。 思考 原因： 疑点探究： 在铜粉测氧气含量的实验中，测得数据小于1/5，为什么？ ①装置气密性不好 ②铜粉量不足 ③未等装置冷却读数 ④反应时间不够 疑点探究： 在铜粉测氧气含量的实验中，测得数据大于1/5，为什么？ 1、气球内气体未全部排出 ①装置气密性不好 ②铜粉量不足 ③未等装置冷却读数 ④反应时间不够 ③冷却到室温读数。 ①装置气密性良好； ②铜粉足量； ④反应时间足够 那我们应如何保证实验的准确性？ ⑤ 气球内气体未完全排出 ⑤排出气球内的气体 红磷测定氧气的含量 实验原理： 红磷燃烧时耗尽空气中的氧气，使瓶内气体减少，压强降低，集气瓶内被消耗的氧气的体积就是进入集气瓶中水的体积。 实验装置及步骤： 在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份，用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面变化的情况。 实验现象： 1.发出黄色火焰，产生大量白烟， 2. 冷却后，打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积1/5.。 实验结论： 空气中氧气约占空气总体积的1/5 疑点探究1： 在红磷测氧气含量的实验中，测得数据小于1/5，为什么？ ①装置气密性不好 ②红磷量不足 ③未等装置冷却就打开止水夹 ④反应时间不够 疑点探究2： 在红磷测氧气含量的实验中，测得数据大于1/5，为什么？ 1、插入燃烧匙过慢 2、弹簧夹未夹紧 氮气不能燃烧也不能支持燃烧，氮气不易溶于水 该实验中余下的气体主要是氮气，它具有哪些性质呢？ 疑点探究3： ①装置气密性不好 ②红磷量不足 ③未等装置冷却就打开止水夹 ④反应时间不够 ③冷却到室温再打开止水夹 ①装置气密性良好； ②红磷足量； ④反应时间足够 那我们应如何保证实验的准确性？ ⑤ 插入燃烧匙过慢 ⑤快速插入燃烧匙 1.通过实验研究得出“空气是由氧气和氮气组成的”这一结论的科学家是 (　D　) A.普利斯特里 B.舍勒 C.道尔顿 D.拉瓦锡 2.某校兴趣小组用上图所示装置测量空气中氧气的体积分数，请回答下列有关问题。 (1)组装好图A所示仪器，打开弹簧夹，用双手捂住集气瓶， 观察到烧杯中 有气泡冒出 ，说明该装置气密性好。 (2)不能将燃烧匙中的红磷替换成木炭，理由是 木炭燃烧产生气体，装置内压强变化不明显 。 (3)待红磷熄灭装置冷却到室温，打开弹簧夹，观察到集气瓶内液面上升至标记 1 处，由此可知氧气约占空气总体积的1/5 (4)【对比思维】下列关于不在课堂使用拉瓦锡实验测量空气中气气的体积分数的解释，合理的是 ABD ，(填序号)。 A.拉瓦锡实验需要进行的时间太长 B.汞不能充分耗尽装置内氧气，且汞的价格高 C.汞蒸气有毒，不适合在课堂演示 D.拉瓦锡的实验装置较复杂 (5)【创新思维】研究人员用氧气浓度传感器测得足量红磷在密闭的集气瓶中燃烧时(图A)，装置内氧气浓度变化如图B所示，由图可知，即使红磷足量，集气瓶内也有约 8 %的氧气无法被消耗。 (6)现测得图A装置集气瓶内空气体积为50m。小组同学用激光笔在瓶外照射图A装置中的红磷，待红磷充分燃烧、装置冷却至室温后，打开弹簧来，则进入集气瓶内的水的体积约为 6.5mL，列式为 50ml×（21%-8%） 。 EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.2软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$