4.1空气的组成课件---2024--2025学年八年级化学鲁教版（五四学制）(2024)全一册

第四单元 我们周围的空气 第一节 空气的组成 （2024鲁教版）八年级 上 学习目标 定量认识空气的组成 01 02 空气是一种重要的资源 03 关注空气质量 在这个世界上，对于大多数生命体而言，最为重要的就是空气了。虽然妳看不见，摸不着，但你时时都会接触到空气，一刻也离不开空气。你知道空气的成分是什么吗？你关注空气质量吗？空气中的氧 气除了供给呼吸外，还有哪些用途？怎样获得氧气？ 我们每时每刻都要吸入空气，空气成分的微小变化甚至会对人类的生存产生巨大的影响。你知道空气是由哪些成分组成的吗？你关注每天的空气质量报告吗？你对你所在地区的空气质量满意吗？ 一、定量认识空气的组成 在地球历史上，空气的成分曾经几度发生巨大变化，现在的空气约形成于3.5亿年前。长期以来，人们一直认为空气是一种单一成分的物质，后来通过科学研究才逐渐认识到空气组成的复杂性。现在我们知道，干燥洁净的空气主要是由氮气（N 2）、氧气（O 2）和稀有气体（主要为氩气，另外还有氦气、氖气等）组成的，另外还含有少量的二氧化碳（CO 2）和极少量的其他气体。 在小学科学课程中，我们已经知道空气中约含1/5体积的氧气。你知道怎样通过实验测定空气中氧气的含量吗？ 科学史话 空气成分的测定 拉瓦锡将银白色的液态汞(Hg)放在密闭的容器里连续加热12天，发现一部分汞变成红色粉末，同时容善里空气的体积差不多减少了约16%。他又研究了剩余的那部分空气。发现这部分空气既不能供给呼吸,也不能支持燃烧，他认为这部分气体都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。 拉瓦锡又把汞表面生成的红色粉寒收集起来，放在一个较小的容器里再加热，又得到了汞和氧气，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下的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。这样、拉瓦锡首次测定出了空气中氧气和氮气的大致合量。 拉瓦锡测定空气成分的实验 1.拉瓦锡测定空气或分的实验为什么选择在密用容器中进行? 2.加热条件下，汞与氧气化合生成氧化录。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? 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，在不引人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。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? 测定空气中氧气的含量 仪 器 用 品 ： 铜 粉 、 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）、量筒、酒精灯、铁架台（带铁夹）、气球、注射器。 实验步骤： 1. 将一支硬质玻璃管注满水（两端用橡皮塞封住）。然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。 2. 如图所示：在另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，其中一端用气球密封。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。 3. 用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。 4. 停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。 在科学研究和社会生产、生活中，为了研究物质的某些性质或优化物质的某些性能，经常采用化学方法实现物质之间的转化。上述实验，就是依据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铜，从而达到测定空气中氧气含量的目的。 二、空气是一种重要的资源 空气不仅是生命赖以存在的物质基础，还是人类生产活动的重要资源，空气中的各种成分具有广泛的用途。 在工业上，通过降温加压使空气液化，然后加热液态空气，利用空气中氧气、氮气、稀有气体的沸点不同，使它们在不同温度下分别汽化，逐一从空气中分离出来。 氧气能供给生物呼吸，支持燃料燃烧，还能用于钢铁冶炼和金属焊接等。 氮气是工业上生产硝酸和氮肥（如碳酸氢铵、尿素等）的重要原料；食品包装袋中充入氮气可延长食品的保质期；液态氮气是很好的制冷剂，可用于冷藏血液等。 稀有气体（包括氦、氖、氩、氪、氙、氡）在通常条件下几乎不与任何物质发生化学反应，在通电时可以发出各种不同颜色的光，可用作工业生产和科学实验中的保护气，也可被填充在灯管中，用于制造多种用途的电光源。 稀有气体的发现 空气中存在稀有气体这一发现是由英国科学家瑞利和拉姆齐共同完成的。在此之前，人们普遍认为空气中除了少量的水蒸气和二氧化碳之外，其余的就是氧气和氮气了。1892年，物理学家瑞利利用灵敏度达0.0001g的天 平，在经过长达10年的气体密度测量工作之后，发现从空气中分离得到的氮气密度（1.2572 g/L）与分解含氮物质得到的氮气密度（1.2508 g/L）之间总是有微小的差异。瑞利没有放过这一微小的差异，他与化学家拉姆齐合作，先是仔细去除空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气和氮气，然后利用分光镜观察剩余气体的光谱线，终于发现在空气中还存在着氩气。在以后的几年里，拉姆齐又通过分离液态空气和光谱法陆续发现了氪、氖、氦、氙。稀有气体是从气体密度测量结果里的微小差异中发现的，因此被称为“第三位小数的胜利”，这也是科学工作高度精确性的胜利。1904年，瑞利和拉姆齐因为在稀有气体发现中的杰出贡献分别荣获诺贝尔物理学奖和化学奖。 三、关注空气质量 通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。但随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地排放，使空气中有害气体和烟尘的含量不断升高，导致空气质量下降。空气质 量状况随时间和地点的不同而有所不同。 目前，有关部门通过各种媒体向社会发布空气质量报告，以使民众及时了解当地和全国各主要城市的空气质量状况。 实验目的：不同气体样本中二氧化碳含量存在差异 实验操作：采集操场上田野、教室内样品和人呼出的气体，利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质比较石灰水的浑浊情况。 实验现象：___________________________________。 实验结论：___________________________________。 实验反思：___________________________________。 空气质量报告。表中的空气污染指数（API）是 将几种空气污染物的含量按一定的方法处理，变成0〜500之间的数字。目前计入空气污染指数的有害气体和烟尘主要包括：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。其中，可吸入颗粒物又称PM10，指直径不超过10 μm、可以进入人体呼吸系统的颗粒物。直径不超过2.5 μm的可吸入颗粒物（即PM2.5）富含大量有毒、有害物质且在大气中的停留时间长，被吸入人体后可直接进入支气管，因而对人体健康影响更大。我国一些城市已将PM2.5纳入常规空气质量监测体系。 思考： 1. 空气质量报告的主要内容是什么？ 2. 空气污染指数与空气质量之间存在 什么关系？ 空气不仅是我们赖以生存的物质基础，也是工农业生产的重要资源，让我们为保护环境、提高空气质量行动起来吧！ 总结 定量认识空气的组成 01 02 空气是一种重要的资源 03 关注空气质量 第四单元 我们周围的空气 第一节 空气的组成 （2024鲁教版）八年级 上 Lavf60.4.100 $$