2.1 空气的组成 第1课时 空气的组成 课件-2025-2026学年九年级化学沪教版(2024)上册

第1节 空气的组成 沪教版·九年级化学 第 2 章 空气与水资源 第1课时 空气的组成 1 1. 能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分； 2. 能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物； 3. 能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。 学习目标 情境导入 我们周围存在一种“看不到摸不着”的物质——空气，它跟我们的生活联系密切，你能用一个简单的实验或实例来说明空气确实存在吗？ 新知探究 “捕获”空气实验 知识点1 一个敞口的无色透明容器（如集气瓶），经常被认为里面是“空的”，意指瓶中“没有东西”。 集气瓶中真的什么东西都没有吗？ 4 实验探究 利用下图所示的实验仪器，组装成图中所示的实验装置，请你利用该实验装置把一个集气瓶中的部分空气“捕获”到另一个集气瓶中。简要说明其原理 橡胶管 双孔塞 导管 分液漏斗 集气瓶 水槽 实验仪器 实验装置 5 实验过程 向分液漏斗中加水，然后打开分液漏斗的玻璃旋塞使集气瓶中的部分空气沿导管进入水槽中的集气瓶。 实验原理：空气的主要成分不溶于水。 方法导引 检查装置气密性的方法如图所示。用手握住试管时，导管口有气泡冒出；松开手后过一段时间，导管中会形成一段水柱，则说明装置的气密性良好。 原理：气体的热胀冷缩 为了成功地进行实验，首先应先检查装置的气密性，确保装置不漏气。 由上述实验可知，一个空瓶里是含有空气的，那么空气中氧气的体积分数是多少呢？ 你能通过实验来粗略测定空气中氧气的体积分数吗？ 空气中氧气的体积分数 知识点2 8 观察思考 1. 将集气瓶的容积划分为5等份并加以标记。 2. 将橡胶管上的止水夹夹紧，在燃烧匙内装入足量的红磷，在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。 实验步骤： 观察思考 3. 待火焰熄灭后，观察红磷是否有剩余。待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，观察实验现象。 实验步骤： 该实验的原理是什么？ 红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，因燃烧产物为固体，容器内的气压会减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。 实验原理 实验现象： 实验步骤 实验现象 现象分析 步骤2 步骤3 红磷逐渐熄灭，瓶内出现大量白烟。 红磷燃烧消耗氧气。氧气浓度逐渐减小，直至耗尽，生成五氧化二磷。 红磷有剩余，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，水平面上升约 燃烧消耗氧气，瓶内压强变小，打开止水夹，在大气压的作用下，水进入集气瓶占据氧气的体积。 【结论】氧气约占空气总体积的 实验结果： 【反应】磷＋氧气 五氧化二磷 点燃 P O2 P2O5 【思考讨论】 1. 已知空气中氧气的体积分数约为五分之一。观察到的实验结果是否接近这个数值？若相差较大，分析产生误差的原因。 实验测定氧气的体积偏小的可能原因有： ①红磷量不足，没有将氧气消耗完；②装置漏气；③装置未冷却到室温就打开弹簧夹。 【思考讨论】 1. 已知空气中氧气的体积分数约为五分之一。观察到的实验结果是否接近这个数值？若相差较大，分析产生误差的原因。 实验测定氧气的体积偏大的可能原因有： ①点燃的红磷插入瓶中后未立即塞上橡皮塞； ②实验前止水夹未夹紧。 【思考讨论】 2. 蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水。能否用蜡烛代替红磷进行相同实验，为什么？ 不能用蜡烛代替红磷进行实验，因为蜡烛燃烧后会生成二氧化碳气体，反应后装置内压强几乎不变，无法形成压强差。 【想一想】 集气瓶中的水上升到约 后，不能继续上升，说明剩余气体有什么性质？ 剩余气体约占空气总体的 ， 不支持红磷燃烧，且不溶于水。 主要是氮气 例1 如图所示装置可用于测定空气中氧气的体积分数，将集气瓶的容积划分为 5 等份并加以标记。下列说法中不正确的是（ ） A. 该实验证明氧气约占空气总体积的 B. 实验时红磷一定要足量 C. 红磷燃烧产生大量白雾，火焰熄灭后 立刻打开止水夹 D. 实验前一定要检查装置的气密性 C 混合物和纯净物 知识点3 混合物：由两种或两种以上物质混合而成，其中各成分保持原有的化学性质，如：空气、食盐水、蔗糖水等。 纯净物：只由一种物质组成，如：氧气、氮气、水等。 注意：绝对纯净的物质并不存在，当其中杂质成分的含量极少时，即可认为是纯净物。 例2 下列物质中，属于纯净物的是（ ） A. 新鲜空气 B. 矿泉水 C. 澄清的石灰水 D. 冰水共存物 由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等不同种物质组成，是混合物 矿泉水中有水和矿物质等多种物质，是混合物 冰和水是同一种物质，只是状态不同，所以是纯净物 澄清石灰水中有水和氢氧化钙，也是混合物 D √ × × × 拓展视野 空气成分的发现 【点击图片观看相关视频】 空气的成分 知识点4 科学家通过精确的实验，证明了空气是由多种气体组成的混合物。 23 空气成分示意图 氮气78% 氧气21% 其他成分1% （稀有气体0.94%，还有二氧化碳、其他气体和杂质） 氮气 氧气 其他成分 0.78 0.21 0.01 例3 在“天宫课堂”第。课中，水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边空气的成分和含量基本相同，下列关于“人造空气”的说法错误的是（ ） A.“人造空气”中含量最多的气体是氮气 B.“人造空气”中氧气的质量分数约为21% C.“人造空气”中氮气的体积分数比氧气的大 D.用红磷燃烧实验可测定“人造空气”中氧气的体积分数 B 体积分数 随堂练习 1. 判断下列物质中哪些是纯净物，哪些是混合物，把序号填在对应的横线上。 ①雨水 ②煤 ③生理盐水 ④氮气 ⑤牛奶 ⑥冰水 ⑦二氧化碳 ➇铁 ⑨洁净的空气 纯净物:____________________________________； 混合物:____________________________________。 【选自教材P42 练习与实践 第2题】 ①②③⑤⑨ ④⑥⑦⑧ 25 2.按照教材第38页图2-3做测定空气中氧气体积分数的实验时： （1）如果红磷的用量不同，所观察到的现象是否相同？将分析过程填写在下面的表格中。 红磷的用量 实验中可能出现的现象 解释 足量 不足 【选自教材P42 练习与实践 第3题】 红磷 的用量 实验中可能 出现的现象 解释 足量 不足 进入集气瓶中水的体积约等于集气瓶容积的 足量的红磷燃烧消耗掉集气瓶中的所有氧气，打开止水夹，在大气压的作用下，水进入集气瓶占据氧气的体积。 进入集气瓶中水的体积小于集气瓶容积的 红磷不足，燃烧时不能消耗掉集气瓶中所有的氧气，打开止水夹，水进入集气瓶，只占据消耗掉的氧气的体积。 2.做测定空气中氧气体积分数的实验时： （2）你还能设计怎样的实验装置来测定空气中氧气的体积分数？ 【选自教材P42 练习与实践 第3题】 方法一：测量进入容器内水的体积 2.做测定空气中氧气体积分数的实验时： （2）你还能设计怎样的实验装置来测定空气中氧气的体积分数。 【选自教材P42 练习与实践 第3题】 方法二：利用刻度测量密闭装置内气体体积的减少量 空气 的组成 实验探究：“捕获”空气 方法导引：检查装置的气密性 观察思考：空气中氧气体积分数的测定 混合物与纯净物 空气的成分 课堂小结 Lavf59.16.100 $$null检查装置气密性。夹紧弹簧夹。往集气瓶中加入少量水。做好标记。并将标记以上部分按体积分为五等份。点燃酒精灯。在燃烧池内装入足量红磷。用酒精灯将红磷点燃。立即伸入集气瓶中并塞紧橡皮塞。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。我们再近距离观察一次。可以看到，红磷燃烧时产生大量白烟，放出热量。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5分之1。在该实验中，红磷燃烧消耗了氧气，生成五氧化二磷固体，冷却后容器内气压小于外界大气压，打开弹簧夹，水会进入集气瓶，占据所消耗氧气的体积。由实验可知，空气中氧气约占空气总体积的5分之1。一、实验前要检查装置的气密性，防止瓶外空气进入集气瓶内，导致进入瓶中的水的体积减小，使测得的氧气的体积分数偏小。2、红磷要过量，防止红磷的量不足，不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应。使测得的氧气的体积分数偏小。3、红磷点燃后，要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子，防止瓶内气体受热膨胀从瓶口逸出，导致进水量增多，使测得的氧气的体积分数偏大。4、待红磷熄灭并冷却后，才能打开弹簧夹，防止瓶内的气体随温度升高而膨胀，导致进入瓶中的水体积减小，使测得的氧气的体积分数偏小。5、即气瓶内加少量水是为了防止燃烧物溅落炸裂瓶底，同时为了吸收产生的白烟。6、不能用木碳流铁代替红磷、木炭、硫燃烧后的生成物分别是二氧化碳、二氧化硫，气体会弥补所消耗氧气的体积，无法测定空气中氧气的含量。氧气的含量。铁丝在空气中不能燃烧，不能除去集气瓶内的氧气，无法测定空气中氧。