内容正文:
第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
(第1课时)
学习目标
1、能说出空气的主要成分以及氧气、氮气的体积分数;
2、能对探究空气中氧气的含量实验现象进行分析和解释并得出氧气约占空气体积的1/5的结论.
第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
(第1课时)
人和动植物的生存生长都离不开空气。
空气有哪些物质组成呢?生活中哪些现象和事实可以证明你的观点?
空气中含有水:夏天从冰箱里拿出饮料,片刻后,瓶外壁就会有水珠
空气是由什么组成的?
空气中含二氧化碳:植物的光合作用
空气中有氧气:呼吸作用
今天我们一起来探究最常见的物质-空气!
1774年法国化学家拉瓦锡第一次用实验证明了空气中有氧气和氮气。
19世纪末英国物理学家瑞利发现了稀有气体氩气,之后各个稀有气体陆续被发现。
空气的发展史
18世纪70年代,瑞典科学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别制得了氧气,但他们并没有意识到自己发现了氧气。
空气成分的探究
最初人们以为空气是一种单一的物质。
历史上探究空气的组成
接下来,就让我们先简单的了解下空气的发现史。
科学家用不同的方法证明了空气的组成成分,那么在今天实验室中我们是如何验证空气的组成呢?
加热
氧化汞 汞 + 氧气
实验现象:红色粉末又变成了银白色物质,得到的气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。
汞 + 氧气 氧化汞
Hg O2 HgO
液体 气体 固体
加热
拉瓦锡对空气成分的测定
实验现象:部分银白色的液态汞变成红色粉末,容器里空气的体积约减少了1/5。
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。
拉瓦锡对空气成分的测定
HgO Hg O2
拉瓦锡实验测定原理:
在密闭容器里氧气跟汞反应,生成氧化汞固体,容器内气体体积(氧气)减少,导致压强减小,在大气压强作用下,汞槽内液体压入钟罩,使其液面上升。通过钟罩内吸入的液体体积的变化来判断气体体积的变化,即反应后密闭容器中气体体积减少了多少就是消耗了多少体积的氧气
思考:为什么钟罩液面会上升呢?
我们探究空气中氧气含量的实验
实验原理
利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器内压强减小,在大气压的作用下,水进入容器,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积
实验装置
①仪器:
集气瓶
橡胶塞
导气管
乳胶管
弹簧夹
烧杯
②药品:红磷、水
酒精灯及火柴
燃烧匙
密闭体系
实验与探究
实验步骤
①连接装置并检查装置的气密性;
②在集气瓶内装入少量的水,再
剩余的容积分成五等份,并用橡皮筋做
上记号;
③用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃燃烧匙
内的红磷,立即伸入瓶中,并把塞子塞紧;
④燃烧结束并冷却至室温后,打开弹簧夹。
红磷
空气中氧气含量的测定
【实验现象】①红磷燃烧,发出黄色火焰,有大量白烟生成,放出热量;②冷却后,打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶,进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
红磷+氧气 五氧化二磷
点燃
P
O2
P2O5
【实验结论】氧气约占空气总体积的1/5。
实验分析:反应的文字表达式为
白烟是五氧化二磷固体微粒
暗红色固体 无色气体 白色固体
符号表达式为 P + O2 点燃 P2O5
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第二级
第三级
第四级
第五级
1、为什么要在集气瓶里放少量的水?
①吸收生成的有毒的白烟
②吸收热量有助于冷却集气瓶。
2、为什么点燃的红磷要立即伸入集气瓶中?
防止白烟污染空气。
讨论:
3、水为什么会进入集气瓶?
红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气且生成物没有气体,使集气瓶内压强小于外界大气压,水被压入集气瓶。
4、能不能用蜡烛代替红磷?
不能,蜡烛燃烧虽然消耗了氧气但又生成了气体,不能使瓶内气压减小。
5、在实际操作中水面上升的体积会明显小于集气瓶总体积1/5 , (即集气瓶中气体减少的体积会小于1/5 ),试分析可能的原因。
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有部分水留在导管中未进入集气瓶。
6、在实验中,进入集气瓶内的水的体积常有没有可能大于集气瓶
容积的1/5,如果有,可能是什么原因呢?
①点燃红磷后没有及时放入集气瓶中并塞紧瓶塞,空气因受热膨胀而从瓶口逸出 。
②弹簧夹没有夹紧,空气逸出
7、本实验成功的关键?
装置不能漏气,要密封。
点燃红磷后要立即伸入集气瓶中,并塞紧塞子
④要冷却到室温后再打开弹簧夹。
⑤导管内先注满水。
红磷要过量
(使瓶内的氧气完全耗尽)
④实验误差分析:填写下列因素对氧气含量结果的影响(填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
因素 对结果的影响
红磷的量不足,集气瓶中的氧气不能耗尽
装置漏气,红磷熄灭后装置外的空气进入集气瓶中
装置未冷却至室温就打开弹簧夹,集气瓶中的气体处于受热膨胀状态
弹簧夹未夹紧乳胶管,红磷燃烧时装置内气体受热膨胀沿导管逸出
点燃红磷后燃烧匙伸入集气瓶过慢,装置内气体受热膨胀从瓶口逸出
偏小
偏小
偏小
偏大
偏大
偏小
偏小
偏小
偏大
偏大
在19世纪末以前,人们深信空气中仅有氧气和氮气,后来英国物理学家瑞利与英国化学家拉姆赛合作,经过两年多精确的实验研究和推理分析,终于发现在空气中还存在着一类性质极不活泼的气体—— 。
稀有气体(氦、氖、氩、氪等)
目前人们已能用实验精确地测定空气的成分
稀有气体包括:氦,氖,氩,氪,氙,氡
He Ne Ar
空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其它气体和杂质
体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
氮气(78%)
氧气(21%)
稀有气体(0.94%)
二氧化碳(0.03%)
其他气体杂质(0.03%)
知识点一 空气的组成
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:氧气约占空气体积的1/5
二、空气的成分
按体积分数计算,大约是:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其它气体和
杂质0.03%。
点燃
小结:
下列两组物质组成上各有什么共同特点?
第一组:空气、食盐水、糖水、汽水,海水 、酱油
第二组:氧气、氮气、二氧化碳、红磷、氧化汞、
五氧化二磷
由两种或两种以上的物质组成
只由一种的物质组成
空气
1
食盐水
2
糖水
3
汽水
4
像空气这样由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物
组成混合物的各种成分保持着各自的性质
只由一种物质组成的物质,叫做纯净物。
氧气O2
1
氮气N2
2
二氧化碳CO2
3
红磷
P
4
海水
5
氧化汞HgO
5
知识点二 混合物和纯净物
五氧化二磷P2O5
6
酱油
6
思考:混合物与纯净物分类依据是什么?
物质的
种类
混合物与纯净物
混合物 纯净物
组成
表示方法
性质
举例 空气、海水、糖水 氧气(O2)、二氧化碳(CO2)
联系
注意:不能与物质的名称混淆。如 二氧化碳是一种物质的名称,属于纯净物,其中“氧”和“碳”是组成它的“成分”,即“元素”。
由多种物质组成,组成不固定
由一种物质组成,组成固定
无固定符号
专门符号,如氮气(N2)
无固定的物理性质,各物质保持着自己的化学性质
有固定的物理性质,化学性质
混合物分离产生纯净物,纯净物混合为混合物
练习
1、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
B
3、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
2、在100升空气里氮气的体积大约是( )
A 78升 B 78% C 21升 D 21%
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
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6、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,发现进入集气瓶的水超过集气瓶容积的1/5。造
成这一现象的原因可能是(可以多选( )
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、红磷点燃后未立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞
A、D
7、下列事实说明空气中含有哪些成分?
(1)澄清的石灰水在空气中变浑浊_________
(2)小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间___________
(3)饼干放置在空气中一段时间会潮湿_________
二氧化碳
氧气
水蒸气
判断下列物质哪些是纯净物哪些是混合物?依据是?
(1)清澈的河水(2) 氢气(3)澄清的石灰水
(4)液态氧气(液氧)(5)清新的空气
(6)蒸馏水(7)铁丝(8)冰水共存物
(9)四氧化三铁 (10)二氧化硫
(2) (4) (6) (7) (8) (9)(10)
纯净物有:
混合物有:
(1) (3) (5)
练习
$$