2.1 我们周围的空气(第1课时)导学案---2025-2026学年九年级化学人教版(2024)上册

该初中化学导学案围绕“我们周围的空气”展开，核心知识点包括空气的主要成分及体积分数、红磷测定氧气含量实验的原理与操作、纯净物和混合物的概念及判断。通过拉瓦锡实验的历史情境导入，结合知识预习引导学生课前初探实验原理与物质分类，搭建从经典探究到现代实验的学习支架。 本资料亮点在于以核心素养为导向，通过分析拉瓦锡实验与红磷实验培养学生的逻辑推理和分析归纳能力，强化“空气是混合物”的化学观念。试题练习涵盖基础辨析与实验拓展，助力学生灵活掌握混合物与纯净物概念，树立科学探究基于实证的态度，提升科学思维与科学态度。

第二单元·空气和氧气 课题1· 我们周围的空气(第1课时) 课标要求：明确教学方向标准 学习目标：规定学生达成结果 重难分析：剖析知识关键壁垒 知识预习：引导课前内容初探 试题练习：检验应用掌握程度 【课标要求】 · 能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别纯净物和混合物。 · 探究空气中氧气的含量。 【核心素养】 化学观念 · 形成 “空气是混合物，由氮气、氧气等多种物质组成” 的物质组成观念； · 理解化学变化中元素种类不变，如拉瓦锡实验中汞与氧气反应生成氧化汞，后续又分解出汞和氧气，体现元素守恒 。 科学思维 · 通过分析拉瓦锡实验、红磷测氧气体积分数实验的原理和过程，培养逻辑推理、分析归纳能力 · 能从混合物、纯净物的概念出发，区分空气及其中各成分所属类别，发展分类思维 。 科学态度与责任 · 体会拉瓦锡等科学家严谨探究的精神，树立科学探究要基于实证的态度。 【重难分析】 重点： · 掌握空气的主要成分及体积分数 · 理解红磷测定空气中氧气含量实验的原理、操作和结论 · 区分混合物与纯净物概念并能准确判断 难点： · 红磷测定氧气含量实验的原理理解 · 混合物与纯净物概念在实际情境中的灵活辨析 【知识预习】 1.拉瓦锡实验 二百多年前，法国化学家__________用__________消耗了装置内__________的方法测出了空气中氧气体积分数，得出结论：空气由__________和__________组成。 2.空气中各成分的含量 氮气（N2）__________；氧气（O2）__________；稀有气体__________；二氧化碳（CO2）__________；其它气体和杂质__________。 3.实验室测定空气中氧气含量 仿照拉瓦锡实验的原理，我们可以探究空气中氧气的含量。例如，__________（化学符号P）与空气中的__________反应，生成一种叫作___________（化学符号 P2O5）的新物质，这一反应可以用文字表示：_____________________________。在集气瓶内加入__________，将水面上方空间分为__________等份，并做好标记。用__________夹紧乳胶管。在燃烧匙内放入__________的红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后__________伸入瓶中，并塞紧橡胶塞。待红磷熄灭并冷却至__________，打开弹簧夹，可以观察到烧杯中的水被__________，瓶内液面__________。 4.物质的分类 (1)混合物：由____________________的物质混合而成的物质，如__________、海水，河水，____________________等。 (2)纯净物：只由__________物质组成的物质，如__________、氮气、二氧化碳及上面实验中使用的红磷(_____)和生成的五氧化二磷(_______)等。 【试题练习】 1.最早用定量的方法研究了空气成分的科学家是( ) A.拉瓦锡 B.张青莲 C.道尔顿 D.门捷列夫 2.通过燃烧的方法测定空气中氧气的含量，下列物质可以选用的是( ) A.铁丝 B.蜡烛 C.白磷 D.木炭 3.“天宫课堂”中，航天员在水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中体积分数最大的是( ) A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳 4.下列物质中属于纯净物的是( ) A.水泥砂浆 B.液态氮 C.汽水 D.洁净的空气 5.利用如图所示装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是( ) A.实验前需检查装置气密性 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 6.科学家通过“祝融号”火星车探测器测得火星表面大气成分（体积分数）如图所示，下列说法正确的是( ) A.火星大气中氮气的含量最高 B.火星大气中二氧化碳的含量高于空气 C.火星大气不含稀有气体 D.火星大气属于纯净物 7.在课本测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩余的气体主要是氮气，体积约为集气瓶空气体积的。下列结论与此实验事实无关的是( ) A.氮气不支持燃烧 B.氮气和氧气的体积比约为4:1 C.空气氮气不易溶于水中 D.氮气在空气中的质量分数是78% 8.下图是利用压力传感器测定空气中氧气含量的装置及压强变化曲线。 （1）红磷燃烧的文字表达式为______________________________。 （2）分析图2，CD段压强发生变化的原因：____________________，____________________。 9.小勇同学改进课本里测定空气中氧气含量的实验装置，用下图装置来测定空气中氧气含量，请回答下列问题： （1）检查装置气密性的方法：____________________________________________________________________________________________________。 （2）如果实验前弹簧夹关闭，试管容积为45 mL，针筒内密封空气体积为20 mL，则待完全反应后，冷却到室温，打开弹簧夹，针筒读数为_______mL。 （3）如果实验前弹簧夹打开，待完全反应后，冷却到室温，针筒读数为______mL。 10.二百多年前，法国科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，用铜粉、红磷等物质进行实验，其原理都是采用化学方法从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。（已知铜在加热的条件下能与空气中的氧气反应生成氧化铜） 【实验】加热铜粉测定空气中氧气含量 小强用如图所示的装置来测量空气中氧气的含量。已知硬质玻璃管的容积为40 mL，反应前在注射器中留有20 mL空气，给装有铜粉的硬质玻璃管加热，同时缓慢推拉注射器活塞，至玻璃管内的铜粉在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。 （1）在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是__________________________________，气球的作用是_________________________________________。 （2）该反应的文字表达式为_________________________________。 （3）小强测得实验结果如下表： 反应前注射器内气体总体积 硬质玻璃管的容积 反应后注射器内气体总体积 20 mL 40 mL 11 mL 由此数据可以计算出他测定的空气中氧气的体积分数为__________。 （4）造成该实验出现误差的原因可能是__________（填序号）。 ①没有推拉注射器活塞 ②读数时没有冷却至室温 ③加入铜粉量太少 ④反应后没有将气球中气体挤出就读数 答案以及解析 【知识预习】 1.答案：拉瓦锡；汞；氧气；氧气；氮气 2.答案：78%；21%；0.94%；0.03%；0.03% 3.答案：红磷；氧气；五氧化二磷；；少量水；5；弹簧夹；足量；立即；室温；吸入集气瓶；上升 4.答案：(1)两种或两种以上；空气；纯净的空气 (2)一种；氧气；P；P2O5 【试题练习】 1.答案：A 解析：最早用定量的方法研究了空气成分的科学家是拉瓦锡，故选：A。 2.答案：C 解析：A、铁丝在空气中不能燃烧，无法消耗空气中的氧气，不能用于测定空气中氧气含量，所以A选项错误；B、蜡烛燃烧生成二氧化碳气体和水，虽然消耗了氧气，但生成的二氧化碳气体会占据氧气的空间，导致装置内压强变化不明显，不能准确测定氧气含量，所以B选项错误；C、白磷在空气中能燃烧，且燃烧产物是五氧化二磷固体，消耗氧气后，装置内压强减小，通过进入水的体积能准确测定空气中氧气的含量，所以C选项正确；D、木炭燃烧生成二氧化碳气体，消耗氧气同时生成新气体，装置内压强变化不大，无法准确测定氧气含量，所以D选项错误。故选：C。 3.答案：A 解析：“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，而空气中，氮气大约占空气体积的78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、其他气体大约占0.03%。 4.答案：B 解析：水泥砂浆中含有水和沙子等物质，属于混合物；液态氮由一种物质组成，属于纯净物：汽水中含有碳酸、水等物质，属于混合物；洁净的空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物。 5.答案：D 解析：装置漏气会导致实验测定不准确，故实验前要检查装置气密性；白磷燃烧会消耗试管中的氧气，以便测量空气中氧气的含量；白磷熄灭说明氧气已全部消耗完，若试管未冷却就打开止水夹，试管中温度过高会导致从量筒中进入试管的水的体积小于消耗的氧气的体积，且容易导致试管炸裂；氧气约占空气体积的，故130 mL空气中氧气的含量为26 mL，则最终量筒中液面约降至24 mL刻度线处。 6.答案：B 解析：由图示可知，火星大气中二氧化碳的含量最高；火星大气中二氧化碳的体积分数为95.3%，空气中二氧化碳的体积分数约为0.03%，火星大气中二氧化碳的含量高于空气；火星大气中含有氩气，氩气属于稀有气体；火星大气中含有二氧化碳、氮气等多种物质，属于混合物。 7.答案：D 解析：A、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，说明氮气不支持燃烧，故结论与此实验事实有关，故A不符合题意；B、氮气体积约为集气瓶空气体积的，氧气体积约为集气瓶空气体积的，从而得出空气中氮气和氧气的体积比约为4:1，故结论与此实验事实有关，故B不符合题意；C、集气瓶内剩余的气体主要是氮气，说明氮气不溶于水，故结论与此实验事实有关，故C不符合题意；D、氮气在空气中的体积分数约是78%，无法得出氮气在空气中的质量分数，故D符合题意。故选D。 8.答案：（1）红磷+氧气五氧化二磷 （2）氧气消耗；温度降低 解析：（2）红磷燃烧消耗氧气放热，反应完全后温度会慢慢降低，导致气压降低，故图2中CD段压强发生变化的原因是氧气消耗、温度降低。 9.答案：（1）先将弹簧夹打开，再将注射器活塞拉开一段距离，放手后活塞又回到原来位置，说明气密性好；反之说明装置漏气 （2）11 （3）7 解析：（2）实验前弹簧夹关闭，则消耗的氧气体积为45 mL=9 mL，则针筒内读数为20 mL-9 mL=11 mL。 （3）实验前弹簧夹打开，则消耗的氧气体积为（45 mL+20 mL）=13 mL，则针筒读数为20 mL-13 mL=7 mL。 10.答案：（1）增强空气流动，使氧气充分反应；平衡装置内外压强，防止橡胶塞飞出 （2）铜+氧气氧化铜 （3）15% （4）①②③④ 解析：（3）由表中数据可以计算出他测定的空气中氧气的体积分数为； （4）造成该实验出现误差的原因可能是没有推拉注射器活塞（导致氧气不能完全反应）、读数时没有冷却至室温（导致读数不准确）、加入铜粉量太少（导致氧气不能完全反应）、反应后没有将气球中气体挤出就读数（导致读数不准确）。 学科网（北京）股份有限公司 $$