2.1 我们周围的空气（课时1）课件-2025-2026学年九年级化学上学期同步教学课件人教版（2024）

但是小瘦子自己在做的时候，测出来的结果不是大就是小，都是怎么回事呢？如果忘记检查装置气密性了，这里漏气，在红磷熄灭之后，等待装置冷却的过程中，空气就从这里进去了，所以进来的水偏少。如果弹簧夹没夹紧，燃烧的时候放热，大量的气体从这里跑出去了。如果橡胶塞儿塞得过慢，就会有气体受热从这里跑出去，冷却之后回来的水的体积就多了。如果红磷装的不够，燃烧结束之后瓶里还有氧气，那么进来的水也就少了。如果太过着急，红磷熄灭之后，还没冷却到室温，就把弹簧夹打开，这时候温度还比较高，瓶里面压强还比较大，所以吸进的水就偏少了。说了这么多，总结一下，测定空气中氧气的含量，利用这个反应，用这个装置，这是一些可能的误差。结论是氧气约占空气体积的5分之1，你学会了吗？ 课题一 我们周围的空气 【第二单元 空气和氧气】 人教版-化学-九年级上册 课时1 空气的组成 学 习 目 标 1.初步学习分析科学家研究空气的实验，并通过仿照实验探究空气中氧气的含量。 2.了解空气的组成及各成分的含量。 3.初步认识物质的分类，能区分一些常见的纯净物和混合物。 思考：看不见，摸不着，离了它，活不了。 它是什么？你能证明它的存在吗？ 窗帘飘动 风吹动树叶 气球打气 思考：你知道空气的组成吗？这节课我们一起来探究。 空气 新课引入 1772年 浊气(氮气) 卢瑟福 普利斯特里 1774年 脱燃素空气(氧气) 舍勒 火气(氧气) 1773年 拉瓦锡 1777年 氧气、氮气 拉瓦锡摆脱了传统的燃素说的束缚，用定量方法测定了空气的组成。 科学史话 目标一、拉瓦锡对空气成分的测定 实验步骤1 把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。 实验现象 一部分的液态汞变成了红色粉末； 同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。 实验原理 汞 + 氧气 加热 氧化汞 zeng 、 目标一 实验步骤2 把汞表面上所生成的红色粉末收集起来， 放在另一个较小的容器里再加强热。 实验现象 红色粉末又生成了银白色物质和 能使带火星木条复燃的气体。 实验原理 氧化汞 汞 + 氧气 加热 实验结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。 目标一 1.曲颈甑中的汞和汞槽中的汞分别起什么作用？ 2.为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升？ 3.什么现象能说明空气中氧气的含量？ ①消耗氧气； ②形成密闭体系，占据被消耗的氧气体积。 密闭体系内压强减小。 容器汞上升的体积。 汞 + 氧气 氧化汞 加热 目标一、反思交流 5.为什么拉瓦锡选择汞来做实验？ （从反应原理的角度思考） 汞 + 氧气 氧化汞 加热 4.如果曲颈甑中的汞很少，氧气将无法完全消耗，容易导致什么后果？ 测得的氧气含量偏低 6.（开放性问题）拉瓦锡实验有什么缺点？ ①汞有毒 ②耗时长 ③操作复杂 5.为什么拉瓦锡选择汞来做实验？ （从反应原理的角度思考） ①只与空气中的氧气反应； ②产物为固体，不占据气体体积。 目标一、反思交流 1. （2023•重庆节选）如图是拉瓦锡测定空气成分的实验。他将汞放在密闭容器里连续加热12天，得到红色粉末（HgO）。他又把红色粉末放在另外容器里加强热，最终得出了空气成分的结论。 连续加热12天的目的是 　 　　 　　 　　 　　 　，剩余气体约占原气体总体积的 　 　　 　　 　　。 使汞和氧气充分反应 五分之四 检测目标一 红磷 + 氧气 五氧化二磷 P O2 P2O5 点燃 白色固体， 易溶于水 暗红色固体 实验原理： 目标二、仿照实验—探究空气中氧气的含量 要点：密闭装置； 气密性良好 弹簧夹 燃烧匙 烧杯 集气瓶 导管 实验装置： 目标二 实验步骤： ①连接仪器，检查装置气密性； ②在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份； ⑥待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。 ⑤点燃红磷，立即伸入瓶中，塞紧橡胶塞； ③用弹簧夹夹紧乳胶管； ④在燃烧匙内放入足量的红磷； 目标二 实验现象： 实验结论： ①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟； ②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶中的水面上升，约占瓶内空间的1/5。 氧气约占空气体积的1/5。 红磷燃烧后生成的“大量白烟”可以说“大量白雾”吗？ 知识拓展 不能，烟是固体微粒；雾是小液滴。 目标二 误差分析： 1.集气瓶中水面上升体积小于1/5 2.集气瓶中水面上升体积大于1/5 （1）红磷量不足 （2）装置漏气 （3）未冷却至室温就打开止水夹 （1）弹簧夹没有夹紧乳胶管，导致气体受热膨胀从导管口逸出 （2）燃烧匙伸入过慢或未立即塞紧橡胶塞， 导致气体受热膨胀从集气瓶口逸出 目标二 反思交流： （1）为什么要在集气瓶底放少量水？ 提示： ①吸热降温； ②吸收P2O5，防止空气污染； ③防止高温物质溅落炸裂瓶底。 ❓ 红磷 + 氧气 五氧化二磷 P O2 P2O5 点燃 白色固体，易溶于水，有毒 目标二 氮气 氧气 打开弹簧夹 （2）剩余气体（主要是氮气）有哪些性质？ 无色无味的气体，不溶于水； 不能供给呼吸，不燃烧不能支持燃烧。 反思交流： 目标二 （3）能否用木炭或蜡烛代替红磷？ 不能。 因为木炭燃烧产生二氧化碳，使瓶内气压基本不变。 反思交流： （铜丝只与空气中的氧气反应且生成物为固态） 目标二 装置改进： 优点： 1.在装置内引燃红磷，减少实验误差。 2.在密闭容器中进行，防止五氧化二磷污染空气。 ①改进点燃方式 ②改进测量方式 目标二 数字化实验： 如图是利用氧气浓度或压强传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的情况 目标二 1.如图是测定空气中氧气含量的实验装置。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是（　　） A．O2、P2O5 B．P、P2O5 C．O2、P D．N2、P2O5 A 检测目标二 2.如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是（　　） A．实验前一定要检验装置的气密性 B．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹 C．实验中红磷使用量要足够，确保氧气被消耗完 D．该实验说明空气中氧气的体积大约占 B 检测目标二 阅读教材P31，将下图中的数据或物质补充完整。 ？ ？ ？ ？ 78% 氧气 稀有气体 0.03% 氦、氖、氩、氪、氙、氡等惰性气体 易错提醒： 体积分数不是质量分数 目标三、空气的成分 目标三 A 1.如图表示空气的组成(体积分数)，气体X为（ ） A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 检测目标三 混合物不能用化学符号来表示，如空气、矿泉水、稀有气体等。 1. 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。 纯净物可以用化学符号来表示，如氮气可以用N2来表示；氧气、二氧化碳可分别表示为O2、CO2等。红磷(P)和五氧化二磷(P2O5)也是纯净物。 2. 纯净物：只由一种物质组成的物质。 混合物 纯净物 分离、提纯 混合 联系 目标四、物质的分类 1.带“混合”字样的不一定是混合物，如：冰水混合物（纯净物）； 2.带“纯净”字样的不一定为纯净物，如：纯净的空气（混合物）。 3.纯净物是相对的，不是绝对的，也就是说绝对纯净的物质是没有的。 易错提醒 目标四 判断下列常见的物质中，哪些属于 ？哪些属于 ？ 纯净物 混合物 干净的空气 冰水共存物 蒸馏水 液氧 稀有气体 二氧化碳 河水 澄清石灰水 五氧化二磷 注意：混合物无固定的物理性质，各成分保持各自的化学性质。而纯净物有固定的物理性质和化学性质，可以用化学符号表示。 实验室制的蒸馏水纯度非常高，可以理解为纯净物。 冰水混合物、蒸馏水、水、纯水都是纯净物。 检测目标四 空气的组成 空气的成分 （体积分数） 物质的分类 空气中氧气含量的测定 原理 现象 结论 氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03% 纯净物 混合物 只由一种物质组成 由多种物质组成 知识小结 1.下列科学家中，得出空气由氧气和氮气组成的是（ ） A.张青莲 B.拉瓦锡 C.门捷列夫 D.波义耳 B 2.按如图装置进行实验，下列现象能证明空气中氧气含量的是（ ） A.集气瓶中红磷燃烧，产生大量白烟 B.红磷燃烧一段时间后熄灭 C.冷却到室温，打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶 D .集气瓶中水面最终上升至1处 D 课后练习 3.空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是( ) A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.水蒸气 B 4.“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于医疗、航天等。氧气含量如下的四种气体（假设气体为氧气和氮气的混合气）可用作“富氧空气”的是（ ） A．5% B．18 C．21% D．45% D 课后练习 6.下列各组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是（ ） A．氮气、氧气 B．冰水共存物、四氧化三铁 C．食醋、自来水 D．澄清的石灰水、五氧化二磷 D 5.下列物质中，属于混合物的是( ) A.冰 B.液态氧 C.五氧化二磷 D.蜡烛燃烧后的产物 D 课后练习 7.现有下列物质： ①氧气、②人体呼出的气体、③液氮、 ④空气中的稀有气体、⑤二氧化碳、⑥洁净的空气， 其中属于纯净物的是 (填序号)； 请从①~⑥中 选出一种混合物并说明其中的成分： 。 ①③⑤ 课后练习 Lavf58.20.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.12(fixed_gap:False) Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $清洗空气你能想到什么呢？反正我是啥都没想到。不过要是没了空气，什么东西都点不着，植物不能进行光合作用，还有我们会死的，真是太恐怖了。那么空气里到底都有些什么呢？18世纪有一位化学家经过了一系列疯狂的实验，终于弄明白空气里都有些啥了。他就是拉瓦西拉同学。找了一个弯曲的瓶子，封口的一端装有水银，并用炉子不断烘烤，开口的另一端则通过水银槽与装有空气的玻璃罩相通，发现随着时间的推移，银白色的水银逐渐变成红色固体，而且越来越多。当红色部分不再增加时，拉瓦锡惊讶的发现玻璃罩中的空气减少了大约5分之1。随后拉同学痴情的用红色固体继续加热，结果最后红色固体居然分解了并重新释放出气体，正好与原先失去的气体相等。拉瓦锡对空气中这5分之1的气体进行研究，发现它可以供给呼吸，帮助燃烧，于是将其命名为氧气。而剩下的5分之4的气体既不能供给呼吸，也不能帮助燃烧，于是将其称之为氮气。现在我们就来解释刚才发生的事情了。原来水银在加热的条件下会与氧气反应并产生红色固体氧化铜，但是如果继续对氧化汞加热，它就会重新变回水银和氧气，释放的气体和之前消耗的一样多，页面当然就能又回到原处了。拉瓦锡实验持续长达20天，因此也被称为20天实验，是化学史上最著名的实验之一。而疯狂的拉瓦锡本人也被誉为近代化学之父。所以，同学们疯狂起来吧。 的氧气含量。接下来我们从三个部分为大家呈现。第一部分实验器材及实验环境搭建。第二部分实验步骤操作。第三部分实验注意事项。在开始实验前，我们先了解一下本次实验的目的，本次实验的目的是测定空气里的氧气含量。第一部分，实验器材及实验环境的搭建。本次实验用到的实验器材有ipad智能数字实验盘、压强传感器、溶解氧气中氧一体传感器、空气中氧气含量测定实验器、高压电源止水夹。本次实验用到的试剂有红菱、蒸馏水，接下来我们开始搭建实验环境。第一步，将集气瓶和烧杯利用魔术贴固定在底板上。第二步，在烧杯中加入适量水，在集气瓶中加入少量水，可用签字笔在集气瓶瓶身做标记，将水面上方空间分为五等份。第三步，先将橡胶导管一端连在橡皮塞对应接口上，然后在燃烧时中加入适量红磷。塞紧橡皮塞，再将橡胶导管另一端放入烧杯中，保证进水口在页面下方，并用止水夹夹住橡胶导管。第四步，将压强传感器溶解氧气中氧一体传感器连接到橡皮塞对应的接口。第五步，选择6000伏的高压电源，用鳄鱼夹夹住橡皮塞上突出的两个电极并接通电源，即完成实验环境搭建。第二部分实验步骤操作一，采集器连接设置，打开智能数字实验盘。在设置中选择蓝牙，打开蓝牙开关，打开ipad蓝牙。打开苏维尔化学初中软件，点击右上角的蓝牙标志，点击搜索设备，选择对应的智能数字实验盘蓝牙编号进行配对连接。当图标为绿色时，表示采集器连接成功，当图标为蓝色时表示采集器未连接。注意蓝牙编号，在智能数字实验盘系统信息中查看。2、传感器使用设置校准氧气传感器，在实验目录中选择九年级上，在第二单元中点击测定空气里的氧气含量，进入实验界面。本次实验采用的是溶解氧气中氧一体传感器，可以测量气体和液体中的氧气含量。本次实验需要用到溶解氧气中氧一体传感器的氧气模式，使用前需通过智能数字实验盘对传感器进行模式切换。具体操作方法是，点击智能数字实验盘界面上的采集按钮，找到传感器对应的通道编号。如果通道栏中显示的是氧气，则无需切换。如果通道栏中显示的是溶解氧，则需点击通道栏，在模式切换界面选择氧气。接下来我们开始进行氧气模式校准，将溶解氧气中氧一体传感器静置，点击软件界面底部的校准氧气按钮，校准压强传感器，点击校准压强按钮，点击校准，点击退出即完成传感器使用设置。3、数据采集在数据采集部分，我们分为三个步骤，第一步，点击开始软件自动记录实验数据，打开高压电源开关，点燃红磷，待红磷引燃后关闭高压电源。第二步，待红磷完全反应冷却至室温后，打开止水夹进行倒吸实验。第三步，待倒吸停止后，点击停止，观察集气瓶中液面高度，即完成实验数据采集。4、数据分析数据采集完成后，观察实验图像。通过分析实验结果，我们可以得出以下实验结论，空气中的氧气的体积约占空气的5分之1。注意，如果需要保存实验数据，可点击右上角截图按钮，弹出截图成功对话框，点击确定，以图片的形式保存。如果需删除全部实验数据，可点击界面底部的清屏按钮，清除所有数据，重新开始实验。第三部分实验注意事项，之前我们一起使用了数字化实验器材进行了测定空气里的氧气含量实验。在操作过程中有哪些注意事项呢？我们一起来回顾一下。溶解氧气中氧一体传感器在实验前需切换为氧气模式，要有足够的红磷，保证集气瓶中的氧气被完全消耗。集气瓶和烧杯都要固定在底座上，以免操作过程中发生倾斜。溶解氧气中氧一体传感器要小心的旋进旋出。橡皮塞。 null今天我们来探索一下，我们身边的空气中有哪些成分，以及它们的含量分别是多少。由于水蒸气、沙尘、空气污染物这些不稳定因素会影响其他成分的含量，因此要把它们去掉，取干燥且干净的空气来研究。按照体积分数来记，注意是体积分数。空气中含量最高的气体是氮气，占空气总体积的78%，其次是氧气。通过前面的实验我们已经知道氧气约占空气体积的5分之1，经过更加精确的测定，它的含量为21%点，氮气和氧气已经占据了空气99%的体积，那剩余的1%呢？在这1%当中，0.94%是稀有气体。所谓稀有气体是一类气体的总称，包括氦氖、氩氪氙、氡这几种气体，然而他们其实不是最稀有的，在剩余的0.06%当中，有一半是二氧化碳，占空气总体积的0.03%，余下0.03%为其他气体和杂质。最后我们再来回顾一下空气各组分的体积分数，氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。这些体积分数你必须牢记，因为这可是每年期中期末和中考必考的东西，不是第一题就是第二题。怎么样？记住了吗？如果记住了，就自己动手做做下面几道题。 我们生活中碰到的物质一般是混合物，而化学研究的物质一般是纯净物。那么什么是混合物？什么是纯净物呢？它们之间有什么区别和联系呢？从定义上来说，纯净物是指由一种物质组成，而混合物是由两种或两种以上的物质混合而成。以空气为例，空气是由氮气、氧气、二氧化碳等物质组成的，显然是混合物。而氮气、氧气和二氧化碳是只由一种物质组成的，所以它们都是纯净物。纯净物有固定的组成，可以用专门的化学符号表示。例如氧气是O2，氮气是N2，二氧化碳是CO2。而混合物，比如空气没有固定的组成，也就没有专门的化学符号来表示。纯净物只含有一种物质，有固定的性质，而混合物由于是不同物质的简单混合，彼此之间互不影响，所以各成分保持各自的性质。从上面可以看出，混合物和纯净物之间有一定的联系，不同的纯净物简单混合之后就得到的混合物，而把这种混合物中相同的物质分离出来就得到了纯净物。笑指出，在自然界中不存在绝对纯净的物质，即便是作为标准的化学试剂，也会有少量杂质。但是当杂质的含量小到一定程度的时候，我们就把这种高纯度的混合物看作纯净物。综上，我们把所有物质分为纯净物和混合物，其中纯净物只由一种物质组成，带有固定的组成和性质，可以用专门的化学符号表示。混合物则正好相反，混合物分离得到纯净物，纯净物混合得到混合物，你学会了吗？咯咯哒。 空气在哪儿？空气看不见却离不开。因为空气里面有氧气，但也不全是。空气中有多少氧气呢？那你测一下怎么测？那就要找出氧气和其他成分不同的地方。对了，氧气可以支持燃烧吗？那我们就用可燃物的燃烧消耗，这里的氧气瓶子中气体减少的体积就是氧气的体积了。可是这也看不出来，都是无色气体，如果燃烧也没有再产生气体，这里压强就小了。外面是大气压大于里面的压强，利用这个装置，大气压就会把水压进来，水填补了原来氧气的空间，进来多少水就说明原来有多少氧气，是不是很机智呢？这个可燃物我们用的是丛林，因为燃烧产物是目的，不会对实验造成误差。实验的原理就是利用红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，生成固态的五氧化二磷。集气瓶中压强减小之后，在大气压的作用下，烧杯中的水倒吸水的体积就是原来氧气的体积。 要用到的仪器包括集气瓶、燃烧池、双孔橡胶塞、玻璃导管、弹簧夹、烧杯。首先如图连接装置。第二步，检查装置的气密性。凡是与气体有关的实验都少不了这一块儿。怎么检查呢？先把弹簧夹夹在玻璃管处，用手握住集气瓶，观察到导管口有气泡冒出，松开手倒吸一段水柱，这就可以说明气密性良好。现在向集气瓶里面加水，主要是吸收有毒的五氧化二磷，将水面上方的空间大约分成五等分，关闭弹簧夹。下一步，向燃烧池中加入红磷，在酒精灯上点燃，立即伸进集气瓶中，塞紧橡胶丝。观察一下红磷燃烧发出黄光，产生大量的白烟，这就是五氧化二磷的固体小颗粒，同时放出大量的热红烟熄灭。待装置冷却至室温后，打开弹簧架，看到烧杯里的水沿着导管进入集气瓶，进来的水的体积大约是原来气体部分的5分之1，这说明氧气约占空气体积的5分之1。注意这里说曰是因为这是一个不精确的实验。还有氧气占的5分之1是体积，而不是质量或者其他的量。