专题3 课题1 空气的成分课件-2025-2026学年八年级化学沪科版(五四学制)上册

该初中化学课件围绕空气成分测定、组成及混合物纯净物概念展开。通过“空气是怎样的物质”等问题导入，结合科学家认识历程构建历史脉络，以拉瓦锡实验原理为桥梁，引导学生设计红磷实验，形成从史实到探究的学习支架。 以科学探究为主线，红磷实验现象记录与证据推理培养科学思维，实验改进讨论和家庭实验设计落实科学探究与实践，融入空气污染保护渗透科学态度与责任。学生提升实验操作与推理能力，教师可借案例优化教学互动。

风逐雷雨虹并霞 空气究竟是一种怎样的物质？ 为什么说空气是重要的自然资源？ 我们如何保护好周围的空气？ 空气是弥漫于地球周围的气体，它是地球上一切生命赖以生存的重要物质。 1 课题1　空气的成分 专题3　空气、氧气、二氧化碳 学习聚焦 通过实验探究，理解空气中氧气含量的测定方法。 结合生活实例，了解空气的成分及其重要用途。 分析空气质量指数，认识空气污染的危害，树立保护环境的观念。 我们进入专题三空气、氧气、二氧化碳的学习。本节课，我们首先学习空气的成分 2 科学家对空气成分的认识过程 丹尼尔·卢瑟福 1772年 舍勒 普利斯特里 1774年 1773年 拉瓦锡 1777年 空气中存在“浊气” 即氮气 分别制得氧气 测定了空气中氧气的含量，认为空气由氮气和氧气组成 人们曾经一直认为空气是一种成分单一的气体。拉瓦锡又是如何发现空气组成的呢？请同学们阅读教材57页的内容，回答我的问题。 3 图3.1 拉瓦锡研究空气成分的实验装置示意图 1774年，法国化学家拉瓦锡（A.-L. Lavoisier）曾通过在密闭装置（图3.1）中加热汞，并根据装置内空气体积减小   的实验事实，推测空气中含有   体积的氧气。借鉴拉瓦锡实验的原理和装置，我们能否设计类似的实验来测定空气中氧气的含量呢？ 1 5 1 5 拉瓦锡研究空气成分的实验 加热密闭装置中的汞 拉瓦锡如何进行实验的呢？ 4 图3.1 拉瓦锡研究空气成分的实验装置示意图 拉瓦锡研究空气成分的实验 曲颈甑 火炉 玻璃钟罩 汞槽 我们发现装有汞的汞槽、玻璃钟罩、曲颈甑组成了一个密闭装置，并且装置内密封了一定体积的空气。 5 拉瓦锡研究空气成分的实验 下面请同学们观看一段视频，了解拉瓦锡的实验，记录实验现象。 6 拉瓦锡研究空气成分的实验 在实验中，拉瓦锡观察到了什么现象？ 曲颈甑内的汞面上浮有红色固体 汞与装置内的气体发生化学反应，持续12天 装置内气体减少 钟罩内液面上升 在实验第二天，曲颈甑内的汞面上浮有红色固体 停止加热，冷却后，观察到钟罩内页面上升 这个实验实在什么条件下发生的？消耗了多长时间呢？曲颈甑内的汞在加热的条件下，发生了化学变化，与装置内的气体发生化学反应生成了新的物质也就是红色固体，而这个化学反应持续了12天才停止。这部分气体，后来。。将其命名为氧气，钟罩内页面上升是为什么呢？ 因为装置内的气体被反应而减少了，同时，因为装置密闭，生成物是固体，与减少的气体相比，固体的体积可以忽略不计，反应停止，经过充分冷却后再测定，是为了减小，剩下气体受热膨胀对测定产生影响，因此进入装置内的汞，就是替代了消耗的氧气。 7 拉瓦锡研究空气成分的实验 拉瓦锡实验证据推理： 钟罩内液面上升 测定出装置内的空气体积减少约五分之一 空气中约含有五分之一的氧气 间接测量 等效替代 拉瓦锡的实验通过对物质的转化，实现了对物质的间接测量，并体现了等效替代的思想。 8 拉瓦锡研究空气成分的实验是否适合在课堂上开展？ 不适合 加热时间太长 汞有毒 拉瓦锡研究空气成分的实验 我们能否设计类似的实验来测定空气中氧气的含量呢？ 借鉴拉瓦锡实验的原理和装置，请大家思考设计实验要点。 原理 反应物：能与空气中的氧气反应 生成物：固体 密闭装置 替代减少的气体 装置 在我们课堂上，我们可以选择什么物质，设置怎样的装置呢？ 10 （1）如图3.2所示，在100 mL的量筒内加入80 mL水，用弹簧夹夹紧乳胶管。 （2）点燃燃烧匙中的红磷后，立即将其伸入容积为250 mL的集气瓶中，塞紧橡胶塞，观察并记录红磷燃烧的现象。 （3）待红磷火焰熄灭并冷却到室温后，打开弹簧夹，观察并记录实验现象。 测定空气中氧气的含量 实验探究 图3.2　测定空气中氧气的含量 这是书本P58页的实验探究，请同学们认真阅读，理解实验原理和实验装置。 11 现象记录： 红磷燃烧时，                     。 打开弹簧夹，                     ，量筒内减少的水的体积大约是      mL。 实验结论：空气中氧气的含量大约占           。 证据推理 根据什么现象能推断出空气中氧气的含量呢？量筒内水的体积变化与集气瓶内减少的气体体积之间存在什么关系？ 该实验主要从拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验中借鉴了什么？ 实验中，我们受到拉瓦锡实验的启示，选择了能与空气中的氧气反应的红磷进行实验。红磷燃烧消耗了集气瓶内空气中的氧气，导致集气瓶内的压强减小，量筒中的水被倒吸入集气瓶。接着，通过测定进入瓶中水的体积可知被消耗氧气的体积，从而达到测定空气中氧气含量的目的。该化学反应的文字表达式1为： 1　‌在学习化学方程式的书写之前，我们使用这种方法来表示化学反应。为方便学习，在物质中文名称下方标明其化学式。 点燃 磷 + 氧气　　　 五氧化二磷  P 　 O2　　 　 P2O5  图3.1 拉瓦锡研究空气成分的实验装置示意图 实验探究：测定空气中氧气的含量 结合拉瓦锡实验的要点，同学们能解释书本上探究实验的原理和装置吗？书本上选用的反应物什么呢？下面请同学们观看实验视频并记录实验现象 14 下面请同学们观看一段视频，了解拉瓦锡的实验，记录实验现象。 15 实验探究：测定空气中氧气的含量 产生大量白烟，有黄色火焰 量筒中的水进入集气瓶内 54 量筒内减少水的体积=集气瓶内减少的氧气的体积，即V减少水=V减少氧气 空气体积的五分之一 下面请同学们观看一段视频，了解拉瓦锡的实验，记录实验现象。 16 图3.1 拉瓦锡研究空气成分的实验装置示意图 实验探究：测定空气中氧气的含量 白色固体 原理：汞与氧气在加热的条件下生成固体 装置设计 燃烧限度 操作偶然性 在这个实验中，。。。它是白色固体。用。。燃烧 装置设计，操作偶然性等一系列问题引起一定的误差。而拉瓦锡在200多年前的实验条件下，选择Hg作为反应物，设计了精巧且严密的实验方案，这种严谨求实的态度，用于探索的精神值得我们学习。 17 科学家对空气成分的认识过程 丹尼尔·卢瑟福 1772年 舍勒 普利斯特里 1774年 1773年 拉瓦锡 1777年 空气中存在“浊气” 即氮气 分别制得氧气 测定了空气中氧气的含量，认为空气由氮气和氧气组成 发现系列 稀有气体 1894年 拉姆齐 瑞利 1894年英国物理学家。。和化学家。。共同发现了Ar气体，随后另外几种稀有气体也被发现。 18 更精密的科学实验表明，按体积计算，如图3.3所示，空气中大约含有氮气78%、氧气21%、其他物质1%（稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%）。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，而空气中的氮气、氧气、二氧化碳都只由一种物质组成，它们本身都是纯净物。 图3.3　空气的组成 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。 纯净物：只由一种物质组成。 通常情况下，空气中各成分的含量相对稳定。但是，空气中水蒸气的含量是变化的，具体因地区和气候而异。例如，我国长江中下游梅雨季节雨水多，空气湿度大，水蒸气含量增高。二氧化碳的含量也会因人类活动的影响等而发生变化。 在生产生活中，空气中的各种成分都有其功用。由于物质的用途是由它们的性质决定的，要认识它们的用途，先要了解它们具有哪些性质。 氮气 化学性质不活泼 作保护气 粮库储量和食品包装中都冲入了氮气，这是利用了氮气的什么性质呢？ 21 3. 稀有气体 稀有气体一般不与其他物质反应，因此曾被称为“惰性气体”，常被用作保护气，如焊接金属时用以隔绝空气（图3.5）。稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如氙气灯（图3.6）。随着科学技术的发展，已经发现在一定条件下稀有气体能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。 图3.5　氩弧焊机 图3.6　氙气灯 洁净的空气为何如此重要 空气是地球上的动植物生存的必要条件，动物呼吸、植物光合作用都离不开它，大气层可使地球上的温度保持相对稳定等；空气也是一种宝贵的自然资源。但是，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，空气中的有害气体和烟尘含量不断升高，进而引发空气质量日益下降。 近年来，生态环境部门通过各种媒体向社会发布空气质量报告，以使人们及时了解本地和全国各主要城市的空气质量状况。空气质量报告利用空气质量指数定量描述空气质量状况。目前，计入空气质量指数的污染物主要包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10（粒径小于等于10 μm的颗粒物）、PM2.5（粒径小于等于2.5 μm的颗粒物）等。其中，PM2.5含有大量有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长，被人体吸入后可直接进入支气管，因而对人体健康影响较大。 因此，人们需要加强对空气质量的监测，减少空气污染物排放，积极植树、造林、种草，研制和开发清洁能源，等等。 学习指南 归纳小结 空气是由    等多种成分组成的混合物，它是一种重要的自然资源。 空气质量状况对公众健康影响很大，监测并改善空气质量是社会发展的必然要求。 例题导引 问题： 某同学对“测定空气中氧气的含量”的实验中点燃红磷的方式进行了改进：将盛有红磷的燃烧匙伸入集气瓶中，塞紧橡胶塞后，用激光笔照射以引燃红磷。分析说明这种改进的优点。 分析： 在“测定空气中氧气的含量”的实验中，将红磷点燃再放入集气瓶中，瓶内空气会受热膨胀，逸出集气瓶，致使测定的数据可能存在误差。改进后的实验中，用激光笔在集气瓶外点燃红磷，则可使装置始终保持密闭，避免上述问题的产生，让测定结果更准确。另外，红磷燃烧全过程都在密闭装置中进行，可避免红磷燃烧生成的五氧化二磷逸散到空气中，造成环境污染。 练习巩固 1. 储存某些食物时，可充入氮气防止食物腐烂变质。该做法利用了氮气的什么性质？ 2. 下列关于空气的说法是否正确？说明理由。 （1）空气由氮气和氧气组成。 （2）空气中的二氧化碳是植物光合作用的原料之一。 （3）造成空气污染的有害气体主要有二氧化硫、二氧化碳和一氧化碳等。 3. 在拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验中，汞是反应物，而在 “测定空气中氧气的含量”的实验中，红磷是反应物。请你查阅资料，设计一幕话剧剧本，主要内容是一位八年级学生与拉瓦锡进行的一次跨越时空的辩论，他们围绕“测定空气中氧气含量的实验用汞还是红磷”辩题，交流以汞或红磷为反应物的优点与不足。 4. 家庭实验：取一个透明的平底大玻璃碗或盘子，将一支蜡烛固定在其底部，然后加入一些水（需覆盖碗底或盘底平面），为了便于观察可以在水中加入少量食用色素或彩色墨水。点燃蜡烛，将一个透明的大玻璃杯倒扣在燃着的蜡烛上方（图3.7）。仔细观察现象并分析其中的原因。 图3.7 感谢观看 $