第1节 空气的成分 第1课时（培优教学课件）科学新教材浙教版八年级下册

该初中科学课件聚焦“空气的成分”与“科学测量”核心内容，通过“如何实验测定空气组成”设问导入，先呈现拉瓦锡经典实验揭示空气成分发现历程，再引导学生用红磷实验测定氧气含量，进而过渡到长度、体积测量的单位换算、工具使用及特殊方法，搭建从实验探究到技能掌握的学习支架。 其亮点在于融合实验探究与测量技能，以拉瓦锡实验和红磷实验培养探究实践能力，通过误差分析、累积法等特殊测量方法发展科学思维，结合生活实例（如测墙纸厚度、桌凳直径）渗透态度责任。学生能提升实验操作与问题解决能力，教师可借助系统的实验步骤、注意事项及分层练习，高效开展教学。

第一章 我们呼吸的空气 八年级下册•浙教版 第1节空气的成分 第1课时 导入新课 我们知道空气是无色无臭的，虽然看不见，但可以通过呼吸体会它的存在。那么，如何通过实验来测定空气的组成呢？ 物理观念 1.明确空气的组成成分及各成分的体积分数。 2·知晓空气是重要的自然资源，了解空气中各成分的性质及对应的用途。 科学思维 1.通过分析拉瓦锡实验及空气中氧气含量的测定实验，培养逻辑推理能力。 2.结合空气各成分的性质与用途，深化对物质性质与应用关联的认知。 科学探究 开展 “测定空气中氧气含量” 的实验，掌握实验操作步骤、数据记录与误差分析方法，提升实验操作与归纳能力。 科学态度 与责任 1.养成规范实验的习惯，在空气相关实验中，遵循操作规范，准确读取数据，树立严谨的科学实验意识。 2.认识空气对人类生活和生产的重要意义，联系生活中空气成分应用的实例，体会化学知识的实用价值。 学习目标 重点难点 重点 空气中氧气含量的测定实验 空气的成分与体积分数 空气中各成分的性质与用途关联 难点 空气中氧气含量测定实验的误差分析 空气成分用途与性质的深层关联 1. 空气成分的发现 2. 空气中氧气含量的测定 3. 空气的组成 4. 空气是一种重要的自然资源 5. 课堂总结 6. 练习与应用 7. 提升训练 学习内容 一、空气成分的发现 第1节空气的成分 A C B D 6 一、空气成分的发现 立定跳远 拉瓦锡研究空气成分所用的装置 拉瓦锡 曲颈瓶 玻璃钟罩 汞槽 7 剩余气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧。称其为氮气。 汞+氧气氧化汞 拉瓦锡测定空气成分实验 实验一 实验步骤 实验现象 反应原理 实验结果 拉瓦锡把少量汞在密闭的容器里连续加热 12 天。 部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积减小了。 一、空气成分的发现 8 生成的氧气的体积等于密闭容器内所减小的体积，且氧气与剩余气体混合后与空气性质相同 氧化汞汞+氧气 拉瓦锡测定空气成分实验 空气由氧气和氮气组成，其中氧气的体积占空气体积的 实验二 实验步骤 实验现象 反应原理 实验结果 把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加热。 红色粉末又变成银白色液体和能使带火星的木条复燃的气体。 实验结论 一、空气成分的发现 9 【例题一】实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气成分的相关实验装置，下列有关说法正确的是（　　） A．该实验开始前应先检查装置气密性 B．实验中银白色的固体汞变为红色粉末 C．实验过程中汞只消耗曲颈甑内的氧气 D．实验结束后，玻璃钟罩内液面低于汞槽中液面 A 一、空气成分的发现 10 【解析】 【解答】解：A、该实验是探究空气中氧气的含量，所以该实验在密闭体系中进行，因此实验前要检查装置的气密性，故A正确； B、汞在常温下为液体，汞和氧气生成固体氧化汞，氧化汞是红色的固体，所以实验过程中观察到部分银白色的液体汞变为红色，故B错误； C、汞消耗了密闭体系内的氧气，而不是只有曲颈甑内的氧气，故C错误； D、实验结束后，由于密闭容器内氧气被消耗，压强变小，因此玻璃钟罩内液面应该高于汞槽中的液面，故D错误； 故选：A。 一、空气成分的发现 11 二、空气中氧气含量的测定 第1节空气的成分 A C B D 12 实验原理 ➕ = 拉瓦锡通过汞与氧气反应生成固体氧化汞，使玻璃钟罩内压强减小，在大气压的作用下，钟罩内的汞液面上升的体积为氧气的体积。 汞+氧气氧化汞 二、空气中氧气含量的测定 ➕ = 我们利用红磷与氧气燃烧生成固体五氧化二磷，使瓶中压强减小，进入容器中的水的体积即为减少的氧气的体积 红磷+氧气五氧化二磷 P +O2 P2O5 实验原理 二、空气中氧气含量的测定 实验装置 曲颈瓶 玻璃钟罩 汞槽 燃烧匙 弹簧夹 导管 烧杯 水 二、空气中氧气含量的测定 实验步骤 巧记 弹簧夹紧乳胶管 红磷足量是关键 保证装置不漏气 冷至室温再读数 ①连接装置 二、空气中氧气含量的测定 ②检查装置的气密性 实验步骤 二、空气中氧气含量的测定 ③在集气瓶内加入少量水后，把水面上方空间分为5等份,并做好标记 实验步骤 二、空气中氧气含量的测定 ④用弹簧夹夹紧乳胶管 实验步骤 二、空气中氧气含量的测定 ⑤点燃红磷后,立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧 实验步骤 二、空气中氧气含量的测定 ⑥燃烧结束,装置冷却到室温后,打开弹簧夹,观察实验现象及水面的变化情况。 实验步骤 二、空气中氧气含量的测定 巧记 弹簧夹紧乳胶管 红磷足量是关键 保证装置不漏气 冷至室温再读数 实验步骤 二、空气中氧气含量的测定 实验现象 烟：固体小颗粒 雾：小液滴 红磷在集气瓶内燃烧,生成大量白烟并放出大量的热，冷却到室温,打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶,集气瓶中的水面上升,约占瓶内原有空气总体积的1/5。 二、空气中氧气含量的测定 实验结论 ②氮气不燃烧、不支持燃烧 且不易溶于水 ①氧气约占空气总体积的1/5 二、空气中氧气含量的测定 注意事项 装置气密性要良好 避免瓶外空气进入集气瓶内,导致进入水的良好体积减少,使测得的氧气的体积分数偏小。 二、空气中氧气含量的测定 25 如果红磷的量不足,则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉,导致测得的空气中氧气的体积分数偏小。 红磷要过量 注意事项 二、空气中氧气含量的测定 由于气体体积随温度升高而增大,若不冷却至室温就打开弹簧夹,剩余气体占有较大的 体积,会使进入水的体积偏小,导致测得的氧气体积分数偏小。 必须冷却至室温后再打开弹簧夹 注意事项 二、空气中氧气含量的测定 集气瓶内加少量的水 一是为了防止热的燃烧物溅落炸裂集气瓶 二是为了吸收红磷燃烧后生成的白色固体五氧化二磷 注意事项 二、空气中氧气含量的测定 防止红磷燃烧时使装置内气体受热膨胀沿导管逸出，导致进水量增多。 点燃红磷前弹簧夹要夹紧 注意事项 二、空气中氧气含量的测定 防止装置内气体受热膨胀从瓶口逸出而使进水量增多 将点燃的红磷放入集气瓶要迅速 注意事项 二、空气中氧气含量的测定 为什么不能选木炭、硫、铁丝、镁等代替红磷？ 思考与讨论 木炭和硫燃烧产物为二氧化碳和二氧化硫气体，会弥补所消耗的氧气的体积，使压强变化不明显。 铁丝在空气中 无法燃烧 镁除了能与 氧气反应外还能与 氮气和二氧化碳反 应生成固态物质 二、空气中氧气含量的测定 【例题二】暖宝宝（主要成分为铁粉、木炭、食盐）的热量来源于铁粉的氧化。小涛同学设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量，实验开始前的装置如图，实验后从量筒中流入玻璃瓶（容积为250mL）中的水的体积为45mL（铁粉生锈消耗的水忽略不计）。下列说法错误的是（　　） A．实验前必须检查装置的气密性 B．通过本次实验数据测得空气中氧气的体积分数为18% C．若测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝的使用数量不足D．要等温度计示数恢复至实验前的温度才能记量筒内剩余水的体积 B 二、空气中氧气含量的测定 32 【解析】 【答案】B 【解答】解：A、如果装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小，所以实验前必须检查装置的气密性，说法正确，故不符合题意； B、铁生锈消耗氧气，使装置内的气压减小，进入水的体积就是消耗氧气的体积，集气瓶内空气的体积是（250﹣20）mL＝230ml，进入水的体积是45mL，即氧气的体积是45mL，因此氧气的体积分数=45𝑚𝐿/230𝑚𝐿≈19.6%，说法错误，故符合题意； C、发热剂的量必须足量，因为只有足量的发热剂才能把氧气消耗完，使结果准确，若实验测得空气中氧气体积分数偏低，可能是暖宝宝贴的使用数量不足，说法正确，故不符合题意； D、必须等温度计的读数恢复至实验前的温度后才能记录量筒内剩余水的体积，使结果准确，说法正确，故不符合题意； 故选：B。 二、空气中氧气含量的测定 33 三、空气的组成 第1节空气的成分 A C B D 34 空气中除了氮气和氧气，是否还有其他气体？ 在 19 世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来人们又发现了氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体 ，才认识到空气中除了氧气和氮气，还有其他成分。 三、空气的组成 通过实验测定，空气的成分按体积计算，大约是：氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03%、其他气体 0.03% 三、空气的组成 【例题三】如图为空气各成分体积分数示意图，则甲代表的是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．水蒸气 D．稀有气体 B 三、空气的组成 37 【解析】 【答案】B 【解答】解：空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，则甲代表的是氧气。 故选：B。 三、空气的组成 38 四、空气是一种重要的自然资源 第1节空气的成分 A C B D 39 氦气 氧气 氮气 四、空气是一种重要的自然资源 氧气 氧气有哪些用途？ 医用用途：医用氧气用于治病救人 工业用途：工业氧气用于生产或产品加工 四、空气是一种重要的自然资源 氮气 氮气有哪些性质？ 物理性质：①氮气是一种无色无味的气体 ②不易溶于水 ③在标准状况下的密度为1.251g/L,比空气的密度略小 ④熔点为-210℃,沸点为-196℃ 化学性质：不活泼，一般不燃烧也不支持燃烧 四、空气是一种重要的自然资源 稀有气体 什么是稀有气体？稀有气体有哪些性质？ 稀有气体：氦氖氩氪氙氡气体的总称（混合物） 物理性质：没有颜色,没有气味,稀有气体在通电时能发出不同颜色的光 化学性质:很不活泼 四、空气是一种重要的自然资源 【例题四】物质的性质决定用途。下列有关空气各成分及其用途的说法正确的是（　　） A．空气中含量最多的气体是氮气，约占空气质量的78% B．氧气具有支持燃烧的性质，可用作燃料 C．稀有气体用作航标灯利用其化学性质稳定的特性 D．氮气化学性质稳定，可用于食品包装 D 四、空气是一种重要的自然资源 【解析】 【答案】D 【解答】解：A.空气中含量最多的气体是氮气，约占空气体积的78%，而不是空气质量的78%，故A错误； B.氧气具有支持燃烧的性质，但它本身不能燃烧，所以不能用作燃料，只能作助燃剂，故B错误； C.稀有气体用作航标灯是利用了稀有气体在通电时能发出不同颜色光的物理性质，而不是化学性质稳定的特性，故C错误； D.氮气化学性质稳定，不容易与其他物质发生反应，所以可用于食品包装，以防止食品变质，故D正确； 故选：D。 四、空气是一种重要的自然资源 45 五、课堂总结 第2节 科学测量(1) 五、课堂总结 第2节 科学测量(1) 六、练习与应用 1. “天和”“问天”“梦天”相拥于苍穹，中国人实现了建成自己空间站的梦想。为保证航天员正常的生命活动，空间站内的空气需与我们周围的空气组成相近，空间站内空气中含量最多的气体是（　　） A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．氦气 B 六、练习与应用 49 【解析】 【答案】B 【分析】根据空气中各成分的体积分数，进行分析判断。 【解答】解：空间站内的空气需与我们周围的空气组成相近，空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体占0.03%，氮气是空气中含量最多的气体，则空间站内空气中含量最多的气体是氮气。 故选：B。 六、练习与应用 50 2.氮气常用作文物保护气，主要是利用了氮气（　　） A．化学性质不活泼 B．难溶于水 C．无色无味 D．沸点低 A 六、练习与应用 51 【解析】 【答案】A 【解答】解：A.文物在保存过程中，若接触到化学性质活泼的物质，容易被氧化、腐蚀等，而氮气化学性质不活泼，能防止文物与周围物质发生反应，起到保护作用，故A选项符合要求； B.难溶于水这一性质，与保护文物防止其被破坏没有直接关联，文物保护主要关注的是防止化学变化，而非氮气在水中的溶解性，故B选项不符合要求； C.无色无味是氮气的物理外观和气味特点，这一性质并不能阻止文物发生化学变化，无法起到保护文物的作用，故C选项不符合要求； D.沸点低主要涉及氮气的状态变化（如液化等），和保护文物免受化学损害无关，故D选项不符合要求； 故选：A。 六、练习与应用 52 3.某学习小组同学设计了如图装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　） A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中 B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水 C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同 D．该实验证明，测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷 A 六、练习与应用 53 【解析】 【答案】A 【解答】解：A、点燃红磷和木炭后迅速放入集气瓶，防止燃烧放热使集气瓶中的空气受热逸出，从而导致实验结果不准确，故A正确； B、甲集气瓶中盛放适量的水是为了吸收白烟和热量，而木炭在集气瓶中燃烧生成的二氧化碳，能溶于水，可能会产生有毒的一氧化碳，但一氧化碳难溶于水，故B错误； C、恢复至室温两个集气瓶中的现象也不一样。因为虽然二者都消耗了等体积的氧气，但乙中木炭燃烧产生了二氧化碳、一氧化碳等气体，又填充了消耗的氧气的体积。气压不同，导致吸进集气瓶的水量不同，故C错误； D、该实验证明测定空气中的氧气含量时不能用木炭代替红磷，故D错误。 故选：A。 六、练习与应用 54 4.如图表示空气中各成分含量，下列有关说法，正确的是（　　） A．纵坐标表示质量分数 B．X表示的物质为氧气 C．Z属于纯净物 D．Y可用于炼钢 D 六、练习与应用 55 【解析】 【答案】D 【解答】解：A、空气中各成分含量通常用体积分数表示，而不是质量分数，故A错误； B、X占78%，为氮气，不是氧气，故B错误； C、Z占0.94%，为稀有气体，含有氦、氖、氩等多种成分，属于混合物，故C错误； D、Y占21%，为氧气，氧气能支持燃烧，可用于炼钢，故D正确； 故选：D。 六、练习与应用 56 5.探究小组用图1装置测定空气中氧气的含量，压强变化如图2，氧气体积分数变化如图3，下列说法不正确的是（　　） A．图1中水的作用是吸收五氧化二磷和降温 B．图2压强减小，说明红磷燃烧消耗氧气 C．图3说明红磷或白磷熄灭后反应立即停止 D．该实验说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值 C 六、练习与应用 57 【解析】 【答案】C 【解答】解：A、红磷（或白磷）燃烧生成五氧化二磷，且反应放热，图1中水的作用是吸收五氧化二磷和降温，故选项说法正确。 B、由图2可知，反应后装置内的压强减小，装置内气体含量减小，因此说明红磷燃烧消耗氧气，故选项说法正确。 C、由图3可知，在火焰熄灭后，装置内氧气的体积分数还在减小，说明反应没有立即停止，故选项说法错误。 D、由图3可知，白磷消耗的氧气更多，该实验说明白磷代替红磷，测定结果更接近真实值，故选项说法正确。 故选：C。 六、练习与应用 58 第2节 科学测量(1) 七、提升训练 1.神舟二十号载人飞船核心舱内气体组成和空气成分基本一致，核心舱内气体体积分数最大的是（　　） A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 七、提升训练 A 60 【解析】 【答案】A 【分析】根据空气的组成成分，进行分析判断。 【解答】解：空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体占0.03%，核心舱内气体组成与空气基本一致，空气中含量最多的气体是氮气，则核心舱内气体体积分数最大的是氮气。 故选：A。 七、提升训练 61 2.临汾市博物馆的铜鸟盉保存在充满氮气的密闭容器中，可以防止其氧化生锈。使用氮气作为保护气的主要原因是（　　） A．密度较大 B．化学性质稳定 C．属于无色气体 D．空气中含量大 B 七、提升训练 62 【解析】 【答案】B 【解答】解：氮气的化学性质稳定，一般不易与其他物质发生化学反应，所以可以用作保护气，防止铜鸟盉氧化生锈，而密度较大、属于无色气体、空气中含量大这些性质都不是氮气能作为保护气的主要原因； 故选：B。 七、提升训练 63 3.利用图1装置探究空气中氧气含量时，若集气瓶内某物理量Y随反应时间的变化关系如图2所示。则Y可能是（　　） A．集气瓶内气体的温度 B．集气瓶内氧元素的质量 C．集气瓶内固体的质量 D．集气瓶内氮气的体积分数 B 七、提升训练 64 【解析】 【答案】B 【解答】解：A、红磷燃烧放热，温度升高，完全反应后不再放热，温度降低，故选项不符合题意。 B、变化过程中，集气瓶中氧元素质量始终不变，故选项符合题意。 C、水中反应进行，集气瓶中固体质量增大，完全反应后不再变化，故选项不符合题意。 D、随着氧气的减少、温度的变化，集气瓶中氮气体积分数发生变化，故选项不符合题意。 故选：B。 七、提升训练 65 4.为测定空气中氧气的含量，某同学将教材实验进行改进，改进后的实验装置如图所示（部分夹持装置已略去），实验时引燃红磷后便熄灭酒精灯。下列有关改进实验的说法不正确的是（　　） A．实验前需检查装置的气密性 B．待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，注射器活塞向右移动 C．实验结束后试管内气体的主要成分为氮气 D．改进后的装置能减少测量误差，且对环境更友好 B 七、提升训练 66 【解析】 【解答】解：A、实验前需检查装置的气密性，以防止装置漏气，造成测定结果不准确，故选项说法错误。 B、待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，由于消耗了氧气，注射器内压强变小，注射器活塞向左移动，故选项说法错误。 C、空气中主要含氮气和氧气，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束后试管内气体的主要成分为氮气，故选项说法正确。 D、改进后的装置在密闭环境中进行，反应生成的五氧化二磷不会扩散出去，比较环保，且避免了盛有点燃红磷的燃烧匙伸入集气瓶时，气体的受热膨胀逸出，能减少测量误差，故选项说法正确。 故选：B。 七、提升训练 67 5.用如图装置可验证空气中氧气的体积分数（已知：铜丝具有导热性，白磷的着火点是40℃）下列关于该实验的说法不正确的是（　　） A．利用了白磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，且不与氮气反应的性质 B．实验开始前需检查装置气密性 C．实验过程中右侧玻璃管液面高度一直保持不变 D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处 C 七、提升训练 68 【解析】 【答案】C 【解答】解：A、利用白磷燃烧测定空气中氧气的含量，是利用了白磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，且不与氮气反应的性质，选项说法正确，故A不符合题意； B、实验开始前需要检查装置的气密性，防止装置漏气，否则会导致测定结果偏小，选项说法正确，故B不符合题意； C、该实验中白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，则左侧玻璃管内液面下降，右侧玻璃管内液面上升，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，右侧玻璃管中的水进入左侧玻璃管内，则右侧玻璃管内液面下降，故右侧玻璃管内液面先上升后下降，选项说法错误，故C符合题意； D、该实验中白磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，右侧玻璃管中的水进入左侧玻璃管内，进入水的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的，则实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处，选项说法正确，故D不符合题意。 故选：C。 七、提升训练 69 $