2.1我们周围的空气（第1课时 空气的组成）导学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学导学案聚焦“空气的组成”，涵盖空气中氧气含量的探究（拉瓦锡实验、红磷燃烧法、数字化实验）、空气成分体积分数及纯净物与混合物概念。通过经典实验与现代数字化实验结合，搭建实验原理、现象观察、误差分析的学习支架，引导学生从传统到现代探究空气组成。 资料以科学探究为主线，红磷燃烧实验的误差分析与装置改进培养科学思维，数字化实验体现技术应用，巩固练习覆盖概念辨析与实验应用，帮助学生形成物质分类观念，提升科学探究与实践能力，符合新课标核心素养要求。

课题1 我们周围的空气 第1课时 空气的组成 知识要点： 一、空气中氧气含量的探究 1.拉瓦锡实验 法国化学家 用定量的方法研究了空气的成分，最早得出空气由 和 组成。 ( o )现象：银白色的液态汞变成 粉末，容器内空气的体积 文字表达式： 符号表达式： 2.红磷燃烧法 (1)原理：红磷与空气中的氧气反应生成固体 使瓶内气体 ,恢复 到室温，瓶内压强 外界大气压；打开弹簧夹，烧杯中的水在大气压作用下进入集气瓶，进入的水的体积约等于反应消耗的 文字表达式： 。符号表达式： 【注意】实验对试剂的要求：①只与空气中的氧气反应；②反应的生成物为固体。 (2)装置如下图所示。 (3)现象：①红磷燃烧， ②冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，吸人水的体积约占原气体体积 的1/5。 (4)结论：氧气约占空气总体积的1/5。 实验还能得到氮气(集气瓶内剩余的气体主要是氮气)的性质有 (5)误差分析 测得氧气的体积分数小于1/5的原因：①红磷的量不足；②装置气密性不好；③未冷却至 室温就打开止水夹。 测得氧气的体积分数大于1/5的原因：①点燃红磷前未用弹簧夹夹紧橡皮管；②将点燃 的燃烧匙伸入瓶内太慢。 (6)实验装置的缺点及改进方案： ①装置缺点：a.在空气中点燃红磷，会造成空气污染；b.将燃着的红磷伸入集气瓶时，瓶 内气体温度升高，部分气体逸出。 ②改进方案： 3.测定空气中氧气含量的数字化实验 测定空气中氧气含量的数字化实验(如图)步骤如下： ①将氧气传感器与数据采集器、计算机连接； ②把氧气传感器插人盛有空气的容器，采集数据； ③通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。 二、空气的组成 成分 氮气(N₂) 氧气(O₂) 稀有气体 二氧化碳(CO₂) 其他气体 体积分数 0.94% 0.03% 稀有气体包含：氦( )、氖( )、氩( )、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)。 三、纯净物与混合物 物质 纯净物 混合物 概念 只由 组成 由 混合而成 区别 ①有固定的组成； ②可以用化学符号表示； ③有固定的性质，如熔、沸点等 ①没有固定的组成； ②不能用化学符号表示； ③无固定性质，各自保持原物质的性质 举例 氧气、氮气、二氧化碳、蒸馏水等 空气、盐水、糖水、矿泉水、铝合金等 【注意】只根据表面字眼判断物质的种类是不恰当的，如纯净的海水是混合物：冰水混合 物是纯净物。 巩固练习： 1.回答下列有关使用红磷燃烧法测定空气中氧气含量的问题。 (1)原理： (文字或符号表达式)。 (2)现象：红磷燃烧，产生 ,冷却至室温后打开弹簧夹， 烧杯中的水被吸入集气瓶，吸入水的体积约占原气体体积的_ (3)实验前，首先要 (4)若进入集气瓶的水的体积小于1/5,可能的原因是 2.用如图所示的装置进行实验，下列现象能证明空气中氧气含量的是( )。 A.红磷燃烧，产生大量白烟 B.瓶中液面先下降，后上升 C.瓶中液面最终上升至刻度1处 D.水槽中液面下降 3.空气的成分中，体积分数较大且能供给呼吸的是( )。 A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体 4.空气主要成分示意图如图所示，其中R指的是( )。 A.N₂ B.CO₂ C.O₂ D.Ar 5. 瓜子敞口放置在空气中，一段时间后，发现瓜子返潮变软。由此现象可知空气中含有 ( )。 A.氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.二氧化碳 6.下列物质中属于纯净物的是( )。 A.水泥砂浆 B.液氧 C. 澄清石灰水 D.洁净的空气 7.对物质进行分类，是研究物质的基本方法。下列物质中，前者属于混合物，后者属于 纯净物的一组是( )。 A.自来水、冰水混合物 B. 纯净水、矿泉水 C.红磷、五氧化二磷 D.稀有气体、纯净的空气 8.下列各组空气成分的体积分数之和最大的是( )。 A.O₂、H₂O B.O₂、CO₂ C.O₂、N₂ D.N₂、CO₂ 9. 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 错误的是( )。 曲颈甑 A.该实验开始前应先检查装置气密性 B.实验中部分银白色液态汞变成红色粉末 C.实验过程中汞只消耗曲颈甑内的氧气 D.实验结束后，玻璃钟罩内液面高于汞槽中液面 10.做完“测定空气中氧气的含量”实验后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气。下列有关 说法错误的是( )。 A.氮气约占空气总体积的4/5 B.氮气易溶于水 C.氮气不支持燃烧 D.氮气是无色气体 11.利用红磷燃烧的反应可以粗略测定空气中氧气的体积分数：点燃红磷插入集气瓶 中，熄灭后冷却至室温，打开开关，烧杯中的水被倒吸入集气瓶中。实验中，用传感器记录集 气瓶中压强、温度随时间变化的情况，如图所示。下列对实验记录的分析不正确的是( )。 温度 传感器 A.a →b段压强增大是因为红磷燃烧放热 B.t₁→t₂ 时段，压强降低的主要原因是氧气大量被消耗 C.b点压强最大，说明红磷燃烧结束 D.t₂→t₃时段，压强降低的主要原因是反应结束温度逐渐降低 12.用下列物质的序号进行填空：①空气；②五氧化二磷；③稀有气体；④二氧化碳；⑤红 磷；⑥人体呼出的气体；⑦氮气；⑧水银。 属于混合物的有： 属于纯净物的有： 选出一种混合物并说明其中的成分： 13.下面是测定空气中氧气含量的实验装置： (1)按图1进行实验，发现集气瓶内水面上升超过1/5,你认为导致这一结果的可能原因 是 (填序号)。 A.装置气密性不好 B.实验前弹簧夹未将乳胶管夹紧 C.红磷过量 D.未等冷却就打开弹簧夹读数 (2)连接图2装置，用激光笔直接在瓶内引燃白磷。与图1相比，从环保角度看，其优点 是 气球的作用是 (3)图3中玻璃管内铜丝受热与氧气反应生成黑色固体氧化铜，写出该反应的文字表达 式： 。实验前，玻璃管与注射器内的空气分别为5mL和30 mL。 实验后，使左侧注射器回原位，右侧注射器读数理论上应为 mL。 (4)已知：镁+氧气氧化镁，镁+氮气 氮化镁，产物均为固体。你认为镁能代 替红磷测定空气中的氧气含量吗? (填“能”或“不能”)。 14.写出下列物质的化学符号。 学科网（北京）股份有限公司 氦气 二氧化碳 氖气 蒸馏水 氩气 五氧化二磷 液氧 氧化汞 答案： 一、空气中氧气含量的探究 1. 拉瓦锡实验 法国化学家 拉瓦锡 用定量的方法研究了空气的成分，最早得出空气由 氮气 和 氧气 组成。 现象：银白色的液态汞变成 红色 粉末，容器内空气的体积 减少约1/5 文字表达式：汞+氧气氧化汞 符号表达式：Hg+O₂HgO 2. 红磷燃烧法 (1)原理：红磷与空气中的氧气反应生成固体 五氧化二磷，使瓶内气体减少，恢复到室温，瓶内压强 小于 外界大气压；打开弹簧夹，烧杯中的水在大气压作用下进入集气瓶，进入的水的体积约等于反应消耗的 氧气的体积 文字表达式：红磷+氧气五氧化二磷 符号表达式：P+O₂P₂O₅ (3)现象：①红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 (4)实验还能得到氮气的性质：氮气难溶于水；不能燃烧，也不支持燃烧；化学性质稳定 (6)②改进方案：采用密闭装置，利用激光、放大镜引燃红磷，全程密闭实验，避免空气污染和装置内气体受热逸出，减小实验误差 二、空气的组成 氮气体积分数：78% 氧气体积分数：21%二氧化碳体积分数：0.03% 稀有气体包含：氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)。 三、纯净物与混合物 纯净物概念：只由 一种物质 组成 混合物概念：由 两种或两种以上物质 混合而成 巩固练习答案 1、填空题 (1) 红磷+氧气五氧化二磷（或P+O₂P₂O₅） (2) 大量白烟、放热；1/5 (3) 检查装置的气密性 (4) 红磷的量不足、装置气密性不好、未冷却至室温就打开止水夹 2、C 3、B 4、A 5、C 6、B 7、A 8、C 9、C 10、B 11、C 12、分类填空 混合物：①③⑥ 纯净物：②④⑤⑦⑧ 示例：空气，含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、水蒸气等多种物质 13、实验探究题 (1) B (2) 优点：实验更环保，防止有毒的五氧化二磷逸散到空气中污染空气；气球作用：缓冲装置内压强，防止橡胶塞被冲开，平衡气压 (3) 铜+氧气氧化铜；28 (4) 不能 14、化学符号书写 氦气：He　　二氧化碳：CO₂ 氖气：Ne　　蒸馏水：H₂O 氩气：Ar　　五氧化二磷：P₂O₅ 液氧：O₂　　氧化汞：HgO $