2.1空气的组成导学案--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

该初中化学导学案聚焦“空气的组成”，涵盖空气组成测定、纯净物与混合物区分、氮气及稀有气体性质用途等核心知识点。以“捕捉空气”实验问题导入，引导学生从具体操作过渡到氧气含量测定实验探究，再延伸至空气成分及物质分类，构建从实验到概念的学习支架。 资料通过详细的实验步骤（含误差分析、药品选择条件）、表格对比氮气与稀有气体性质用途，结合多样化巩固习题（实验改进、数据曲线分析等），培养学生科学探究能力与证据推理思维，强化物质性质决定用途的化学观念，助力学生自主构建知识体系，提升学科核心素养。

第2章 空气与水资源 第1节 空气的组成 【基础梳理】 一、空气的组成 1.捕捉空气 利用如图装置如何左边集气瓶中部分空气捕获到另一个集气瓶中？ ； 2.空气中氧气体积含量的测定 ⑴实验思路和装置 思路：让某种物质在一定条件下把盛有空气中的氧气 ，测量反应后容器中剩余气体的体积， 即可推断出氧气在空气中所占的体积分数 装置： ⑵实验步骤： 将集气瓶容积划分为5等份并加以标记，按右图连接好实验装置，检查装置的 ，将橡胶管上的止水夹夹紧，在燃烧匙内装入足量红磷（目的是为了把瓶中 完全消耗掉），在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞（迅速塞紧橡皮塞，可减少 ）， 红磷在集气瓶中燃烧，产生大量 ；红磷熄灭，待集气瓶 ，把导气管的一端放入水中，打开止水夹，观察到 ；将燃烧的小木条伸入到集气瓶中剩余的气体中，现象是 ，说明该气体 ； ⑶实验原理： ； 实验结论： ； 推论：剩余气体 、 ； ⑷误差分析： <1/5原因 ；>1/5原因 ； ⑸药品选择的条件只与 反应且 ；能否用蜡烛代替红磷做该实验，为什么？ 。 3.空气的组成（体积分数） 占 78%， 占 21%， 占 0.94%， 占 0.03%， 占 0.03%。 4、纯净物和混合物 ⑴、纯净物是指由 组成；例如 、 等。 ⑵、混合物是指由 组成；例如 、 等。 注意：①区分的关键：看其中物质种类；比如空气中含氧气、氮气、二氧化碳……等多种物质，因此空气是混合物。 ②纯净物中可能含一种元素，也可能含有多种元素。比如氧气只含有氧元素，五氧化二磷含氧、磷两种元素。只含一种元素的物质也可能是混合物，比如氧气（O2）和臭氧（O3）组成的物质。 练习：现有下列物质： ①洁净空气 ②冰水 ③水银 ④氧气 ⑤二氧化碳 ⑥自来水 ⑦铁粉 ⑧食醋 ⑨澄清石灰水 ⑩煤 属于纯净物有 ；属于混合物的有 。 二、氮气、稀有气体 主要性质 用途 氮气 物理性质：无色、无味气体，难溶于水，液氮沸点低，在极低温条件下加压才能液化成无色液体，液氮通常储存于黑色钢瓶中。 化学性质：化学性质不 活泼， 不燃烧也不支持燃烧，不供给呼吸 ①用于制造 温环境或医疗上冷 冻麻醉 ②作保护气 （如使粮食休眠和缺氧）。 ③将氮气充灌在白炽灯泡里，可防止钨丝氧化，延长灯泡的使用寿命。 ④博物馆中“真空充氮杀虫灭菌消毒机”来处理和保护文物。 ⑤制氮 肥 稀有气体 物理性质：无色、无味气体，通电时能发出不同颜色的光 化学性质：很不活泼 ①氦气可填充电子管、气 球、气体温度计、潜水服，焊接金属保护气 ②氖气作霓虹灯的填充气，放电时发出橘红色的光。 ③氩气作电弧焊接保护气。 【巩固精炼】 1.下列不属于描述镁在空气中燃烧现象的是（ ） A．放出大量热 B．发出耀眼白光 C．有白色固体生成 D．生成氧化镁 2.下列各组物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（ ） A．洁净的空气、液氮 B．五氧化二磷、河水 C．冰水混合物、五氧化二磷 D．稀有气体、二氧化碳 3.有关空气中氧气含量测定的实验，下列说法中不正确的是-----------------------------（ ） A、红磷燃烧后生成物是气体 B、燃烧冷却后集气瓶内的压强小于大气压 C、进入水的体积约为 1/5 D、约 4/5 体积的气体不支持燃烧 4.下列有关空气中各成分的性质和用途的说法，正确的是（ ） A．氧气用于气焊——氧气具有可燃性 B．氮气制造低温环境——液氮汽化吸热 C．氦气填充探空气球——氦气密度比空气大 D．稀有气体制作霓虹灯——稀有气体化学性质不活泼 5.如图是空气成分体积含量示意图，有关气体a、b、c的说法正确的是 A．气体a约占空气总质量的78% B．气体a化学性质比较活泼，可用于食品防腐 C．气体c主要成分是二氧化碳 D．气体b可用作发射宇宙火箭的助燃剂 6.如图所示是测定空气中氧气含量的创新实验装置（夹持装置已省略，试管底部有开口，红磷足量），对该实验认识正确的是（ ） A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾 B．推论：实验后玻璃管中剩余气体具有可燃性 C．分析：实验后冷却至室温试管内液面升至“4” D．评价：改用电热棒加热可减少对空气环境的污染 7.空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关空气的说法正确的是（ ） A．空气是纯净物 B．空气中的氧气可与所有物质反应 C．稀有气体可用于制作霓虹灯 D．空气中的氮气易溶于水 8.在受到猛烈撞击时，汽车安全气囊内的物质瞬间分解， 产生大量的空气中的体积分数最大的气体。该气体是（ ） A. 氮气 B. 氧气 C. 氦气 D. 水蒸气 9.暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量（装置如图）。以下对此改进实验的叙述，错误的是（ ） A. 此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 B. 实验前一定要检查装置的气密性 C. 此实验中发热剂的多少不影响测量结果 D. 此实验测出氧气的体积分数约是18.3％ 10.某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。下列分析合理的是 A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白烟 B．t2时刻，燃烧匙内的白磷停止燃烧 C．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度升高 D．通过t1和t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的20% 11.化学兴趣小组利用红磷燃烧实验，定量测定空气中氧气的体积含量： （1）实验原理：点燃红磷消耗密闭集气瓶内空气中的________，瓶内气体减少、压强降低，冷却后烧杯中水被大气压压入集气瓶。 （2）实验现象：点燃红磷后剧烈燃烧，产生________；装置完全冷却至室温后，集气瓶内水面上升，体积约占瓶内原有空气总体积的________。 （3）实验结论：空气中氧气所占体积分数大约为________。 （4）若实验结束后进水体积明显偏小，测量结果偏低，原因是 。 （5）实验结束后瓶内剩余主要气体氮气，可推出它的一条物理或化学性质：___________。 12.氧气在化学中有着举足轻重的地位，实验小组的同学用如图装置测定空气中氧气含量。 （1）如图1所示，用红磷在空气中燃烧来测定空气中氧气含量，发生反应的文字表达式为_____。 【实验改进】改进一：点火方式改进。 （2）如图2所示，利用电热丝通电放出热量引燃红磷，其优点是_____(写一点即可)。 改进二：测量方式改进。 为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师用气压传感器测定了图1装置内的压强变化，其变化情况如图3所示。 （3）图3曲线中BC段上升的原因是 ；D点时装置内剩余气体属于_____物(填“混合”或“纯净”)。 改进三：反应装置的创新。 （4）小雅利用图4测定空气中氧气含量，已知试管的容积为100mL，注射器抽拉至50mL，则理论上注射器的活塞应停留在刻度为_____mL处。 13．兴趣小组的同学利用数字化技术对“测定空气中氧气含量”进行了再探究(如图1)，得到的数据曲线如图2所示。 （1）红磷燃烧的符号表达式_______。 （2）实验前集气瓶中的水为25 mL，若集气瓶的容积为125 mL(燃烧匙所占体积忽略不计)，实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为_______mL。 （3）燃烧结束后，集气瓶中剩余的气体主要是_______(填化学式)。 （4）图2中X曲线表示的是_______(填“温度”或“氧气浓度”)。 （5）图2中_______(填“B”或“C”或“D”或“E”)点对应的操作是打开弹簧夹。 （6）BC段气压变化的原因是_______。 （7）若装置气密性不好，图中D点的位置将_______(选填“略上移”或“略下移”或“保持不动”)。 （8）某同学设计了如图3甲装置所示的实验，红磷和木炭均足量，分别把A、B两瓶中的红磷和木炭点燃，二者均燃烧完毕冷却至室温后，打开C、D两处的止水夹，她将看到甲装置烧杯中的水进入_______(填“A”或“B”或“A、B”)瓶。 第2章 空气与水资源 第1节 空气的组成 【基础梳理】 一、空气的组成 1.捕捉空气 向分液漏斗中加水，用水将左边集气瓶中空气压入到另一个集气瓶中收集起来； 2.空气中氧气体积含量的测定 ⑴实验思路和装置 完全耗尽 ⑵实验步骤： 气密性 氧气 瓶内气体的逸出 白烟 冷却至室温 烧杯中倒吸入约占集气瓶体积1/5的水 木条熄灭 不助燃、不可燃 点燃 ⑶实验原理：磷+氧气 五氧化二磷； 实验结论：氧气约占空气总体的1/5 推论：难溶于水 不可燃、不助燃 ⑷误差分析： <1/5 装置漏气、红磷不足、未冷却至室温；>1/5未迅速伸入集气瓶 ⑸氧气 生成物不为气体 不能，蜡烛燃烧产生二氧化碳气体，反应前后的压强几乎不变 3.空气的组成（体积分数） 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 4、纯净物和混合物 ⑴一种物质 氧气 二氧化碳 ⑵两种或两种以上物质 空气 石灰水 练习：②③④⑤⑦ ①⑥⑧⑨⑩ 二、氮气、稀有气体 主要性质 用途 氮气 无 无 难 黑 钢 稳定 ①低温 给手术刀降温而止血 ②粮食的保护气 ③防止钨丝氧化 ⑤氮 稀有气体 常温下稳定 ①气球 保保护气 ②填充气 ③保护气 【巩固精炼】 1.D 2.B 3.A 4.B 5.D 6.D 7.C 8.A 9.C 10.A 11.（1）氧气 （2）白烟 1/5 （3）1/5 （4）红磷不足或装置漏气或未冷却至室温 （5）难溶于水或不助燃、不可燃 12.氧气在化学中有着举足轻重的地位，实验小组的同学用如图装置测定空气中氧气含量。点燃 （1）磷+氧气 五氧化磷 （2）环保或误差小 （3）红磷燃烧放热 混合（4）30点燃 13．（1）P + O2 P2O5 （2）45 3）N2 （4）温度 （5）D （6）红磷燃烧放热 （7）略上移 （8）A 学科网（北京）股份有限公司 $