1.1 空气的成分第一课时-2026-2027学年科学浙教版八年级下册

1.1空气的成分（第一课时） 【思考】我们真的了解空气吗？ 空气的发现史 17世纪 1775年 空气是一种成分单一的物质 1667年 燃素说 拉瓦锡：空气主要由氧气和氮气组成 可燃物中都含有一种叫作“燃素”的成分，可燃物燃烧就是向空气中释放“燃素”的过程。 2 乔治·西蒙·欧姆 1787——1854 探索实践 【任务一】明确测定空气中氧气体积分数的实验原理 注射器吸入空气的体积 集气瓶中倒吸入水的体积 ＝ 乔治·西蒙·欧姆 1787——1854 探索实践 【思考】阅读教材第2页的相关内容，讨论并回答下列问题： 1、拉瓦锡为什么选择汞进行实验？实验中为什么要连续加热12天？ 2、拉瓦锡为什么要采用密闭容器进行实验？ 3、运用等效替代法思想，预测并解释钟罩内产生的现象，写出测定氧气体积的表达式。 乔治·西蒙·欧姆 1787——1854 探索实践 【思考】阅读教材第2页的相关内容，讨论并回答下列问题： 1、拉瓦锡为什么选择汞进行实验？实验中为什么要连续加热12天？ 2、拉瓦锡为什么要采用密闭容器进行实验？ 3、运用等效替代法思想，预测并解释钟罩内产生的现象，写出测定氧气体积的表达式。 选用汞的原因：①汞仅能与空气中的氧气反应，不与氮气等其他气体反应；②汞为液态，能充分接触空气；③反应生成的氧化汞为固体，不会改变装置内气体总量。 连续加热 12 天：保证装置内空气中的氧气被完全耗尽，使实验结果更准确。 防止装置内外发生气体交换，避免空气进出容器，保证实验测定结果准确。 现象：汞与氧气加热反应，钟罩内氧气被消耗，内部气压减小，汞槽中液面上升。 体积表达式：V耗氧=V吸 探索实践 测定空气中氧气体积分数的实验原理： 钟罩内氧气消耗 汞槽内液面上升 V耗氧=V吸 探索实践 【任务二】设计可测定空气中氧气体积分数的实验方案 【思考】本实验对消耗氧气的药品有什么要求？ 第一，在空气中仅能与氧气发生化学反应，不与氮气等其他气体反应； 第二，反应后的生成物不是气体，以此保证瓶内气压变化可被准确观测，从而测定氧气的体积含量。 【练一练】木炭、镁条、红磷是三种常见的可燃物，能否作为该反应的药品？说明理由。 木炭：反应生成气体，瓶内气压几乎不变，水无法倒吸，不能选用。 镁条：不仅与O2反应，还会与空气中的N2等反应，测量结果偏大，也不能选用。 红磷：在空气中只和氧气反应，燃烧后生成白色固体五氧化二磷，生成物是固体，不会占据气体体积，完全符合实验要求。 探索实践 【实验装置】 A F B C D 燃烧匙 集气瓶 止水夹 导管 烧杯 G 红磷 E 水 探索实践 探索实践 2. 点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察到的现象是：____________________________________________________________。 3. 火焰熄灭后，振荡集气瓶，冷却至室温，打开导管上的止水夹，观察到的现象是 _____________________，瓶内水位_________________________ 。 消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为 _________。 4.实验能得到什么结论？ 1. 先在集气瓶里加入少量水，再把剩余的容积分成 10等份，做上记号。 红磷剧烈燃烧，发出黄白色火焰，产生大量的白烟，放出大量的热 水从烧杯倒吸入集气瓶内 上升，约占瓶剩余容积的1/5 1:4 氧气约占空气体积的1/5 该反应可用文字表达式表示: 红磷 + 氧气 五氧化二磷 点燃 探索实践 3.为什么烧杯内的水会进入到集气瓶内？ 红磷和氧气发生反应生成的 P2O5 是固体，同时 P2O5 溶于水，使瓶内气体压强减小，打开止水夹后，大气压把水压入集气瓶中，直至内外压强相等。 4.如果用木炭、硫等代替红磷来做实验，结果如何？ 木炭燃烧生成的是气体二氧化碳，瓶内压强几乎不变。 【实验反思】 1.实验前，先在集气瓶里加入少量水的目的是什么？ 冷却燃烧后的气体，溶解生成的 P2O5 固体。 2.实验装置和红磷的用量分别有什么要求？ 密闭容器。 红磷过量，将氧气充分消耗。 探索实践 该实验的原理与拉瓦锡实验的原理一样吗？ 该反应可用文字表达式表示: （P） （O2） (P2O5) 红磷 + 氧气 五氧化二磷 点燃 消耗了氧气，生成固体物质，使得密闭容器内气压减小，大气压将水（汞）压入容器中 该反应可用文字表达式表示: （Hg）（O2） (HgO) 汞 + 氧气 氧化汞 加热 【思考与讨论】 探索实践 （1）未等瓶内的气体冷却就打开止水夹 （2）红磷的量不足，没有充分消耗氧气 （3）装置的气密性不好，可能漏气 在我们的实验中，吸入的水的体积往往小于集气瓶内空气总体积的 1/5。为什么会出现这样的现象？ 吸入集气瓶的水少 瓶内外气压差偏小 瓶内气压偏大 【误差分析】 探索实践 （1）点燃红磷后塞瓶塞较慢，导致瓶口部分空气逸出 （2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹 在我们的实验中也会出现吸入的水的体积大于集气瓶内空气总体积的 1/5的情况。为什么会出现这样的现象？ 【误差分析】 吸入集气瓶的水多 瓶内外气压差偏大 瓶内气压偏小 请你设计“测定空气中氧气体积分数的实验”，尽可能减小误差，并把你的实验方案与同学交流。 实验改进 实验改进     改进目的：改进教材实验的弱点，使实验结果更精确， 使实验更环保。 常见的一些改进装置如下： 图①可以通过凸透镜聚光点燃集气瓶内的白磷，避免空气污染； 图②~⑤都是在装置内点燃红磷(白磷)，且容器有精确的刻度，能更精确测得空气中氧气的体积。 空气的发现史 17世纪 1775年 19世纪末 空气是一种成分单一的物质 1667年 燃素说 拉瓦锡：空气由氧气和氮气组成 可燃物中都含有一种叫作“燃素”的成分，可燃物燃烧就是向空气中释放“燃素”的过程。 发现氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体 目前，我们已能用实验方法精确地测定空气的成分。 17 空气的成分 各种实验测定表明，空气中有多种成分。各成分的体积占比大约是： 稀有气体 0.93％ 二氧化碳 0.04％ 其他气体和杂质 0.03 ％ 在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。 空气的成分与用途 人类的生产和生活离不开空气，空气是一种重要的自然资源。 常用深度冷冻法分离空气，此方法可制得氧气、氮气与稀有气体，所得气体产品的纯度可达98.0%～99.9%。 氧气O2的用途 O2 供给呼吸 作为助燃剂 金属切割、焊接 燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属 氮气N2的用途 制造硝酸、化肥 用作保护气：灯泡、食品、焊接金属 化学性质不活泼 液氮汽化吸热 （物理性质） 制造低温环境： 医疗、超导材料 催化剂 高温 高压 决定 体现 决定 体现 氮气 + 氢气 氨气 用途 性质 决定 体现 稀有气体的用途 用途 性质 通电发光 （物理性质） 电光源：霓虹灯、航标灯、闪光灯等 化学性质不活泼 用作保护气：灯泡、金属焊接等 液氦汽化吸热 （物理性质） 氦气：飞艇、热气球 决定 体现 决定 体现 决定 体现 ①氦气化学性质不活泼 ②氦气的密度比空气小 决定 体现 液氦：制造低温环境 决定 体现 实战应用 【实践作业】 实验改进设计： 课堂中介绍了多种改进实验装置，请结合原红磷实验的缺点（污染空气、操作易漏气、误差大等），手绘一套简易改进装置（最好能够制作出来），并标注： 1.所用材料； 2.改进后装置的优点（至少 2 点）。 null 59558.074 null 19670.186 null 32992.92 Lavf58.46.101 null 50546.297 null 47228.918 null 11859.563 null 10893.047 $