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人教版五四制八年级化学《我们周围的空气》讲学案（含课后作业）
学习目标
Section A 空气中氧气含量的测定
一、拉瓦锡测定空气含量的测定
很长一段时间里，人们一直认为空气的成分是单一的。二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过定量的方法研究空气的成分。
1. 实验一
（1）实验步骤：把少量汞放在密闭容器里连续加热 12 天；
（2）实验现象：银白色的液态汞变成红色粉末，容器里的空气体积减小约 1/5；
（3）实验原理：
文字表达式： 符号表达式：
（4）实验结论：拉瓦锡研究剩余 4/5 体积的气体，发现这部分气体既不能呼吸，也不能支持燃烧，他认为这些气体全部是氮气（化学符号 N2）。
2. 实验二
（1）实验步骤：将生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里加热；
（2）实验现象：红色粉末又变成了银白色物质；
（3）实验原理：
文字表达式：
符号表达式：
（4）实验结论：氧化汞加热分解成汞和氧气，氧气的体积恰好等于密闭容器所减少的体积。
3. 结论：
把实验二得到的氧气加到实验一中剩余 4/5 体积的气体中，得到的气体和空气的性质完全一样，因此拉瓦锡得出空气由氧气（O2）和氮气（N2）组成，其中氧气约占空气体积的 1/5。
4. 实验缺点：操作复杂，耗费时间长，且汞有毒。
二、空气中氧气含量测定
利用红磷与空气中的氧气反应测定空气中氧气的含量
1. 实验原理
利用可燃物燃烧消耗密闭容器里空气中的氧气，生成固体小颗粒，使密闭容器内的气压减小，在大气压的作用下，使水进入容器，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
文字表达式：
符号表达式：
2. 实验装置
（1）仪器：集气瓶、燃烧匙、双孔橡皮塞、玻璃导管、乳胶管、止水夹、烧杯、酒精灯。
（2）药品：红磷、水。
（3）装置图如下：
3. 实验步骤
（1）先在集气瓶内加入少量的水，并把液面以上容积分为 5 等份，做上记号，如图 1；
（2）连接相应装置，并用止水夹夹紧乳胶管，检查装置的气密性；
（3）将装有红磷的燃烧匙放在酒精灯火焰上加热直至燃烧，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子；
（4）待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。
4. 实验现象：
（1）红磷燃烧时，产生大量白烟（最后熄灭），放热；
（2）冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶，进入瓶内水的体积约占集气瓶总体积的 1/5。
5. 实验结论：
（1）红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；
（2）空气中氧气的体积约占空气总体积的 1/5；
（3）燃烧匙内剩余的红磷不再燃烧，集气瓶内水面上升到一定高度后，就不能再继续上升，说明氮气不能燃烧也不支持燃烧且难溶于水。
6. 实验注意事项
（1）药品选择
①药品与空气中氧气反应，且只能与氧气反应，反应剧烈程度要适中；
②药品燃烧后的生成物在常温时为固体或液态，不能为气体，且所占空气的体积可忽略不计；
③不能用木炭、硫、铁丝等代替红磷，木炭、硫燃烧后生成的物质分别是二氧化碳、二氧化硫气体，会弥补所消耗氧气的体积，使集气瓶内压强变化不明显，而铁丝在空气中不燃烧。
（2）集气瓶内加少量水的目的：迅速降温，吸收产生的白烟，防止污染空气。
（3）要求红磷必须过量，因为只有红磷过量时才能保证集气瓶中的氧气被消耗完。
三、空气中的主要成分及体积分数
在 19 世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来人们陆续发现了氦、氖等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气外，还有其他成分。目前，人们已用实验方法精确地测定空气的成分，如图：
（1）空气的主要成分是氮气和氧气；
（2）各成分的含量是体积分数不是质量分数；
（3）空气中各成分的含量一般来说是比较稳定的，但不是一成不变。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也有可能不同。
典例精练
1.青藏铁路正式通车后，旅客乘车穿越青藏高原时，会发生高原反应，感到呼吸困难，这是因为高原地区空气里（ ）
A、氧气的体积分数大大低于21%
B、氮气的体积分数大大超过78%
C、氧气的体积分数仍然为21%，但空气稀薄
D、二氧化碳气体含量大大增多
2、在100mL空气里，氧气占大约是( )
A .2. 1kg　　 B.21L　　 C .21g 　　D.21mL
3.如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量,实验前在集气瓶内加入少量水,并做上记号。下列说法中正确的是（ ）
A.实验前一定要检查装置的气密性
B.实验时燃烧匙内的红磷越多,水位上升越高
C.可用硫或木炭代替红磷完成该实验
D.红磷燃烧产生大量的白烟,火焰熄灭后应立即打开弹簧夹
4.用红磷燃烧法测定空气中氧气含量的实验中,下列做法不会使实验结果产生明显误差的是（ ）
A.使用少量的红磷 B.把红磷改为木炭
C.红磷燃烧后慢慢伸入集气瓶中 D.恢复到实验开始前的温度才进行测量
Section B 空气的成分
一、氮气的性质及其用途
1. 物理性质：无色、无味、难溶于水、密度小于空气的气体。
2. 化学性质：本身不能燃烧，一般不能支持燃烧，性质不活泼。
3. 用途：
（1）化工原料，工业上生产氮肥和硝酸盐；
（2）常用作保护气，焊接金属，食品防腐，延长灯泡寿命；
（3）医疗上液氮冷冻麻醉；
（4）超导材料在液氮低温环境下显示超导性能。
二、氧气的性质及其用途
1. 物理性质：无色、无味、不易溶于水的气体。
2. 化学性质：供给呼吸、支持燃烧（助燃性）——不可做燃料。
3. 用途：
（1）动植物呼吸；（2）炼钢；（3）宇宙航行；（4）医疗急救；（5）金属切割。
三、稀有气体的性质及其用途
稀有气体是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气等气体的总称，它们在空气中的含量较少，所以称为稀有气体，同时由于它们的化学性质非常稳定，因此又称为惰性气体。
1. 物理性质：无色、无味、难溶于水的气体，通电时发出不同颜色的光。
2. 化学性质：很不活泼（惰性）。
3. 用途：
（1）作保护气，如焊接金属时用来隔绝空气，灯泡中充稀有气体使灯泡耐用；
（2）制成多种电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯；
（3）用于激光技术；
（4）用于制造低温环境，氙气可用作医疗麻醉；
（5）汽艇、飞艇填充气。
典例精练
1.氧气的性质比氮气活泼,下列事实不能说明氧气的性质比氮气活泼的是（ ）
A.氧气和氮气都是无色、无味的气体 B.氧气可以炼钢,氮气常用作保护气
C.红磷在氧气中可以燃烧,在氮气中不能燃烧 D.食品包装防腐时充入氮气而不充入氧气
2.区分氮气和二氧化碳气体可根据它们下列性质中的（ ）
A.颜色 B.能否使火焰熄灭 C.状态 D.能否使澄清石灰水变浑浊
3.空气是一种宝贵的自然资源,下列有关空气的说法错误的是（ ）
A.空气中含量最多的气体是氧气,氧气可支持燃烧
B.随着工业的发展,排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染
C.空气中的稀有气体一般不与其他物质反应
D.液氮可用作制冷剂
4.庆典活动中，人们常用氦气充灌气球，其利用了氦气的性质有（ ）
①密度比空气小； ②在空气中不会发生燃烧和爆炸；
③是一种无色气体； ④不能供给呼吸。
A．①②③ B．②③④ C．①② D．③④
5.下列物质的用途是利用其化学性质的是（ ）
A．氧气供给呼吸 B．液氮做制冷剂 C．稀有气体用于霓虹灯 D．铜线制电缆
Section C空气污染与防治
一、空气污染物及危害
1. 主要污染物
污染空气的主要气体有二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）等。
2. 主要来源
（1）工厂排放的废气；
（2）汽车尾气：二氧化硫（酸雨）、一氧化碳（有毒）、二氧化氮；
（3）化石燃料的燃烧：烟尘、二氧化硫、二氧化氮。
3. 危害
（1）严重影响人体健康（有害气体、粉尘）。
（2）臭氧层空洞（由氟利昂、飞机尾气等造成），使紫外线危害人类和植物。
（3）酸雨的形成（二氧化硫、二氧化氮等气体引起的，导致土壤酸化、破坏建筑物、影响植物生长）。
二、空气污染的防治措施
1. 加强空气质量的检测（空气质量日报）
空气质量日报的主要内容包括以下 3 种：
（1）空气污染指数
目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物，称 PM2.5，也称为可入肺颗粒物）和臭氧等。
（2）首要污染物
测定大气污染的主要三种污染物即 NOx（氮氧化物）、TSP（总悬浮颗粒物）、SO2（二氧化硫）的浓度，浓度最大的作为本次测量的首要污染物。
（3）空气质量状况和级别
2. 消除污染源
（1）减少化石燃料的使用，更多地利用清洁能源，如风能，太阳能等；
（2）改革生产工艺，减少工厂废气排放。
3. 治理废气：
（1）汽车安装尾气净化装置；
（2）工厂废气处理后排放；
（3）植树造林，种花种草，改善环境。
典例精练
1.随着“绿色奥运”的理念逐渐深入人心，空气质量日益受到人们的关注。下列物质中，未计入北京市监测空气污染指数项目的是（ ）
A.氮气 B.二氧化硫
C.一氧化碳 D.可吸入颗粒物
2.目前,计入空气污染指数的项目中不包括（ ）
A.可吸入颗粒物 B.二氧化硫
C.一氧化碳 D.二氧化碳
3.空气是一种宝贵的自然资源，下列对空气的说法中正确的是（ ）
A．空气中含量最多的是氧气，氧气可支持燃烧
B．臭氧（O3）属于稀有气体，主要分布在距地面 10～50km 的高空
C．露天焚烧垃圾不会造成空气污染
D．随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染
课后作业
1.小轿车为增强安全性配有安全气囊。当车受到一定力量的撞击时,某些物质迅速分解,释放出一种空气中含量最多的气体,使气囊弹出并迅速膨胀,以保护车上人员安全。这种气体是（ ）
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
2.在治理城市空气污染中所采取的措施不正确的是（ ）
A.焚烧落叶,减少垃圾 B.植树造林,扩大绿地面积
C.汽车改用清洁燃料 D.加强环境监测,提高居民保护环境的意识
3.空气是生命赖以存在的物质基础,也是人类生产活动的重要资源。下列有关空气的说法正确的是（ ）
A.空气中分离出的氮气化学性质不活泼,可作焊接金属时的保护气
B.空气主要由氧气和氮气组成,其中氧气的质量约占空气质量的21%
C.空气质量报告中所列的空气质量级别数值越大,说明空气的质量越好
D.空气中的稀有气体化学性质很稳定,所以常用于制造多种用途的电光源
4.空气是一种宝贵的资源。请回答下列问题:
(1)空气中氮气的体积分数约为（）。
(2)如图分别表示空气中某些气体的主要用途,这些气体依次是（ ）。
(3)炼钢、气割、气焊等都要用到氧气,这主要是利用氧气的（）性。
(4)洁净的空气对人类非常重要。下列做法有利于保护大气的是（）(填序号)。
①工业废气处理达标后排放　②大力发展火力发电　③综合利用秸秆,杜绝秸秆焚烧现象

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