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第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
第1课时 空气的组成
掌握测定空气中氧气含量的实验原理和操作步骤，能够解释实验现象
1
了解空气的主要成分，并能准确说出空气中主要成分所占的大致比例
2
知道物质的组成；明确概念，能区分混合物和纯净物
3
什么东西看不见，摸不着，无色无味，却又无孔不入，动物植物都需要呢？
空气
如何来证明空气的真实存在呢？
拉瓦锡(1743～1794)，法国著名化学家、近代化学的奠基人之一、近代化学之父。
为了弄清楚空气的成分，有很多科学家致力于这方面的研究，其中最有名的就是法国化学家拉瓦锡做的实验。
拉瓦锡
那么，空气由什么组成的呢？
空气的组成
拉瓦锡空气成分的测定
拉瓦锡研究空气成分所用的装置
实验步骤1：
将少量的汞放在密闭的容器里连续加热12天
A
A
B
一部分银白色的液态汞变成红色粉末
实验现象
容器里空气的体积差不多减少了1/5
实验原理
文字表达式：
汞+ 氧气 氧化汞
加热
A
空气的组成
拉瓦锡空气成分的测定
Hg
O2
HgO
加热氧化汞
拉瓦锡空气成分的测定
空气的组成
实验步骤2：把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热。
红色粉末又生成了银白色物质
和能使带火星木条复燃的气体
实验现象
氧化汞 汞 + 氧气
加热
实验原理
HgO Hg O2
实验结论
空气由氧气和氮气(N2)组成，其中氧气约占空气总体积的1/5
回顾实验，思考：拉瓦锡如何测得空气中氧气的含量的？
拉瓦锡测定空气中氧气含量实验原理
在密闭容器里，将(液态)汞在(加热)条件下，与容器里的氧气反应，生成(固态)氧化汞，使密闭容器里的气体体积(减小)，压强(降低)，而使外界大气压将汞槽中的水银压入密闭容器，根据(水银进入密闭容器的体积)，判定密闭容器中氧气的体积
实验时间较长
汞(水银)
(加热)条件下，只与容器里的氧气反应，生成(固态)氧化汞
找一种可燃物燃烧只消耗氧气使瓶内气压减少，让水倒吸
，实验操作及实验装置比较复杂
，且实验过程对环境有污染
拉瓦锡空气成分的测定
空气的组成
如何改进拉瓦锡的实验并在实验室快速的验证拉瓦锡的实验结论呢？
拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验有何不足之处？
反应物角度： _________________________
生成物角度： _______________________________________________
只与空气中的氧气反应
生成物不能是气体，最好是固体，能产生压强差。
拉瓦锡测定空气中氧气含量实验改进方案-实验药品的选择
本实验中，可燃物应满足什么条件？
测定空气里氧气的含量
拉瓦锡测定空气中氧气含量实验改进方案-实验装置的选择及原理
测定空气里氧气的含量
实验装置
P O2 P2O5
红磷+氧气 五氧化二磷
点燃
实验原理
①利用可燃物红磷消耗密闭容器内空气中的氧气，生成固态五氧化二磷
②密闭容器内的气压减小，小于外界大气压
③在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积
有毒，易溶于水
吸收有毒的五氧化二磷
防止燃烧物溅落瓶底，使瓶底炸裂
水的作用
吸收热量，缩短冷却至室温的时间
实验步骤
①连接装置并检查装置的气密性；
②在集气瓶内装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份，并用橡皮筋做上记号；
③用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧；
④燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹。
拉瓦锡测定空气中氧气含量实验改进方案-实验步骤
测定空气里氧气的含量
测定空气里氧气的含量
拉瓦锡测定空气中氧气含量实验改进方案
操作 实验现象
打开弹簧夹 之前
打开弹簧夹 之后
实验结论
红磷燃烧，发出黄色火焰，产生大量白烟，放出大量的热；
装置冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
空气中氧气约占空气总体积的1/5。
操作 结果
若红磷不足，氧气不能耗尽，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低。
装置漏气会使装置外的空气进入，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低。
此时装置内的气体温度偏高，压强偏大，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低。
测定空气里氧气的含量
误差分析
实验中进入水的体积小于空气总体积的1/5，可能的原因有哪些？
红磷少量
装置漏气
集气瓶未冷却到室温后，就打开止水夹
测定空气里氧气的含量
误差分析
实验中进入水的体积大于空气总体积的1/5，可能的原因有哪些？
操作 原因
伸入过慢会使装置内的气体受热逸出，导致进入瓶中的水的体积偏大，测量结果偏高。
装置内气体受热膨胀逸出，导致进入瓶中的水的体积偏大，测量结果偏高。
点燃红磷后没有立即伸入集气瓶，并塞紧塞子
橡皮管的弹簧夹未夹紧
该实验有哪些注意事项？
①装置气密性良好； ②红磷要过量；
③集气瓶内加入少量水 ； ④弹簧夹要夹紧；
⑤插入燃烧匙的速度要快； ⑥塞塞子要迅速；
⑦完全冷却后打开弹簧夹；
测定空气里氧气的含量
空气的成分
空气中剩余4/5的气体只有氮气吗？
氮气
（78％）
氧气（21％）
其他气体和杂质
（0.03％）
二氧化碳（0.03%）
稀有气体（0.94%）
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%、其他气体和杂质0.03%
物质的分类
混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。
纯净物：只由一种物质组成的物质。
冰水混合物
“新鲜、洁净、清洁、混合”不是判断物质是否纯净的依据
纯净物 混合物
特性
表示方法
举例
联系
有固定的组成和性质，如熔点、沸点等
没有固定的组成和性质，
各物质都保持各自的性质
可用化学符号表示
不能用化学符号表示
氧气(O2)、硫（S）、一氧化碳（CO）、冰水混合物（H2O）等
纯净的空气、稀有气体（特指某种稀有气体时就是纯净物）、海水、糖水等
混合物 纯净物
分离、提纯
混合
物质的分类
混合物与纯净物之间的区别和联系
1. 有下列几种物质：
①海水 ②液氧 ③食醋 ④铁 ⑤加碘食盐 ⑥冰和水 ⑦苹果汁饮料。
其中属于纯净物的是________；属于混合物的是__________。
②④⑥
①③⑤⑦
(2)B装置与A装置相比，优点是
。
B装置在集气瓶内部点燃红磷，不会产生空气污染和因塞胶塞过慢产生的误差
2.某校化学兴趣小组用图A的装置测定空气中氧气含量。
(3)用B装置进行实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数大于1/5，可能的原因是 。
止水夹未夹紧
3.下图变式装置，相对于原装置的优点是什么？
左图：_____________________________________________
右图：_____________________________________________
避免了因塞胶塞过慢而导致的实验误差
避免了因止水夹未夹紧而导致的实验误差
4．如图所示装置可验证空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是
A．实验时要塞紧橡皮塞
B．白磷的作用是消耗试管中的氧气
C．白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D．最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处
【详解】A、塞紧橡皮塞，可减少误差，该选项叙述正确；
B、白磷燃烧消耗氧气，该选项叙述正确；
C、白磷熄灭并冷却后才能再打开止水夹，若未冷却就打开弹簧夹，则进入的水的体积会偏小，该选项叙述正确；
D、该装置中氧气的体积为130ml×1/5=26，则会倒吸入26mL的水，则最终量筒中液面约降至50mL-26mL=24mL，该选项叙述不正确。故选D。
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%
其他气体和杂质 0.03%
实验现象
实验原理
反应表达式
实验结论
误差分析
空气中氧气体积含量的测定
空气的组成
课题1
我们周围的空气
第1课时

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