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2.1 空气的成分
第1课时 空气的成分和用途
第二单元
空气、物质的构成与组成
1.了解空气的主要成分，知道空气中主要成分的含量。
2.知道空气中氧气含量的测定方法。
3.掌握空气中各成分的主要用途。
4.能够区分纯净物和混合物。
学习目标
导入新课
猜谜：
一物到处有，用棒赶不走；眼睛看不见，
手摸也没有；咀嚼无滋味，没它活不久。
空气
空气真清新呀！空气中有哪些成分呢？
如何保护空气？
科学家是怎样发现空气的成分的？
很久以前，人们认为空气只是单一的某种物质。
法国化学家拉瓦锡第一次用定量的方法证明了空气中有氧气和氮气。
18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别制得了“氧气”。
英国化学家拉姆西发现了稀有气体氩，以后各种稀有气体陆续被发现。
讲授新知
拉瓦锡探究空气成分的实验
一
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(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。
拉瓦锡
实验原理
在密闭容器里，用某种物质和空气中氧气反应生成
，使容器内压强______，液体进入容器。
_____________________ 就是空气中氧气的体积。
拉瓦锡和他研究空气成分的装置
试剂：汞
进入容器中液体的体积
结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
固体
减小
实验：测定空气中氧气含量
1.测定空气中氧气的含量
探究空气成分的实验
二
实验
原理
利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，水进入容器，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
实验
用品
①仪器：集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、胶皮管、止水夹、烧杯、酒精灯及火柴。
②试剂：红磷、水。
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用止水夹夹紧胶皮管，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，打开止水夹。
实验
步骤
实验操作 观察与思考
1.将集气瓶的水面上方剩余空间划分为5等份。 实验前集气瓶里装的是什么？
。
2.点燃燃烧匙中的红磷，迅速插入集气瓶中，塞好胶塞。 瓶内出现什么现象？
。
红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质？
。
3.反应停止后，待集气瓶冷却至室温，松开止水夹 你观察到什么现象？如何解释？
。
请你根据上述实验事实作出结论：
。
空气
红磷燃烧，产生大量白烟
氧气
水进入集气瓶且流入水的体积约占瓶内空气体积的1/5
氧气约占空气总体积的1/5
1.若集气瓶内的水未上升至1/5处，可能的原因有哪些？
2.能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？
3.剩余气体的主要成分是什么？
装置漏气； 红磷的量不足； 未完全冷却就打开止水夹。
不能，因为蜡烛、木炭与氧气反应产生了二氧化碳，影响测量结果。
剩余气体主要是氮气。
2. 空气的成分
【注意】1.水蒸气在空气中的含量不固定，受地区和天气的影响。如阴雨天空气湿度大，水蒸气含量也会略大。
2.二氧化碳的含量也会因人类活动而有所变化。
在组成空气的各种成分中，氮气含量最多，稀有气体含量很少，这些气体都有各自的用途。要认识它们的用途，先要了解它们有什么性质。
性质
用途
决定
反映
1.氮气
物理性质
无色、无味的气体，在标准状况下密度比空气略小，难溶于水。
化学性质
不活泼，一般情况下，它不支持燃烧也不供给呼吸。
氮气和稀有气体
三
①用氮气做灯泡或食品包装的填充气，焊接金属时常用作保护气。
②液态氮气用于医疗手术（冷冻细胞，杀伤细胞，防止癌细胞扩散）。
③用氮气制氮肥（人工固氮，工业制氨气）。
④超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。
用途
食品充氮防腐
2.稀有气体
物理性质
无色、无味的气体，难溶于水。
化学性质
很不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生化学反应。
①作为保护气。
②制成多种电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等。
③用于激光技术或医疗麻醉。
④用氦气代替氢气填充气球，不会发生爆炸。
用途
物质按组成成分的多少如何划分？
1. 混合物：由两种或两种以上的物质组成的物质。混合物不能用化学符号来表示，如空气，矿泉水等。
2. 纯净物：只由一种物质组成的物质。纯净物可以用化学符号来表示，如氮气可以用N2来表示；氧气、二氧化碳可分别表示为O2、CO2等。红磷(P)和五氧化二磷(P2O5)也是纯净物。
混合物和纯净物
四
纯净物 混合物
特性
表示方法
举例
联系 纯净物和混合物的区别和联系
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)、水(H2O)等
纯净的空气、稀有气体、海水、糖水等
混合物 纯净物
分离、提纯
混合
纯净物和混合物易错提醒
1.纯净物是相对的，不是绝对的，也就是说客观物质世界中绝对纯净的物质是没有的。
2.带“混合”字样的不一定是混合物，如：冰水混合物（纯净物）；带“纯净”字样的不一定为纯净物，如：纯净的空气（混合物）。
纯净物和混合物的易错提醒
A.相交关系
B.包含关系
C.并列关系
√
如果用两个圆分别表示纯净物和混合物，那么这两个圆是什么位置关系？
空气的成分
空气的成分（体积分数）
物质的简单分类
空气中氧气含量的测定
原理
现象
结论
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%
纯净物
混合物
只由一种物质组成
由多种物质组成
课堂小结
随堂训练
1.下列物质属于纯净物的是（ ）
A.空气 B.冰水混合物
C.矿泉水 D.牛奶
2.在空气中，体积分数占0.03%的是（ ）
A.N2 B.O2 C.CO2 D.Ar
B
C
3.空气是一种宝贵的资源。下列有关空气的说法中正确的是(　　)
A．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品防腐的保护气
B．空气主要由氧气和氮气组成，其中氧气在空气中的质量分数约为1/5
C．霓虹灯可以发出各种颜色的光是利用稀有气体的化学性质
D．空气中没有能作为生产化肥的原料的成分
A

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