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第二单元 空气和氧气
The air around us
课题1 我们周围的空气
第1课时
教化学的花花老师
Learning aims
学习目标
1.
知道空气的组成及各成分的体积分数
2.
了解测定空气中氧气含量的实验原理
3.
能够正确区分纯净物和混合物
阅读课本第30-32页，思考以下问题：
1、空气的组成及各成分的体积分数？
2、测定空气中氧气含量的实验原理？
3、如何能够正确区分纯净物和混合物？
猜谜语：
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。
日常生活中如何感受空气的存在？
窗帘飘动
风吹动树叶
空气
科学史话—— 空气的发现史
1772年
浊气(氮气)
卢瑟福
舍勒
火气(氧气)
1773年
普利斯特里
1774年
脱燃素空气(氧气)
拉瓦锡
氧气、氮气
1777年
拉瓦锡研究空气成分实验
二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法测定了空气的成分。
视频：拉瓦锡和他的钟罩实验
科学史话——拉瓦锡研究空气成分
2、曲颈甑中和汞槽中的汞分别起到什么作用？
汞和密闭体系中的氧气反应，生成固体氧化汞，密闭体系中气体的量减少，气压变小，小于大气压，因此大气压将汞压入到玻璃钟罩内，钟罩内汞的液面上升。上升汞的体积即为消耗氧气的体积
3、通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气（O2）和氮气(N2)组成， 其中氧气约占空气总体积1/5的结论。
1、为什么玻璃钟罩内汞的液面会上升？
（1）消耗氧气 （2）形成密闭体系
拉瓦锡研究空气成分实验
汞
汞
实验现象
一部分银白色的液态汞变成红色粉末
玻璃钟罩内汞的液面上升
相关反应
汞 + 氧气 氧化汞
加热
Hg
O2
+
HgO
从今天的角度评价，拉瓦锡的实验有哪些不足之处？
实验耗时长，操作装置比较复杂，汞有毒不环保等
能否模仿这个著名的实验，设计一个简单的实验来粗略测定空气中氧气的含量呢？
一、测定空气中氧气的含量
按图 2-4所示的实验装置进行实验。在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记。用弹簧夹夹紧乳胶管。在燃烧匙内放入足量的红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后立即伸入瓶中，并塞紧橡胶塞。待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，可以观察到烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升。请讨论并解释这个实验的原理。
一、测定空气中氧气的含量
实验现象
红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟
冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，
瓶内液面上升至1刻度的标记附近
原理分析
红磷＋氧气　　　　五氧化二磷
点燃
红磷燃烧，消耗氧气，生成白色固体,瓶内气体减少，压强变小，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，集气瓶内被消耗的氧气的体积就是进入集气瓶中水的体积
结论
氧气约占空气总体积1/5
P＋O2　　　　P2O5
点燃
一、测定空气中氧气的含量
(1)为什么要检查装置气密性
防止装置漏气，空气进入将消耗的氧气体积补充，导致进水量小于1/5
(2)集气瓶中先加少量水的目的是什么
降温和吸收有毒的五氧化二磷白烟的作用
(3)红磷足量的原因是
充分消耗瓶内氧气，若不足，进水量小于1/5
(4)弹簧夹没夹紧造成的后果是
导致红磷燃烧时空气从导管逸出，瓶内压强减小，进水量大于1/5
(5)点燃的红磷为什么要迅速伸入集气瓶中(即立即塞紧瓶塞)
防止瓶内空气受热逸出，导致瓶内压强减小，进水量大于1/5
(6)为什么要冷却后才打开止水夹
避免造成实验误差，如果燃烧完毕就打开，瓶内气体受热膨胀，压强较大，导致烧杯内的水不能进入集气瓶空气部分的1/5
红磷燃烧停止后，集气瓶内液面上升到一定高度，还能继续上升吗？说明剩余气体有什么性质？它是什么气体？
（2）氮气不能燃烧也不支持燃烧
（1）氮气难溶于水
物理性质
化学性质
氮气的两条性质
选择的药品要满足：
足量，在空气中只消耗氧气，生成物一般不为气体。
如：能否用木炭或硫粉来代替红磷？
不能，木炭或硫粉燃烧生成气体，使得集气瓶内外不能形成压强差。
1.烟和雾的区别
红磷燃烧生成大量白烟（ ）
红磷燃烧生成大量白雾（ ）
红磷燃烧生成大量烟雾（ ）
2.结论不能代替现象
红磷燃烧生成大量白烟（ ）
红磷燃烧生成五氧化二磷（ ）
描述实验现象要注意：
√
×
×
√
×
装置改进
在装置内点燃
优点：（1）误差小，更精确 （2）减少污染，更环保
温度、压强的变化情况：
温度：
先升高，再降低，最终恢复到室温
压强：
先升高，再降低，再升高，最终内外一样
实验过程中压强的变化情况
BC 段变化原因：
CD段变化原因：
DE段变化原因：
主要是燃烧放热，气体受热膨胀，压强增大
燃烧消耗氧气，压强减小
打开止水夹，水进入瓶中
二、空气的组成
空气 成 分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其它气体
体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
易错提醒：
1.0.94%是稀有气体而不是CO2
2.是体积分数而不是质量分数
在19世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来人们又发现了氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体"，才认识到空气中除了氧气和氮气，还有其他成分。目前，人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。
三、纯净物和混合物
注
意
1.一般...化...；...酸...属于纯净物:二氧化碳、五氧化二磷、高锰酸钾
2.混合物无固定的物理性质，各成分保持各自的化学性质；而纯净物有固定的物理性质和化学性质，可以用化学符号表示。如：氧气（O2）
混合物
由两种或两种以上物质混合而成
举例:水、冰、冰水混合物、蒸馏水、水蒸气、二氧化碳、干冰、水银、铁水、液氧、液氮、臭氧、金刚石
举例：**溶液、澄清石灰水、食醋、稀有气体、合金、矿石、碘酒、清新的空气、清澈的海水、纯牛奶、纯净水、矿泉水
纯净物
只有一种物质组成
1、化学家拉瓦锡通过实验得出空气由氧气和氮气组成，其中约占空气体积五分之四的是（ ）
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体
2、利用如图所示装置测定空气中氧气的含量（装置气密性良好）。下列操作不正确的是（ ）
A．实验前用弹簧夹夹紧胶皮管
B．将集气瓶内水面上方空间分为5等份
C．点燃红磷后，立即将燃烧匙伸入瓶中并塞紧胶塞
D．红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象
A
D
3、判断下列物质
属于纯净物的有 ；
属于混合物的有 。
①清新洁净的空气
②矿泉水
③五氧化二磷
④澄清石灰水
⑤铁水
⑥冰水混合物
⑦碘酒
⑧液氮
⑨酱油
③
⑤
⑥
⑧
⑨
①
④
②
⑦
一、空气的组成
1.空气的成分按体积分数：氮气占_____，氧气占_____，稀有气体占________，二氧化碳约占______，其他气体占_______。
2.最早得出空气由氧气和氮气组成的科学家是__________。
3.测定空气中氧气含量的实验现象：
（1）红磷燃烧产生大量_____；
（2）进入集气瓶内水的体积约占集气瓶上方空气体积的 。
实验结论： 。
二、纯净物和混合物
混合物：由 组成的物质；
纯净物：由 组成的物质。
技巧：纯净物都有唯一的化学式。
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
拉瓦锡
氧气约占空气总体积的1/5
不同种物质
一种物质
白烟
1/5
1.如图是用来测定空气中氧气含量的装置，有关说法正确的是（ ）
A.红磷燃烧时产生大量白色烟雾
B.由此实验可推测氮气难溶于水
C.燃烧匙中的红磷可换成蜡烛
D.红磷量不足导致测定结果偏大
B
①在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;
②用弹簧夹夹紧乳胶管;
③点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧,观察现象;
④红磷熄灭后,立即打开弹簧夹,观察现象。
其中有错误的步骤是（ ）
2、测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下
(已完成装置气密性检查):
A.① B.② C.③ D.④
D
3.利用如图装置验证空气中氧气的含量。下列叙述正确的是（ ）
A.实验前需检查装置的气密性
B.白磷熄灭后立即打开止水夹
C.最终量筒中液面约降至40mL刻度线处
D.白磷可以消耗完试管中的氧气和二氧化碳
A
Have a rest
科学史话—— 空气的发现史
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