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科粤版九上
2.1.1 空气有哪些成分
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.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。
3.能区分混合物和纯净物。
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？
一、空气成分发现史
卢瑟福(苏格兰)1772 浊气(氮气)
舍勒(瑞典)1773 火气(氧气)
普利斯特利(英国)1774 脱燃素空气(氧气)
拉瓦锡(法国)1774 空气中存在氮气、氧气
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
拉瓦锡空气成分的测定
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
Hg
O2
HgO
拉瓦锡空气成分的测定
加热氧化汞
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
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
实验结论
拉瓦锡空气成分的测定
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
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？
拉瓦锡空气成分的测定
二、空气中氧气含量的测定
测定空气中氧气含量
请在通风橱中进行实验
实验原理：
利用红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的氧气，使集气瓶内压强减小，在大气压的作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积；反应的文字表达式：
红磷+氧气 五氧化二磷
点燃
实验操作 观察和思考
1.用记号将集气瓶的水面上方容积划分为5等份，组装好仪器，夹紧止水夹 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？
水和空气
红磷燃烧，发出黄光，产生大量白烟，放热
氧气
实验操作 观察和思考
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？
烧杯中的水经导管进入集气瓶，集气瓶内水面上升约为1/5；因为红磷燃烧消耗氧气，实际集气瓶内压强减小，在外界大气压的作用下，水进入容器
实验结论：空气中含有氧气，且氧气的体积约占空气体积的1/5
讨论与交流
1. 若集气瓶内的水未上升至 1/5 处，可能的原因有哪些？
若集气瓶中的水未上升至1/5 处，会导致测定结果偏小，可能的
原因有：
①装置漏气，反应结束后，外界空气会进入装置；
②红磷量不足，装置内的氧气不能被完全消耗；
③未待装置冷却至室温就松开止水夹，集气瓶中的气体还处于受热膨
胀状态，压强变化不明显。
误差分析
因素 影响
测定结果小于1/5
测定结果大于1/5
装置漏气
反应结束后外界空气进入
红磷的量不足
氧气不能完全被消耗
未待装置冷却到室温就打开止水夹
温度较高，气体膨胀，剩余气体占有较大的体积
点燃的红磷伸入瓶中过慢或伸入瓶中后未立即塞上塞子
瓶内空气受热膨胀，部分逸出
最初止水夹未夹紧
2. 能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？
不能。木炭、蜡烛燃烧都会生成气体，使瓶内的气体压强变化不
大，导致测定结果不准确。
3. 能否选用铁丝、镁条代替红磷进行实验？
不能。铁丝在空气中不能燃烧；镁条在空气中燃烧，不仅和氧气
反应，还会和二氧化碳、氮气反应。
“耗氧剂”的选择依据：①在空气中能燃烧且只与氧气反应；
②燃烧后的生成物不能是气体，最好是固体，需产生压强差。
讨论与交流
拓展延伸
方法一、测量进入容器内水的体积或容器内水的体积变化
注意：所有试剂需足量；实验结束冷却至室温后再观察现象。
优点：装置始终密闭，减小测定误差，不污染空气。
方法二、利用刻度测量密闭容器内气体体积的减少量
注意：所有试剂需足量；实验结束冷却至室温后再观察现象。
优点：装置始终密闭，减小测定误差，不污染空气。
拓展延伸
气体成分 占空气总体积的百分比/%
氮气 78
氧气 21
稀有气体(氦氖氩氪氙氡) 0.94
二氧化碳 0.03
其他 0.03
氧气
氮气
空气的组成成分（体积分数）
水蒸气在空气中的含量不固定，因地区和天气而异。例如阴雨天，空气中的湿度大，水蒸气含量会大些。二氧化碳的含量也会因人类活动的影响等原因而有所变化。
从组成物质的种类上看，空气和氧气有什么不同？
混合物
由两种或两种以上的物质组成的
空气
如空气、海水、河水、食盐水等。
三、怎么区分混合物和纯净物
纯净物
只由一种物质组成的
氧气
纯净物可用专门的化学符号来表示。如氮气、氧气和二氧化碳可分别表示为N2、O2、CO2。
(化学式将在第四单元正式学习)
思考与讨论：
判断下列常见的物质中，哪些属于 ？哪些属于 ？
纯净物
混合物
干净的空气
冰水共存物
氧化汞
液氧
稀有气体
二氧化碳
河水
澄清石灰水
五氧化二磷
注意：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。
1. 最早用定量的方法研究了空气成分的科学家是( )
A. 拉瓦锡
B. 张青莲
C. 道尔顿
D. 门捷列夫
A
2. 实验室中为测定空气中氧气的体积分数，利用如图所示装置
进行实验。若要实验成功，下列说法正确的是（　　）
A. 红磷一熄灭就可以松开止水夹
B. 实验中烧杯内水的量可以随意
C. 红磷的量要充足
D. 也可以用炭粉来进行实验
C
3. 人类离不开空气，没有空气就没有生机勃勃的地球。关于空气的描述正确的是（ ）
A. 氧气体积在空气中约占总体积的4/5
B. 空气中氧气的体积分数最大
C. 空气中含有稀有气体
D. 空气的组成成分从古至今是永远不变的
C
4. 柯柯用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。加热试管，红磷开始燃烧，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是（ ）
A. 使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果
B. 红磷燃烧完后打开弹簧夹，要等到注射器活
塞不再移动才能读数
C. 要达到实验目的，试管中的红磷不能更换为
木炭
D. 若注射器中的水最终减少了 10 mL，说明空气中氧气的体积分数约为 20%
A

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