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第二单元空气和氧气
课题1 我们周围的空气
1
空气与我们朝夕相伴，离开了空气我们无法生存，你了解空气的组成吗？人类在探究空气的道路上经历了怎样的历程呢？
“
”
空气的发现史
空气及其成分发现经历了漫长曲折的过程
1750
英国化学家卢瑟福发现氮气
1772
法国化学家拉瓦锡发现空气由氧气和氮气
1775
英国化学家拉姆塞发现了稀有气体
1895
瑞典化学家舍勒发现了氧气
1773
英国化学家布莱克发现二氧化碳
研究空气成分
拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验
汞+氧气 氧化汞
氧化汞 汞+氧气
加热
加热
由于密闭系统中氧气的消耗，钟罩中的水银液面上升
Hg
O2
HgO
拉瓦锡 法国化学家
首次从实验的角度验证并总结了质量守恒定律，使化学从定性转为定量
· 空气由氧气和氮气组成
· 氧气约占空气总体积1/5
实验结论
研究空气成分
拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验
受当时的化学基础和实验条件的限制，拉瓦锡当时并不能确定不支持燃烧的剩余4/5气体的成分，误认为剩余的
气体都是氮气，得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。直到19世纪末，人们才认识到空气中除氧气和氮气外，还有其他的成分。
汞只和氧气反应
汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测见反应器内空间体积的变化。
汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
优 点
缺 点
实验时间较长
操作装置比较复杂
实验过程对环境有污染
思考：测定混合气体中某种成分的含量，可以用什么方法
取一定量的混合气体，除去该气体，测剩余气体的体积
A
取一定量的混合气体，除去其他气体，
测该气体的体积
B
讨论
A
如何将密闭容器中的氧气消耗掉？
可用燃烧的方法将密闭容器中的氧气消耗掉
B
C
对燃烧产物状态有什么要求？
燃烧时不能产生新的气体
如何测得消耗掉的氧气的体积？
反应结束后，让水进入密闭的反应容器，待装置
温度恢复至室温后，测量水的体积就行了
思考与讨论
· 测定空气中氧气的含量
红磷燃烧
消耗氧气
集气瓶压强减小
水被压入
V进入水=V消耗气体= V氧气
5
V进入水= V空气
1
—
—
V氧气= V空气
1
5

实验目的
实验原理
思考与讨论

集气瓶 橡胶塞 燃烧匙 导气管 弹簧夹
导气管 烧杯 酒精灯 火柴
实验器材
思考与讨论

· 红磷
实验药品
实验步骤
1. 瓶内装少量水，剩余体积分为5等份。
2.夹紧乳胶管，点燃红磷。
3.立即伸入瓶内，并塞紧塞子。
4.燃烧至冷却，打开弹簧夹。
测定空气中氧气含量视频
思考与讨论

实验现象
实验分析
· 红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量
· 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。
实验结论
磷+氧气 五氧化二磷
（P） (O2） （P2O5）
点燃
空气中氧气约占空气总体积的1/5
思考与讨论

实验细节分析
点燃红磷，立即伸入集气瓶中，塞紧瓶塞
若有空气进入瓶内，进入的水会偏少
集气瓶中加入少量水
① 缩短冷却时间
② 吸收五氧化二磷，防止空气污染
思考与讨论

实验细节分析
点燃红磷，立即伸入集气瓶中，塞紧瓶塞
太慢有部分空气受热膨胀逸出，进入的水会偏多
红磷熄灭并冷却后，再打开弹簧夹
否则温度偏高，压强偏大，进入的水会偏少
夹紧弹簧夹，取过量（或足量）红磷于燃烧匙中
夹紧：否则有部分空气沿导管逸出，进入的水会偏多
过量：耗尽集气瓶中的氧气，否则进入水会偏少
小结
倒吸水水的体积小于1/5的原因
红磷不足
装置漏气
未等冷却到室温打开止水夹
倒吸水残留在导管中
倒吸水水的体积大于1/5的原因
红磷在集气瓶燃烧过程中，止水夹没有夹紧
点燃的红磷没有迅速伸入集气瓶中
思考与讨论

讨 论
· 对反应物的要求：①_______量；②只与_____反应且不能生成______。
足
氧气
气体
· 根据实验现象，可推测出剩余气体有哪些性质
化学性质:是否可燃？_________；是否支持燃烧？___________
不燃烧
不支持燃烧
物理性质:是否溶于水？____________。
难溶于水
装置创新
实验创新
药品创新
改进优点
装置始终密闭，减小测量误差且环保
测定空气中氧气含量的数字化实验
数字化实验
利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析
采集实验过程中各种物理量(如温度、压强、浓度等)的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析
传感器
数据采集器
计算机
测定空气中氧气含量的数字化实验
气体压力传感器与数据采集器和数据处理软件相结合，可用于检测密闭体系内气压变化，并将气压变化以数字、曲线等多种形式通过计算机实时显示出来，如图为空气中氧气含量测定实验的实验装置图图1及用气体压力传感器测的集气瓶中气压变化图图2。
图2中BC段气压变化的原因是 _______________________________；CD段气压变化的原因是___________________________________________________________；导致DE段气压变化的实验操作是________________________。
红磷燃烧放热，气体膨胀，气压增大
集气瓶中的氧气被消耗,温度逐渐恢复至室温,压强减小
打开弹簧夹，水进入集气瓶
_________________________________
红磷燃烧消耗氧气,
旭东化学
稀有气体指的是氦、氖、氩、氪、氙、氡等
空气的组成
（体积分数）
旭东化学
物质分类
物质
由一种物质组成。（可以用专门的化学符号表示）
由两种或多种物质组成。
1.矿泉水是纯净物还是混合物？
2.净化后的空气是纯净物还是
混合物？
3.冰水混合物是纯净物还是混
合物？
4.判断物质是纯净物还是混合
物的依据是什么？
按所含物质种类的多少
纯净物
混合物
混合物 纯净物
分离、提纯
混合
练习与应用
如图是测定空气中氧气体积分数”的实验装置，下列关于该实验的说法中正确的是 ( )
D
A
不用考虑装置气密性
B
红磷火焰熄灭后立即打开弹簧夹
C
依据实验现象推测，氧气约占空气体积的1/5
D
红磷燃烧产生大量白雾

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