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(共25张PPT)
第一节 空气的组成
第四单元 我们周围的空气
第1课时
1. 了解空气的主要成分。
2. 能设计实验测定空气中氧气的含量，学习从混合物中除去某种气体进而测定其含量的方法。
学习目标
重难点
空气成分的微小变化甚至会对人类的生存产生巨大的影响。
二氧化碳排放量的增加导致全球变暖
你知道空气是由哪些成分组成的吗？
18世纪中叶以前
18世纪70年代
19世纪末
把空气看作是一种单一成分的物质
法国化学家拉瓦锡通过实验首次测定了空气中氧气和氮气的大致含量
英国物理学家瑞利与化学家拉姆齐合作，发现了氩气，之后拉姆齐又陆续发现了氪、氖、氦、氙
01
02
03
思考讨论
（1）阅读材料给了你怎样的启示？
（2）你能否举例说明在日常生活、工作和科学研究中关注细节和不忽视“异常”现象的重要性？
请你阅读课本87页科学史话，并思考下述问题：
干燥洁净空气的成分（体积分数）
氩气 约0.934%
二氧化碳 约0.038%
其他气体 约0.002%
干燥洁净的空气主要是由氮气（N2）、氧气（O2）和稀有气体（主要为氩气、另外还有氦、氖等气体）组成的，还含有少量的二氧化碳（CO2）和极少量的其他气体。
利用氧气传感器测量空气中氧气的含量
拉瓦锡是如何通
过实验测定空气
的成分呢？
曲颈甑
玻璃钟罩
汞槽
拉瓦锡研究空气成分的装置
思考讨论
请同学们阅读课本85页科学史话，了解拉瓦锡测定空气成分的装置、操作、现象、结论，并填写表格。
实验一：汞与氧气反应 实验二：氧化汞受热分解
实验 操作
实验 现象
文字 表达式
实验 结论 氧化汞 汞 + 氧气
加热
HgO Hg O2
将银白色的液态汞放在密闭的容器里连续加热12天
把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在一个较小的容器里再加热
一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积差不多减少了约16%
红色粉末又变成了银白色物质，得到的气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积
空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的16%
汞 + 氧气 氧化汞
加热
Hg O2 HgO
思考讨论
拉瓦锡测定空气成分的实验为什么选择在密闭容器中进行
加热条件下，汞与氧气化合生成氧化汞。拉瓦锡选择金属汞作为反应物有什么优点
通过观察哪些现象、测量哪些数据就可以判断出空气中氧气的含量
拉瓦锡测定空气成分的实验有气体参与，故应在密闭容器中进行。
汞与氧气反应生成的是固体，不会对气压造成影响。
通过观察汞变成红色粉末，测量容器里气体体积减少的量就可以判断出空气中氧气的含量。
曲颈甑
玻璃钟罩
汞槽
拉瓦锡的实验是依据混合物中各组分性质的差异，利用化学反应，在不引入新的气态杂质的前提下，将氧气转化为固态的氧化汞，从而达到测定空气中氧气含量的目的。
参照拉瓦锡的实验，我们如何设计实验装置来粗略地测定空气中氧气的含量呢？
合作探究
加热时，铜能跟空气中的氧气反应，生成黑色的氧化铜。
铜 + 氧气 氧化铜
加热
Cu O2 CuO
测定空气中氧气的含量
〔实验原理〕
硬质玻璃管（相同规格2支）、橡皮塞（带玻璃导管及不带玻璃导管各2个）、量筒、酒精灯、铁架台（带铁夹）、气球、注射器、火柴、药匙；铜粉。
〔实验用品〕
合作探究
测定空气中氧气的含量
1. 将一支硬质玻璃管注满水（两端用橡皮塞封住），然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。
〔实验步骤〕
合作探究
测定空气中氧气的含量
2. 如图，在另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，其中一端用气球密封。移动注射器活塞，在注射器中留存一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。
〔实验步骤〕
合作探究
测定空气中氧气的含量
3. 用酒精灯在铜粉部位加热，加热时多次缓慢推拉注射器。
〔实验步骤〕
合作探究
测定空气中氧气的含量
4. 停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
〔实验步骤〕
〔记录数据〕
硬质玻璃管 的容积 反应前注射器中 气体的体积 反应后注射器中 气体的体积 反应消耗
氧气的体积
合作探究
25 mL
15 mL
7 mL
8 mL
装置内空气的总体积
测定空气中氧气的含量
〔实验结论〕
氧气约占空气总体积的1/5。
思考讨论
1.与拉瓦锡的测定实验相比，上述实验有哪些优点与不足？
曲颈甑
玻璃钟罩
汞槽
优点：实验简便，无污染，实验时间短等。
不足：易造成实验误差。
思考讨论
2.上述实验在哪些环节上可能造成误差？如何避免或减小这些误差？
装置漏气
铜粉量不足
加热时间短
未不断推拉注射器活塞
未冷却至室温就读数
反应结束气球内的气体没全部挤出
误差 因素 影响 措施
测量结果偏小
装置漏气
成果展示
冷却至室温，外界空气会进入装置，导致气体体积的变化减小
装置密封性要好
铜粉量不足
不能将装置内的氧气完全消耗，仍有少量氧气存在
加热时间短
铜粉要足量；加热时温度要高一些，时间要稍长一些
未不断推拉注射器活塞
反应不充分，氧气不能被完全消耗
加热时要不断推拉注射器活塞
未冷却至室温就读数
剩余气体处于受热膨胀状态，压强变化不明显
冷却至室温后再读数
误差 因素 影响 措施
测量结果偏大
反应结束气球内的气体没全部挤出
成果展示
有一部分气体留在气球内，会使反应后注射器中气体体积读数偏小，计算出的氧气的体积偏大
反应结束后将气球内的气体全部挤出
1．空气是一种宝贵的资源，如图为空气成分示意图，其中R指的是
（ 　）
A．氮气
B．氧气
C．稀有气体
D．二氧化碳
B
课堂练习
2．用如图所示装置来测定空气中氧气的含量，硬质玻璃管两端分别连接带有刻度的注射器和瘪气球。对该实验认识错误的是（ 　）
C
A．气球的作用是调节气压，使氧气充分反应
B．该实验可证明空气是混合物
C．在正常操作的情况下，反应结束后消耗氧气的总体积为注射器空气体积的1/5
D．如果停止加热后没有冷却至室温，则测定气体体积分数小于1/5
课堂练习
课堂小结
空气是由氮气、氧气、稀有气体和二氧化碳等多种成分组成的混合物。
在测定空气中氧气的含量时，常利用化学反应，在不引入新的气态杂质的前提下，将氧气转化为固态物质，从而达到实验目的。
再见

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