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第1节 空气的成分（第1课时）
核心概念聚焦
1.完成下列各空：
（1）将蜡烛点燃放在空气中，蜡烛照常燃烧，说明空气中含 。
（2）在空气中放一杯澄清的石灰水，一段时间后变浑浊，说明空气中含 。
（3）将一块酥脆的饼干放在空气中，一段时间后变软，说明空气中含 。
2.教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，实验装置如图。
（1）下列有关该实验说法正确的是 。
A.汞槽中的汞起到液封的作用
B.银白色的汞剧烈燃烧，迅速变成红色粉末
C.生成的红色粉末加强热又能得到汞和氧气
D.汞能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽
（2）通过该实验，拉瓦锡得出了空气是由氮气和氧气组
成，氧气约占空气总体积的 。
3.用如图装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识正确的是( )
A.使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果
B.该实验也可以用硫粉或铁丝代替红磷进行燃烧
C.红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强下降，水面上升
D.红磷燃烧完，就要立即观察，并记录水进入容器的刻度
4.如图，某同学用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的体积分数，实验后发
现，测得的氧气体积分数小于 1/5 ，对此，你认为下列做法或想法不
可取的是( )3.C 4.D 5.D 6.A 7.D 8.B 9.B
A.检查实验装置是否漏气 B.可能红磷的量不足，没有除尽氧气
C.没有冷却至室温就打开止水夹 D.将红磷改成足量的木炭，重新实验
5.某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹发现进入广口瓶的液体液面高度超过广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因可能是（　　）
A.实验中所取的红磷不足 B.实验装置可能漏气
C.实验中所取的红磷过量 D.实验前没有将弹簧夹夹紧
6.如图为空气成分示意图（按体积计算），其中“a”代表的是（　　）
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
7.下列关于空气成分用途的说法不正确的是（ ）
A.空气是一种十分重要的自然资源 B.食品充入氮气可延长保质期
C.氧气可供给呼吸 D.将氧气和氮气混合充入灯泡，使灯泡耐用
核心素养提升
8.“燃素说”认为，可燃物中都含有一种叫作“燃素”的成分，可燃物燃烧就是向空气中释
放“燃素”的过程。经过无数科学家的实验，最后证实燃烧实际是可燃物与空气中某种
成分的反应，该成分是（　　）
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.水蒸气
9.为了测定空气中氧气的含量，设计如图装置，利用传感器技术测得实验过程中温度、压强
和氧气浓度随时间变化的曲线如图。下列说法错误的是（　　）
A.曲线中B到C点呈上升趋势的原因是燃烧放热
B.Y是温度随时间变化的曲线
C.实验过程中大致在t3时刻打开活塞K
D.压强曲线中D到E点变化的原因是水进入集气瓶
10.某同学仿照上题科学家的实验原理，利用白磷（白磷的着火点是40℃）设计测定空气中
氧气含量的实验装置如图1所示，下列说法错误的是（　　）
A.实验利用了铜的导热性 B.实验中可观察到左侧玻璃管内水面先下降后上升
C.白磷应保存在少量水中 D.实验结束后左侧玻璃管中水面约上升至“4”刻度处
（第10题图） （第11题图）
11.下列关于空气的说法正确的是（　　）
A.空气是由空气分子构成的 B.空气中氧气质量分数约为21%
C.空气里氮气、氧气等分子均匀地混合在一起 D.洁净的空气是纯净物
12.甲、乙两名同学分别用如图所示的方案1和方案2来测定空气中氧气(O2)的含量，乙同
学成功测出结果,对比两种方案,发现方案2比较优秀，其优点有　　 、
　 。(至少写两点)。
创新素养应用
13.某课外活动小组在学习了教材中“空气中氧气含量的测定”实验后，知道P2O5不能随便排
放到空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：在由两个注射器组成
的密闭系统内共有50 mL 空气，如图所示。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推
动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内
无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至
一个注射器内。 请根据你对上述实验的理解，回答：
（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约______mL。
（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是______________。
（3）上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确
的可能原因是_______________(写出其中一种)。
参考答案
1.氧气 二氧化碳 水蒸气
2.（1）ACD （2）1/5
3.C 4.D 5.D 6.A 7.D 8.B 9.B 10.D 11.C
12.实验中不必打开瓶塞点燃,减少了实验误差；实验中不打开瓶塞,可以防止生成的五氧化二磷(P2O5)逸出,保护环境；利用聚光镜引燃白磷,操作安全,减少燃烧生成物对人体的影响
13.（1）10（2）使注射器内的氧气充分与红磷反应（3）装置漏气(其他合理答案均可)。
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第1节 空气的成分
(第1课时）
浙教版 八年级下
创设情境
空气是生物生存的必要条件，动植物的呼吸、植物的光合作用都离不开空气，没有空气就没有生命，就没有生机勃勃的地球。
在超市里，我们发现许多食品用真空包装来保鲜：
为什么食品暴露在空气中容易变质？空气的主要成分有哪些？空气中各种成分的含量和性质又是怎样的呢？
探究实践
18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡(AL.Lavoisier)用定量的方法研究了空气的成分，如图1.1-1所示。
拉瓦锡研究空气成分所用的装置
拉瓦锡
他又研究了剩余4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，称其为氮气。
生成红色粉末
汞液面上升占空气总体积的1/5。
少量汞放入曲颈瓶内连续加热12天，发现汞的液面出现红色的粉末，同时容器内气体的体积减少了约1/5。
探究实践
拉瓦锡又把生成的红色粉末全部放入另一个容器里加热：
于是，拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气体积约占空气总体积1/5的结论。
加热红色粉末--氧化汞
结果得到了汞和氧气，并发现氧气的体积恰好等于曲颈瓶中减少的气体体积。
若再把得到的氧气加回到剩余4/5体积的气体的容器中，结果所得气体跟空气的性质几乎完全一样。
探究实践
我们能用与此相似的方法来测定空气中氧气的体积分数。
探究实践
探索活动
2. 点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察到的现象是：___________________________。
3. 火焰熄灭后，振荡集气瓶，打开导管上的夹子，观察现象 _____________________，并记录瓶内水位变化情况_____________________ 。消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为 _________。
4.实验能得到什么结论？
1. 如图1.1-2所示装置，先在集气瓶里加入少量水，再把剩余的容积分成 5 等份，做上记号。
红磷继续燃烧，产生大量的白烟
水从烧杯倒吸入集气瓶内
上升，约占瓶容积的1/5
1:4
氧气约占空气积的五分之一
测定空气中氧气含量的实验
探究实践
3.为什么烧杯内的水会进入到集气瓶内
红磷和氧气发生反应生成的 P2O5 是固体，同时 P2O5 溶于水，使瓶内气体压强减小，打开止水夹后，大气压把水压入集气瓶中，直至内外压强相等。
4.如果用木炭、硫等代替红磷来做实验，结果如何？
木炭燃烧生成的是气体二氧化碳，瓶内压强几乎不变。
实验反思：
1.实验前，先在集气瓶里加入少量水的目的是什么？
冷却燃烧后的气体，溶解生成的 P2O5 固体。
2.实验装置和红磷的用量分别有什么要求
密闭容器。
红磷过量，将氧气充分消耗。
探究实践
1.该实验的原理与拉瓦锡实验一样吗？
该反应可用文字表达式表示:
（P） （O2） (P2O5)
红磷 + 氧气 五氧化二磷
点燃
消耗了氧气，生成固体物质，使得密闭容器内气压减小，大气压将水（汞）压入容器中。
该反应可用文字表达式表示:
（Hg） （O2） (HgO)
汞 + 氧气 氧化汞
加热
思考与讨论
探究实践
（1）装置的气密性不好，可能漏气。
（2）红磷的量不足，没有充分消耗氧气。
（3）未等瓶内的气体冷却就打开夹子。
2.拉瓦锡测出氧气约占空气总体积的 1/5，而在我们的实验中，吸入的水的体积往往小于集气瓶剩余容积的 1/5。为什么会出现这样的现象？
拉瓦锡研究空气成分所用的装置
瓶内气压减小的少，倒流入集气瓶的水少。
测定空气中氧气含量的实验
3.在我们的实验中，也会出现吸入的水的体积大于集气瓶剩余容积的 1/5的现象。请你分析出现这样现象的原因。
瓶内气压减小的大，倒流入集气瓶的水多。
①未夹或未夹紧弹簧夹；
②点燃红磷塞瓶塞较慢；
③消耗空气中的其他成分。
请你设计“测定空气中氧气含量的实验”，尽可能减小误差，并把你的实验方案与同学交流。
探究实践
测定空气中氧气含量的实验
探究实践
科学家对空气成分的发现经历了漫长而曲折的过程：
1667年
提出“燃素说”
1775年
发现氮气和氧气
19世纪末
稀有气体陆续发现
空气看作是一种成分单一的物质
可燃物中都含有一种叫作“燃素”的成分，可燃物燃烧就是向空气中释放“燃素”的过程。
拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气体积约占空气总体积1/5的结论。
发现了氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体，认识到空气中除了氧气和氮气外，还有其他成分。
目前，我们已能用实验方法精确地测定空气的成分。
空气的体积组成
空气的体积组成
探究实践
各种实验测定表明，空气中有多种成分。各成分的体积大约是：
78%
21%
1%
稀有气体 0.93％
二氧化碳 0.04％
其他气体
和杂质 0.03 ％
78％
21％
1％
在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
探究实践
人类的生产和生活离不开空气，空气是一种重要的自然资源。
常用深度冷冻法分离空气，此方法可制得氧气、氮气与稀有气体，所得气体产品的纯度可达98.0%～99.9%。
我是氮气，我的用处：
延长灯泡的寿命
防腐，保鲜
制化肥、炸药
冷冻剂
氮气是一种无色，无味，性质较不活泼的气体。
液氮的沸点低，易汽化吸收大量热量。
氮气由氮分子构成，氮分子由氮原子构成。
探究实践
假如你是空气中某一成分，请用“我是……”的形式说说“我”的用处。
探究实践
我是氧气，我的用处：
供给呼吸，维持生命。
帮助火柴燃烧
切割或焊接金属
火箭燃料的助燃剂
炼钢
氧气作助燃剂，支持燃烧
人呼吸要氧气
动植物呼吸要氧气
假如你是空气中某一成分，请用“我是……”的形式说说“我”的用处。
在焊接金属时用于隔绝空气
霓虹灯
航标灯
激光技术
氦气制造低温环境
氙气用于医疗麻醉
化学性质不活泼，常用作保护气。
稀有气体通电时能发出不同颜色的光，做各种点光源。
我是稀有气体，我的用处有：
探究实践
迁移应用
2. 如图为空气成分示意图(按体积计算)，其中“c”代表的是(　 )
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．稀有气体
A
A
3.下列说法正确的是（ ）　　
A．空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成
B．空气中氧气的质量占21％，氮气占78％
C．在通常状况下，无色、无味气体一定是空气
D．空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成
1.通过实验得出“空气是由氧气和氮气组成的”这一重要结论的科学家是(　　)
A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．门捷列夫 D．阿伏伽德罗
A
4.依据如图所示,下列关于空气成分测定的实验说法中,正确的是( )
A.可用木炭消耗氧气
B.红磷燃烧时,产生大量白雾
C.燃烧停止后,立刻打开止水夹
D.反应后集气瓶中剩余的气体难溶于水,不支持燃烧,
也不燃烧
5.下列关于空气的成分、用途的说法正确的是( )
A.氧气约占空气质量的21%
B.氮气高温时化学性质活泼,可用于制化肥
C.氧气支持燃烧,可以作燃料
D.稀有气体化学性质很稳定,不与任何物质发生反应
B
B
迁移应用
第1节 空气的成分(第1课时）
板书设计
主要用途
氧气:供给呼吸等
氮气:作保护气等
稀有气体:作保护气、制成电光源等
空气
主要成分
测定空气中氧气含量的实验：氧气约占空气体积的1/5
空气的组成体积分数：
氮气78%
氧气21%
稀有气体0.93%
二氧化碳0.04%
其他气体0.03%
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第1节 空气的成分(第1课时）
【核心概念】
1.物质的结构与性质
【学习内容与要求】
1.2 空气与水是重要的物质
④知道空气主要成分的体积分数，认识空气对人类的重要作用。
【教学目标】
1.科学观念：知道空气的组成，以及各主要成分的体积分数，学会用科学的现象和实验来验证空气的成分。
2.科学思维：通过实验探究空气的组成，了解探究的一般过程；会分析实验结果偏大或偏小的原因；培养学生自主学习能力。
3.探究实践：学会用科学的现象和实验来验证空气的成分，理解空气中氧气含量测定的方法、原理；能简单设计减小误差的实验方案。
4.态度责任:通过对空气的组成的实验探究，激发学习和探究的兴趣，培养合作和勤于思考的科学作风，体喻探究成功的乐趣。
【教学思路】本课时主要介绍了空气的组成和各成分的用途，同时也为后续内容，如物质的燃烧、金属在空气中会发生锈蚀等知识的学习打下基础。学生对自然界的好奇心越来越强，并表现出强烈的求知欲，但他们对事物的认识还不够全面，仍需要借助具体形象的材料来支持。所以，学生要掌握本课时内容，必须做好每个实验，在加强感性认识的同时，促进思维能力的提升。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 空气是生物生存的必要条件，动植物的呼吸、植物的光合作用都离不开空气，没有空气就没有生命，就没有生机勃勃的地球。 在超市里，我们发现许多食品用真空包装来保鲜： 为什么食品暴露在空气中容易变质？空气的主要成分有哪些？空气中各种成分的含量和性质又是怎样的呢？ 生命离不开空气，产生认知冲突。
空气的成分--拉瓦锡实验 [情景展示1] 18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡(AL.Lavoisier)用定量的方法研究了空气的成分，如图1.1-1所示。 [问题探究] 如何实验？观察到什么现象？ [思考交流] [归纳提升] 少量汞放入曲颈瓶内连续加热12天，发现汞的液面出现红色的粉末，同时容器内气体的体积减少了约1/5。 他又研究了剩余4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，称其为氮气。 [情景展示2]拉瓦锡又把生成的红色粉末全部放入另一个容器里加热，如图： [问题探究] 观察到什么现象？ [思考交流] [归纳提升] 结果得到了汞和氧气，并发现氧气的体积恰好等于曲颈瓶中减少的气体体积。若再把得到的氧气加回到剩余4/5体积的气体的容器中，结果所得气体跟空气的性质几乎完全一样。 介绍拉瓦锡实验，为学生探究空气中氧气的含量铺垫。
[问题探究]拉瓦锡实验得到什么结论？ [思考交流] [归纳提升]空气由氧气和氮气组成，其中氧气体积约占空气总体积1/5的结论。
测定空气中氧气含量的实验 [情景展示2] 观察测定空气中氧气含量的实验。 [问题探究] 怎样准确描述该实验的现象？由此我们能得到哪些结论？ [思考交流] [归纳提升] 实验现象：红磷在集气瓶内燃烧，放出热量，产生大量白烟；冷却后打开止水夹，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原空气总体积的1/5。 实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 [继续探究1] 1.实验前，先在集气瓶里加入少量水的目的是什么？ 冷却燃烧后的气体，溶解生成的 P2O5 固体。 2.实验装置和红磷的用量分别有什么要求 密闭容器。红磷过量，将氧气充分消耗。 3.为什么烧杯内的水会进入到集气瓶内 红磷和氧气发生反应生成的 P2O5 是固体，同时 P2O5 溶于水，使瓶内气体压强减小，打开止水夹后，大气压把水压入集气瓶中，直至内外压强相等。 4.如果用木炭、硫等代替红磷来做实验，结果如何？ 木炭燃烧生成的是气体二氧化碳，瓶内压强几乎不变。 [继续探究2] 该实验的原理与拉瓦锡实验一样吗？ [思考交流] [归纳提升]消耗了氧气，生成固体物质，使得密闭容器内气压减小，大气压将水（汞）压入容器中。 [继续探究3]拉瓦锡测出氧气约占空气总体积的 1/5，而在我们的实验中，吸入的水的体积往往小于集气瓶剩余容积的 1/5。为什么会出现这样的现象？ [归纳提升]（1）装置的气密性不好，可能漏气。（2）红磷的量不足，没有充分消耗氧气。（3）未等瓶内的气体冷却就打开夹子。 [继续探究4]在我们的实验中，也会出现吸入的水的体积大于集气瓶剩余容积的 1/5的现象。请你分析出现这样现象的原因。 [归纳提升]①未夹或未夹紧弹簧夹；②点燃红磷塞瓶塞较慢；③消耗空气中的其他成分。 [问题拓展]科学家对空气成分的发现经历了漫长而曲折的过程： [问题探究]各种实验测定表明，空气中有多种成分。各成分的体积大约是多少？ [思考交流] [归纳提升] 注意说明实验操作要点，插入燃烧的红磷时动作要快。可引导学生进行实验改进。 帮助学生建立空气的体积组成的模型。
空气的利用 [情景展示] [问题探究] 说说空气中的氧气、氮气、二氧化碳和稀有气体还有哪些用途？ [思考交流] [归纳提升] 可通过活动“我是……，我的用处是……”增强学习的趣味。
板书设计
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