人教版初中化学讲义——3我们周围的空气

授课内容 T 空气的组成 C 红磷燃烧实验 T 空气各组分性质及用途
教学目的与目标
1、掌握空气的各组成成分、用途以及混合物、纯净物的区别，了解空气是一种宝贵的资源
2、通过学习与实验探究，培养观察与记录实验的能力，学会运用比较的方法进行探究
3、通过与生活的紧密联系，激发学习兴趣，培养保护环境的良好习惯
教学内容
我们时时刻刻不在进行呼吸，空气对人类来说是至关重要的，我们无法想象如果没有了空气我们如何生活下去！！！ 那空气又是由什么组成的呢？科学家们对此进行了不断地探索。

图1 拉瓦锡研究空气成分所用装置图
结论：拉瓦锡通过实验得出空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。

一、空气的组成
1、拉瓦锡测定空气成分的实验
知识梳理
课堂导入
实验一
少量汞密闭的容器连续加热−→
−一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，容器里空气体积减少约1/5。

原理：汞+氧气−−→
−加热氧化汞
结论：剩余的4/5气体，既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这些气体都是氮气。

实验二
红色粉末，在另一小容器里加强热−→
−红色粉末又变成了银白色物质和能使带火星木条复燃的气体。

原理：氧化汞
−
−→
−加强热汞+氧气
结论：氧化汞加热分解生成的氧气体积恰好等于密闭容器里所减少的气体的体积。

通过上述实验，拉瓦锡得到空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。

2、空气的组分
巧记口诀：氮七八，氧二一，零点九四是稀气；还有两个点零三，二氧化碳和杂气；体积分数要记清，莫与质量混一起；化学学习常用到，时刻牢记在心底。

二、混合物、纯净物
混合物：由两种或两种以上物质混合而成的物质。

如空气等。

纯净物：由一种物质组成的物质。

如氧气、氮气、五氧化二磷等。

区别：混合物无特定化学符号，一般无固定物理性质，各物质保持各自的化学性质。

纯净物一般有特定的化学符号和固定的物理性质和化学性质。

三、空气是一种宝贵的资源
基础演练
1、空气成分中，体积分数约占78%的是（）
A．氮气B．氧气C．稀有气体D．二氧化碳
2、空气成分中，体积分数最大的是（）
A. 氧气
B. 氮气
C. 二氧化碳
D.稀有气体
3、下列物质属于纯净物( )
A．液氧B．新鲜的空气C．干净的豆浆D．碘盐
4、下列物质中属于纯净物的是（）
A．洁净的空气B．氯酸钾C．纯粮食醋D．白酒
5、下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（）
A．净化后的空气；氧化镁B．水和冰混合；澄清石灰水
C．生锈的铁钉；高锰酸钾充分加热后的剩余固体D．氯化钾；液氧
6、空气的成分以___________和___________为主，按体积计算，空气中含量最多的气体是__________，它大约
占空气体积的百分比是___________；含量居第二位的是___________，它大约占空气体积的百分比是____________。

拓展：纯净物可以用专门的符号表示：
P 磷 O2氧气 N2氮气 CO2二氧化碳 CO 一氧化碳 SO2 二氧化硫
He 氦 Ne 氖 Ar 氩 Kr 氪 Xe 氙 Rn 氡
师生小结
知能梳理
空气中氧气含量的测定实验
药品的选择在空气中能燃烧且只与氧气反应，燃烧后为固态或液态，所占的空间体积可以忽略不计。

能用木炭吗？能用硫、铁丝等代替红磷吗？
实验原理
红磷燃烧消耗空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容
器内水的体积即为减少的氧气的体积。

实验装置仪器：集气瓶、燃烧匙、玻璃导管、烧杯、弹簧夹、胶皮管
药品：红磷、水
实验步骤1、连接装置
2、检查装置的气密性
3、在集气瓶内加入少量水后，把集气瓶剩余容积五等分
4、利用弹簧夹夹紧胶皮管
5、点燃红磷后，立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧
6、燃烧结束装置冷却到室温后，打开弹簧夹。

实验现象 红磷在集气瓶内燃烧，生成大量白烟，冷却到室温，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，集气瓶中的
水面上升，约占瓶内原有空气总体积的1/5。

结论 氧气约占空气总体积的1/5。

注意： 装置气密性 红磷要过量
冷却至室温后再打开弹簧夹 集气瓶内加少量水 导管事先应注满水 烧杯内的水要足量
弹簧夹要夹紧 将点燃的红磷放入集气瓶要迅速 反应的文字表达式：红磷（P ）+氧气（O 2）−−→−点燃五氧化二磷（P 2O 5） a 、可燃物要求：足量且产物是固体：选择红磷; b 、装置要求：气密性良好;
c 、现象：有大量白烟产生，广口瓶内液面上升约1/5体积;
d 、结论：空气是混合物； O2约占1/5，可支持燃烧；N2约占4/5，不支持燃烧，也不能燃烧，难溶于水 ;
e 、探究： ①液面上升小于1/5原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全 ;
②能否用铁、铝代替红磷？不能 原因：铁、铝不能在空气中燃烧 ; ③ 能否用碳、硫代替红磷？不能 原因：产物是气体，不能产生压强差
例1（2016·潍坊）某课外小组设计了测定空气中氧气含量的实验，按下图进行实验：
（1）该实验中，红磷需稍过量，目的是 ．
（2）将燃烧匙中过量的红磷点燃后放集气瓶中，能观察到的主要现象是 ．
（3）反应完全后，冷却到室温打开止水夹，观察到进入集气瓶中的水与理论值有较大的偏差，造成这一现象的可能原因是： （答一点）．
精讲精练
（4）写出磷在空气中反应的文字表达式：
（5）若将红磷换成木炭，该实验能否获得成功（填“能”或“否”）
例2（2015秋•诸城市月考）
（1）已知空气中氧气的体积分数为21%，小兰同学用
图1装置进行验证，实验后发现测得的氧气体积分数小
于1/5，请你帮她分析造成这种结果的可能原因（至少答
两点）：____________________，___________________．
（2）用如图1的装置来测定空气中氧气的含量，发生的实验现象是：__________________________；
____________________________．
（3）反应的文字表达式______________________，反应类型是______________________
（4）若将红磷换成铁丝行不行？为什么？______________________做铁丝燃烧的实验时，为什么要事先在集气瓶底放少量水或细沙？______________________；铁丝燃烧的文字表达式是______________________，反应类型为______________________，各物质的化学符号分别是______________________
（5）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是
_______________________________________________________．
师生小结
本节课我们学习了：
知识梳理
空气是一种宝贵的资源，它的各个组分应用在生产生活的各个方面。

一、各组分的用途
1、氧气（为什么称为“养气”？）
供呼吸（如潜水、医疗急救）、支持燃烧（如燃料燃烧、炼钢、气焊）
2、 氮气
惰性保护气（化性不活泼）、重要原料（硝酸、化肥）、液氮冷冻麻醉
（1）燃烧着的红磷灭了，能不能说明氮气不支持燃烧？
（2）集气瓶内水平面上升一定高度后，不能继续上升，说明什么？ 3、 稀有气体
（He 、Ne 、Ar 、Kr 、Xe 等的总称）：保护气、电光源（通电发不同颜色的光）、激光技术 二、保护空气
空气污染物
空气污染的途径：汽车尾气的排放、工厂的废气、矿石燃料的燃烧等。

环境污染问题: 臭氧层破坏（氟里昂、氮的氧化物等）; 温室效应（CO 2、CH 4等）;酸雨（NO 2、SO 2等）; 白色污染（塑
料垃圾等）
保护：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂废气经处理后排放，积极植树、造林等（根本措施是少排放空气污染物）
空气质量日报——空气污染指数：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧
污染指数 50以下 51﹣100 101﹣200 201﹣250 251﹣300 300以上 质量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ（1） Ⅳ（2） Ⅴ 质量状况
好
良好
轻度污染
中度污染
中度重污染
重度污染
提升测试
粉尘——可吸入颗粒物
有害气体
二氧化硫SO 2
一氧化碳CO 二氧化氮NO 2
1、“人造空气”帮助人类实现了“太空漫步”的梦想，按体积计算，其中含有70%的N
2、20%以上的O2、还有CO2．下列说法错误的是（）
A．空气是一种宝贵的资源B．氧气可用作火箭发射的燃料
C．相比空气，“人造空气”中的氮气含量低D．燃烧和缓慢氧化都属于氧化反应
2、下列对空气的描述不正确的是（）
A．空气质量报告中所列的空气质量级别越高，空气质量越好
B．空气中分离出来的氮气的化学性质不活泼，可作食品保护气
C．空气的成分以氮气和氧气为主
D．按体积分数计，空气中含氧气约21%，含氮气约78%
3、下列气体能供给呼吸的是（）
A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．二氧化硫
4、下列说法错误的是（）
A．氮气的化学性质稳定可作保护气B．购物时使用棉布袋有利于减少“白色污染”
C．工业上用汽油或烧碱溶液等清洗油污D．厨房内燃气泄漏时应立即打开排气扇
5、以下是国家关于空气污染指数与质量级别、质量状况的对应关系表
污染指数50以下51﹣100 101﹣200 201﹣250 251﹣300 300以上
质量级别ⅠⅡⅢⅣ（1）Ⅳ（2）Ⅴ
质量状况好良好轻度污染中度污染中度重污染重度污染
我市2011年3月12日的空气污染指数为56～76，根据上表的信息判断我市当天的空气质量级别和空气质量状况分别为（）
A．Ⅰ级好B．Ⅱ级良好C．Ⅲ级轻度污染D．V级重度污染
问题小结
1、随着“绿色奥运”的理念逐渐深入人心，空气质量日益受到人们的关注．下列物质中，未计入北京市监测空气污染指数项目的是( )
A．氮气B．二氧化硫C．一氧化碳D．可吸入颗粒物
2、如用下图所示装置来测定空气中氧气的含量，对该实验认识错误的是（）
A. 铜粉用量的多少，不会影响实验结果
B. 实验结束后冷却到室温才能读数
C. 气球的作用是调节气压，使氧气完全反应
D. 在正常操作情况下，反应结束后消耗氧气的总体积应该是反应前注射器内气体体积的1/5
3、下列关于氮气的叙述中不正确的是（）
A. 食品防腐
B. 制成各种电光源
C. 医疗冷冻麻醉
D.制化肥的主要原料
4、下面氧气的几种用途，利用其能支持燃烧性质的是（）
A. 宇航
B. 医疗
C. 潜水
D.登山
5、我们已经知道，空气的主要成分是氮气和氧气。

下图是测定空气中氧气含量的实验装置，试回答下列问题：
(1)实验过程中，燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷?
(2)这个实验除了可以得出O2约占空气体积的1／5的结论外，还可推出氮气____________(填“难”或“易”)溶于水和其化学性质____________(填“活泼”或“不活泼”)的结论。

(3)此实验过程中能否用碳、硫代替红磷?。