课题1 空气导学案（2012版）

本资料来自于资源２１世纪教育网www.21cnjy.com
课题1 空气导学案（2012版）
自主导学目标：
1.了解空气的主要成分。
2.了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。
3.初步认识纯净物、混合物的概念，能区分—些常见的纯净物和混合物。
4. 知道空气是一种宝贵的自然资源，初步了解空气污染的严重危害，养成关注环境、热爱自然的情感；
5.初步学习科学实验的方法，进行观察、记录，并初步学习分析实验现象。
二、徜徉书海探究发现：
问题情境导学（一）：
“解落三秋叶，能开二月花。过江千尺浪，入竹万竿斜” 这是唐朝诗人李峤歌咏风的诗，那么风是怎么形成的呢？形成风的这种物质是由什么组成的呢？
模块（一）空气的组成
1、拉瓦锡研究空气成分的结论
空气由 和 组成，其中氧气约占空气总体积的 。
2、空气中氧气含量的测定实验
【实验目的】利用燃烧法测定空气中氧气的含量
【实验原理】利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的 ，使密闭容器内压强 ，在大气压的作用下，进入容器内 的体积即为减少的 的体积。
【实验用品】（1）仪器：集气瓶、燃烧匙、导气管、烧杯、弹簧夹、胶塞、乳胶管（2）药品：红磷、水
【实验步骤】（1）在集气瓶内要加少量水，并做上记号（2）连接装置：在集气瓶口连接一个双孔胶塞，一孔插燃烧匙，另一孔插导管，并配上弹簧夹（3）检查气密性：把导管的一端放入水中，用手紧握集气瓶外壁，如果在导管口有气泡冒出，松开双手，待集气瓶冷却后，导管口内有一小段水柱，则证明装置气密性良好（4）点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并把塞子塞进（5）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。
【实验现象】（1）红磷燃烧，有大量 生成；（2）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 。
【实验分析与结论】文字表达式：红磷 + 氧气五氧化二磷；符号表达式：P + O2
P2O5；红磷燃烧消耗了空气中的 ，生成 五氧化二磷，五氧化二磷极易溶于水，使集气瓶内气压 ，冷却后，打开弹簧夹，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压进的水的体积约等于集气瓶内被消耗的 的体积，由此证明空气中氧气约占空气总体积的 。
【交流讨论】
我们在实验中往往测得结果偏低其原因可能有哪些？
红磷的量不足；装置气密性不好；未待装置冷却到室温就打开弹簧夹等。
（2）测定实验后，集气瓶中剩余气体主要是氮气，由此推测氮气的性质有哪些？
氮气是无色无味气体，不易溶于水，不燃烧也不支持燃烧。
3、空气的组成
空气的成分按体积计算，大约是：氮气 、氧气 、稀有气体 ；二氧化碳 、其他气体及杂质 。也可粗略表示为空气中氧气约占 ，氮气约占 。
问题情境导学（二）：
空气中含有氮气、氧气，你是否想过空气、氮气、氧气的组成有什么不同吗？
模块（二）纯净物和混合物
1、纯净物与混合物的区别与联系
物质 纯净物 混合物
概念 只有 组成 由 或 物质组成
特性 具有固定的组成和性质，如熔点、沸点等；可以用专门的化学符号表示 一般没有固定的组成，各成分之间没有发生化学变化，各自保持着原来的性质；没有专门的化学符号。
举例 氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳（CO2）汞（Hg）、红磷（P）、五氧化二磷（P2O5） 空气、海水、大理石、石灰石等
联系 不同的纯净物可以混合成混合物；混合物可以分离、提纯纯净物
2、想一想议一议
（1）洁净的空气是纯净物还是混合物？
我们所说的洁净空气是指没有特殊气味和烟尘的空气，依然是混合物。
（2）水和冰混合后得到的物质使纯净物还是混合物？
同一种物质的不同状态，属于纯净物。
问题情境导学（三）：
1、过去人们曾把氧气叫做“养气”，你知道这是为什么吗？
2、为了延长灯泡的使用寿命，常在灯泡内冲入氮气或稀有气体，为什么呢？
3、“亮化工程”是城市建设的一项内容，五光十色的霓虹灯装扮的城市夜晚异常美丽，你知道这是谁的作用吗？
模块（三）空气中各成分的性质和用途
1、氧气可以供给 ，支持 ；在潜水、医疗、炼钢等领域都要用到氧气。
2、氮气：（1）物理性质： 色 味气体，不易 ，熔点较低。
（2）化学性质： 。既不燃烧也不支持燃烧。
（3）用途：a、用作 —焊接金属、灯泡充氮延长寿命、食品包装充氮防腐；b、液氮冷冻麻醉手术；c、超导材料在液氮低温环境显示超导性能。
3、稀有气体：（1）性质： 色 味气体，化学性质很 。（2）用途：a、保护气；b、制成多种用途的电光源；激光技术等
问题情境导学（四）：
减少污染，净化空气，“还我一片蓝天”，已成为世界各国人民的共同心声，那么造成大气污染的主要原因是什么呢？如何才能防治大气污染？
模块（四）空气的污染与防治
1、污染空气的物质：（1） ；（2） ：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等
2、污染物的主要来源：（1） 的燃烧；（2） 排放的废气；（3） 排放的尾气等。
3、空气污染的危害：严重损害 ，影响 ，破坏 。导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。
4、防治措施：（1）加强 ：空气质量日报、预报等；（2）开发使用 ，消除污染源；（3）大力 。
5、空气质量日报：目前计入空气污染指数的项目暂定为： 、 、 、可吸入颗粒物和 等。
交流讨论：
1、在你身边发生过哪些污染空气的现象？
化工厂排放的废气、温室效应、沙尘暴、酸雨等
2、为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？
为了保护人类赖以生存的空气，我们应该大力植树造林、禁止乱砍滥伐、不使用一次性方便筷子等。
巩固练习
一、选择题（本题包括14小题，每小题0.5分，共7分，每小题只有一个正确答案）
1、首先提出“空气是由氮气和氧气组成”的科学家是（ ）
A．瑞典的舍勒 B．法国的拉瓦锡
C．中国的祖冲之 D．英国的普利斯特里
2、【2012·呼和浩特】如图所示装置也可用来测定空气中氧气的含量。对该实验认识不正确的是（　　）
A．红磷的量不足会影响实验结论
B．装置不漏气是实验成功的重要因素之一
C．将红磷改为碳也能得到正确的实验结论
D．钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升
3、【2012·贵阳市】根据图1判断下列说法正确的是 （ ）
A.空气中主要含氮气和氧气
B.空气是纯净物
C.空气中含量最多的气体是氧气
D.空气中不含二氧化碳气体
4、【2012·潍坊】下列物质中，不属于空气成分的是（ ）
A.二氧化硫 B.氮气 C.氦气 D.二氧化碳
5、下列装置不能用来测定空气中氧气的是（ ）
A B C D
6、下列物质属于混合物的是（ ）
A．净化后的空气 B．液态氧 C．二氧化碳 D．五氧化二磷
7、根据物质分类知识判断，属于纯净物的是（ ）
A．洁净的空气 B．干净的果汁 　 C．冰水混合物 D． 矿泉水
8、【2012·烟台】下列关于空气成分的说法错误的是（ ）
A．氧气约占空气体积的21% B．饼干在空气中变软是因为空气中含有水蒸气
C．稀有气体通电发光是化学变化 D．空气中的氧气主要来自植物的光合作用
9、【2012·广州市】空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气分离获得的是（ ）
A．用作医疗急救的氧气 B．用作焊接保护气的稀有气体
C．用作食品防腐剂的氮气 D．用作清洁燃料的氢气
10、【2012·日照】我市某日的空气质量日报如下表:
项目 空气污染指数 空气质量级别 空气质量
可吸入颗粒物 65 Ⅱ 良]
二氧化硫 6
二氧化氮 20
下列情况对表中三个空气质量指标不会产生影响的是 （ ）
A．用氢气作燃料 B．露天焚烧垃圾 C．汽车排放尾气 D．用煤作燃料
11、下列关于空气中各组成成分说法正确的是 （ ）
A．空气中的O2只有点燃时才能发生化学反应
B．空气中的CO2是导致酸雨的主要原因
C．空气中的N2可作为生产氮肥的原料
D．空气中的稀有气体没有任何使用价值
12、下列说法正确的是 （ ）
A．空气中氧气的质量分数为21％
B. 空气中各成分所占的比例是永恒不变的
C．空气是由多种物质组成的混合物
D. 空气质量级别数目越大，空气的质量越好
13、下列说法中，错误的是（ ）
A．富氧空气可用于潜水、医疗急救 B．氧气能支持燃烧，可做燃料
C．氮气充入食品包装袋内可以防腐 D．稀有气体充入灯泡中可使其耐用
14、用如图所示的实验测定空气中氧气的含量，下列操作会使测定结果偏大的是 ( )
A．装置漏气
B．药匙中放入的红磷量不足
C.点燃红磷伸入瓶中时，没有立即塞紧瓶塞
D．红磷燃烧结束后，没等装置冷却就打开弹簧夹　　
二、简答题（本题共3小题，每空1分，共计15分）
15、【2012·烟台】2012年2月29日，我国发布新修订的《环境空气质量标准》，新标准增加了PM2.5检测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和扬尘，对人体健康和空气质量的影响很大。
（1）计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括_______（填序号）
①CO ②CO2 ③SO2 ④NO2
(2)以下不属于化石燃料的是_________（填序号）
①天然气 ②石油 ③酒精 ④煤
（3）我市从4月1号起所有机动车都要进行尾气检测，其中包括PM2.5的检测。汽油燃烧产生的颗粒物主要是__________，这是汽油________燃烧产生的。
（4）下列关于PM2.5的说法错误的是____________（填序号）。
①燃放烟花爆竹会产生PM2.5； ②PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一 ③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多；④PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性。
（5）除了对汽车尾气的检测，还有哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用，请举两例：
_______________________________；________________________________。
16、已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：
⑴红磷在集气瓶中发生反应的化学符号表达式为 。该实验中红磷稍过量，目的是 。
⑵待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量约占 ，由本实验还可以推知氮气的哪一性质？试写出其中一种 。
（3）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？理由是 。
17、某课外活动小组在学习了书本 “空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5 不能随便排放在空气中，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，如右图。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，回答下列问题：
（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） 。
三、实验探究（本题共1小题，每空2分，共计8分）
18、小明和小红对市场销售的一种气袋包装的蛋糕产生了兴趣，包装袋内冲入气体鼓鼓的。冲入气体的目的是使食品能较长时间地保鲜、保质。那么填充的气体是什么物质呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳。
（1）请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤： 。
（2）小明的猜想如果正确，现象应是 。
（3）你认为食品充气包装对所冲入气体的要求是： ； 。（写出两条即可）
参考答案
模块（一）空气的组成
1、拉瓦锡研究空气成分的结论
空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
2、空气中氧气含量的测定实验
【实验目的】利用燃烧法测定空气中氧气的含量
【实验原理】利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，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。
【实验用品】（1）仪器：集气瓶、燃烧匙、导气管、烧杯、弹簧夹、胶塞、乳胶管（2）药品：红磷、水
【实验步骤】（1）在集气瓶内要加少量水，并做上记号（2）连接装置：在集气瓶口连接一个双孔胶塞，一孔插燃烧匙，另一孔插导管，并配上弹簧夹（3）检查气密性：把导管的一端放入水中，用手紧握集气瓶外壁，如果在导管口有气泡冒出，松开双手，待集气瓶冷却后，导管口内有一小段水柱，则证明装置气密性良好（4）点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并把塞子塞进（5）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。
【实验现象】（1）红磷燃烧，有大量白烟生成；（2）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。
【实验分析与结论】文字表达式：红磷 + 氧气五氧化二磷；符号表达式：P + O2
P2O5；红磷燃烧消耗了空气中的氧气，生成固体五氧化二磷，五氧化二磷极易溶于水，使集气瓶内气压降低，冷却后，打开弹簧夹，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压进的水的体积约等于集气瓶内被消耗的氧气的体积，由此证明空气中氧气约占空气总体积的1/5。
【交流讨论】
我们在实验中往往测得结果偏低其原因可能有哪些？
红磷的量不足；装置气密性不好；未待装置冷却到室温就打开弹簧夹等。
（2）测定实验后，集气瓶中剩余气体主要是氮气，由此推测氮气的性质有哪些？
氮气是无色无味气体，不易溶于水，不燃烧也不支持燃烧。
3、空气的组成
空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%；二氧化碳0.03%、其他气体及杂质0.03%。也可粗略表示为空气中氧气约占1/5，氮气约占4/5。
模块（二）纯净物和混合物
1、纯净物与混合物的区别与联系
物质 纯净物 混合物
概念 只有一种物质组成 由两种或多种物质组成
特性 具有固定的组成和性质，如熔点、沸点等；可以用专门的化学符号表示 一般没有固定的组成，各成分之间没有发生化学变化，各自保持着原来的性质；没有专门的化学符号。
举例 氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳（CO2）汞（Hg）、红磷（P）、五氧化二磷（P2O5） 空气、海水、大理石、石灰石
联系 不同的纯净物可以混合成混合物；混合物可以分离、提纯纯净物
2、想一想议一议
（1）洁净的空气是纯净物还是混合物？
我们所说的洁净空气是指没有特殊气味和烟尘的空气，依然是混合物。
（2）水和冰混合后得到的物质使纯净物还是混合物？
同一种物质的不同状态，属于纯净物。
模块（三）空气中各成分的性质和用途
1、氧气可以供给呼吸，支持燃烧；在潜水、医疗、炼钢等领域都要用到氧气。
2、氮气：（1）物理性质：无色无味气体，不易溶于水，熔点较低。（2）化学性质：不活泼。既不燃烧也不支持燃烧。（3）用途：a、用作保护气—焊接金属、灯泡充氮延长寿命、食品包装充氮防腐；b、液氮冷冻麻醉手术；c、超导材料在液氮低温环境显示超导性能。
3、稀有气体：（1）性质：无色无味气体，化学性质很不活泼。（2）用途：a、保护气；b、制成多种用途的电光源；激光技术等
模块（四）空气的污染与防治
1、污染空气的物质：（1）粉尘；（2）有害气体：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等
2、污染物的主要来源：（1）化石燃料的燃烧；（2）化工厂排放的废气；（3）汽车排放的尾气等。
3、空气污染的危害：严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。
4、防治措施：（1）加强空气质量监测：空气质量日报、预报等；（2）开发使用新能源，消除污染源；（3）大力植树造林种草。
5、空气质量日报：目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。
交流讨论：
1、在你身边发生过哪些污染空气的现象？
化工厂排放的废气、温室效应、沙尘暴、酸雨等
2、为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？
为了保护人类赖以生存的空气，我们应该大力植树造林、禁止乱砍滥伐、不使用一次性方便筷子等。
巩固练习答案
一、1、B 2、C 3、A 4、A 5、C 6、A 7、C 8、C 9、D 10、A 11、C 12、C 13、B 14、C
二、
15、（1）①③④ （2）③ （3）碳 不完全 （4）③
（5）减少火力发电，提倡使用水能、太阳能发电；积极植树造林，防治扬尘污染（从减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源、植树造林控制扬尘、工业废气处理后再排放等方面回答均可）。
16、⑴ P＋O2 P2O5 将空气中氧气完全反应 ⑵集气瓶体积的1/5 不溶于水（合理答案均可） ⑶不能 生成物是气体，瓶内压强不变小
17、（1） 10mL。
（2） 是注射器内的氧气充分与红磷反应。
（3）装置漏气等合理即可。
三、
18、（1）将包内气体通入澄清石灰水
（2）澄清石灰水变浑浊。
（3）无毒、无味、资源丰富、化学性质不活泼等任选两条。
图1空气成份示意图
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网