2.1空气 导学案--2022-2023学年九年级化学人教版上册(有答案)

2.1 空 气
【学习目标】
1．通过实验探究，了解空气的组成；
2．联系生活经验，认识纯净物与混合物，初步学会鉴别纯净物与混合物；
3．通过学习，初步了解有关氧气、氮气和稀有气体的一些性质和主要用途；
4．通过探讨空气污染的来源及危害，认识环境保护的重要性。
【学习重难点】
1．联系生活经验，认识纯净物与混合物，初步学会鉴别纯净物与混合物；
2．通过学习，初步了解有关氧气、氮气和稀有气体的一些性质和主要用途；
【学习过程】
探究空气的组成
两百多年前，由法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的组成。通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气体积的1/5的结论。
测定空气中氧气的含量
【实验目的】 探究空气中氧气的含量
【实验步骤】 如图所示，在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。观察红磷燃烧的现象。待红磷燃烧并冷却后，打开弹簧夹，观察实验现象及水面的变化情况。
【实验现象】 红磷燃烧，有大量白烟生成。并放出大量的热，待燃烧停止、白烟消失、冷却至室温后，打开弹簧夹，水会沿导管进入集气瓶，集气瓶内水面逐渐上升，最终水面上升约五分之一体积。
【实验结论】 红磷（化学符号P）与空气中的氧气反应，生成新物质五氧化二磷（化学符号P2O5），这一反应可用文字表示如下：
红磷 + 氧气 → 五氧化二磷
反应后集气瓶内水面上升约1/5，说明在反应中空气中的氧气被消耗了，消耗的氧气大约占空气体积的1/5。
【注意事项】①装置不能漏气；②集气瓶中预先要加少量水；③燃烧匙内要盛装过量红磷；④点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子；⑤待燃烧停止、冷却至室温再打开弹簧夹。
空气的成分
通过实验测定可知，空气中各成分所占的体积分数见下表。
气体 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质
占空气总体积的比例 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
纯净物和混合物（重点）
1、纯净物
纯净物是由一种物质组成的。纯净物有固定的组成和性质，可以用专门的化学符号来表示。
2、混合物
混合物是由两种或多种物质混合而成的。混合物中的各物质之间没有发生反应，各自保持着各自的性质，因此混合物没有固定的组成和性质。
3、纯净物和混合物的比较
物 质 纯净物 混合物
概 念 只由一种物质组成 由两种或多种物质混合而成
特 性 具有固定的组成和性质；可以用化学符号表示 没有固定的组成和物质；不能用化学符号表示
举 例 氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2） 空气、盐水、糖水
联 系 混合物（分离、提纯）→ 纯净物；纯净物（混合）→ 混合物
注：纯净物是相对的，不是绝对的，也就是说绝对纯净的物质是没有的。研究任何一种物质，都必须是纯净物，因为杂质能掩盖物质本身的一些性质。
空气是一种宝贵的资源
1、氧气的用途
氧气可以用于动植物呼吸；氧气可以支持燃烧，如炼钢、气焊以及宇宙航行都离不开氧气。
2、氮气的性质和用途
（1）物理性质：氮气是一种无色、无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。
（2）化学性质：氮气的化学性质不活泼，一般情况下不支持燃烧。
（3）用途：制造硝酸和化肥的重要原料；用做保护气，如焊接金属时常用氮气做保护气、灯泡中充氮气以延长使用寿命、食品中充氮气以防腐；医疗上可在液氮冷冻麻醉下条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境中显示超导性能。
3、稀有气体的性质和用途
（1）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。
（2）物理性质：没有颜色、没有气味的气体，难溶于水。（3）化学性质：不活泼。
（4）用途：用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中冲入稀有气体以使灯泡耐用；用于电光源，稀有气体在通电时能发出不同颜色的光。
【引申拓展】：
①稀有气体极不活泼，过去人们认为这些气体不跟其他物质发生化学反应，曾把它们叫做“惰性气体”。但随着科学技术的发展，现在人们已经发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
②灯管中通入氦气发出粉红色光；通入氖气发出红光，这种光能穿透浓雾，可做航标灯；通入氩气发出蓝紫色光；通入氙气，通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光，因此被叫做“人造小太阳”。【注意事项】 氮气和稀有气体做为保护气，是利用他们的稳定性，但稳定性是相对的而不是绝对的。在一定条件下，氮气也能与某些物质发生化学反应，有些稀有气体也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
保护空气
1、空气的污染源
排放到空气中的有害物质，大致可以分为两大类：粉尘和有害气体。从世界范围来看，排放到空气中的气体污染物较多的是二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）等，这些气体主要来自化石燃料（如煤、石油）的燃烧和工厂废气的排放。
2、空气污染的危害
空气污染可损害人体健康，破坏生态平衡，导致全球气候变暖，破坏臭氧层，形成酸雨，影响农作物的生长等。
3、保护空气的措施
（1）改善结构，尽量燃烧液体燃料和气体燃料。（2）对化石燃料进行脱硫、脱氮处理，工厂的废气要经过处理后再排放。（3）努力开发新能源，如太阳能、风能、水能、地热能等。（4）大力开展植树造林活动，提高环境自我净化能力。
4、城市空气质量日报、周报
空气质量日报的主要内容包括“空气污染指数”“首要污染物”“空气质量级别”等。根据我国空气污染的特点和防治重点，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。不同地区的首要污染物有所不同。
【注意事项】①空气中二氧化碳含量过多能够导致“温室效应”，但二氧化碳不是污染空气的有害气体。
②在污染空气的有害气体中，二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的有害气体。
小试牛刀
1．下列关于空气的说法中，错误的是
A．空气被压缩时体积变小是物理变化
B．空气是一种十分重要的天然资源
C．若大量有害物质进入空气中，空气会受到污染
D．按质量分数计，空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%
2．下列说法正确的是
A．空气的成分按质量计算，氧气约占21%
B．很多物质在空气中可以燃烧，因为空气中的氧气具有可燃性
C．二氧化碳过量排放会引起温室效应，所以二氧化碳属于空气污染物
D．稀有气体通电能发出有色光，可以用于制造多种用途的电光源
3．用如图装置进行实验，实验结束后，瓶内剩下的气体主要是
A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳
4．如图是用红磷燃烧法测定空气里氧气含量的装置图，有关此实验的结论与分析错误的是
A．此实验证明，氧气约占空气体积的1/5
B．此实验证明，反应后组气瓶内剩余的气体，既不易溶于水，也不支持燃烧
C．该实验中的红磷还可以用硫来代替
D．若该实验没有达到预期目的，可能的原因之一是装置气密性不好造成的
5．下列物质属于空气污染物的是
A．氧气
B．氮气
C．水蒸气
D．二氧化硫
6．国庆时，天安门前有许多彩色气球。用你所学下列气体的化学性质及下表中提供的数据分析，充灌气球最好选用的气体是____________，理由是：________________。
气体名称 氢气 氦气 氮气 氧气 空气
密度/g L-1 0.089 0.179 1.25 1.429 1.294
7．有下列物质：①氧气；②氮气；③五氧化二磷；④二氧化硫；⑤二氧化碳；⑥食盐水；⑦氖气．⑧冰水混合物 请用这些物质的数字代号填空：
（1）空气中含量最多的气体是______；
（2）有刺激性气味的有毒气体是______；
（3）属于混合物的是______；
（4）属于稀有气体的是_____；
（5）常温下是固体的是_____．
8．下列物质：（1）氧气；（2）人体呼出的气体；（3）液氮；（4）空气中0.94%的稀有气体；（5）二氧化碳；（6）洁净的空气。其中属于纯净物的是（填序号）____________，请选出一种混合物，说明其中的成分_______________________.
9．空气的成分以______和______为主，其中按体积算，______约占空气体积的78%，______约占空气体积的21%．
10．列举4种存在于空气中的纯净物及其主要用途。
参考答案：
1．D2．D3．A4．C5．D6． 氦气 氦气密度比空气小，不具有可燃性，不存在与空气形成爆鸣气进而发生爆炸的危险7． ② ④ ⑥ ⑦ ③8． （1）（3）（5） 空气：由氧气和氮气等气体组成9． 氮气 氧气 氮气 氧气10．空气中的纯净物有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气。
氮气的主要用途有：①焊接金属的保护气，②灯泡中充氮气以延长使用寿命，③食品包装中充氮气以防腐，④医疗上液氮可做麻醉剂等；
氧气的主要用途有：①医疗急救，②炼钢，③气焊等；
二氧化碳的主要用途有：①作化工原料，②温室肥料，③碳酸饮料，④人工降雨等；
水蒸气的主要用途有：①用于工农业生产，②增加空气湿度等。
试卷第1页，共3页
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