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课题1 空气
课时1 空气是由什么组成的
2023
目标素养 导航
学习目标 核心素养
1.了解人类对空气认 知的化学史。 2.了解空气的主要成 分,掌握测定空气中 氧气含量的原理与方 法。 1.化学观念:了解空气的组成;知道物
质可以分为纯净物和混合物;知道纯净
物和混合物的定义。
2.科学思维:能依据物质的组成对物质
进行分类,能辨识纯净物和混合物。
学习目标 核心素养
3.初步认识纯净物和 混合物的定义,能对 物质进行简单分类。 4.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。 3.科学探究与实践:能正确理解测定空
气中氧气含量的原理及实验成功的关
键,并能通过实验测定空气里氧气的含
量;能详细记录实验过程和实验现象。
4.科学态度与责任:学习和体会化学家
进行科学探究的智慧和方法,理解科学
探究的本质;具有安全意识,能严格遵
守实验室安全规则。
续表
新知预习 导学
知识梳理
1.法国化学家________通过实验得出空气是由______和______
组成的,其中氧气约占空气总体积的_ ____的结论。
拉瓦锡
氧气
氮气
2.空气里氧气含量的测定。
(1)实验现象:红磷燃烧,产生__________。待装置冷却至
室温,打开弹簧夹后,烧杯中的水就会进入集气瓶,集气瓶中
的水面上升,约占集气瓶水面上方总体积的_ ____。
大量白烟
(2)实验原理:过量的红磷燃烧时基本上耗尽了集气瓶内空
气中的氧气,使瓶内气体减少,压强降低。打开弹簧夹后,大
气压将烧杯里的水压入集气瓶中。集气瓶内被消耗的氧气的体
积就是________________的体积。
进入集气瓶中水
(3)实验结论:空气中的氧气约占空气总体积的_____。该实
验中发生反应的文字表达式为_ __________________________。
红磷 氧气 五氧化二磷
3.空气的成分及含量: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_______、
其他气体和杂质_______。
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
4.混合物与纯净物:混合物由_____________________________
__,如空气、海水等。纯净物由______________,可用化学符
号来表示,如氧气 、氮气 等。
两种或两种以上的物质混合而成
一种物质组成
问题导思
已知木炭燃烧生成二氧化碳气体,分小组讨论能否用木炭代替红磷测定空气里氧气的含量。
[答案] 木炭与氧气反应生成二氧化碳气体,反应后密闭容器内的压强几乎不变,不能使水进入集气瓶中,故无法测出空气中氧气的含量。
重点直击 导析
典例精析
知识点1 空气里氧气含量的测定
例1 测定空气里氧气含量的实验装置如图2-1所示,下列描述正
确的是( ) 。
图2-1
A.实验所用红磷的量要尽量少
B.用酒精灯点燃红磷后,为安全起见可慢慢将
燃烧匙伸入集气瓶中
C.红磷燃烧一段时间,熄灭后立即打开弹簧夹
D.正确操作可观察到消耗的气体与剩下的气体
的体积比约为
分析与解 实验中所用红磷应过量,否则不能将装置内的氧气
耗尽,导致实验结果不准确;用酒精灯点燃红磷后,应立即将
燃烧匙快速伸入集气瓶中,以防装置内的气体受热膨胀逸出,
导致实验结果不准确;红磷熄灭后,应等集气瓶冷却至室温再
打开弹簧夹,否则气体受热膨胀,占据了一定体积,导致实验
结果不准确;红磷燃烧消耗氧气,氧气约占空
气总体积的 ,故正确操作可观察到消耗的
气体与剩下的气体的体积比约为 。
[答案] D
图2-1
知识点2 纯净物与混合物的判断
例2 物质分类是一种化学观念。厨房里的下列物质属于纯净物
的是( ) 。
A.酸奶 B.冰块 C.白酒 D.食醋
分析与解 酸奶中含有水和蛋白质等,属于混合物;冰块是固态的水,属于纯净物;白酒中含有酒精和水等,属于混合物;食醋中含有醋酸和水,属于混合物。
B
思维点拨 判断纯净物和混合物有两种方法,一是根据物质的种类进行判断,即只含有一种物质的是纯净物,含有不同物质的是混合物;二是根据表示方法进行判断,即能用化学符号表示的物质是纯净物,不能用化学符号表示的物质是混合物。
针对训练
1.空气中氮气的体积分数约为( ) 。
A
A. B. C. D.
2.下列物质不属于空气成分的是( ) 。
D
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.氢气
3.下列物质属于纯净物的是( ) 。
C
A.清新的空气 B.海水 C.氧气 D.牛奶
4.测定空气里氧气含量的实验装置如图2-2所示,下列有关说法
正确的是( ) 。
B
图2-2
A.燃烧匙中的红磷可用木炭代替
B.选用红磷是因为红磷燃烧可以消耗装置内的
氧气,并产成固态生成物
C.若红磷燃烧时弹簧夹未夹紧,则测得空气里
氧气的体积分数会小于空气总体积的
D.本实验可以证明空气里含有氮气、氧气、二
氧化碳和稀有气体
素养达标 导练
基础巩固
图2-3
1.空气的成分(按体积计算)如图2-3所
示,其中“乙”代表的是( ) 。
B
A.氮气 B.氧气
C.稀有气体 D.二氧化碳
2.空气中稀有气体所占比例虽小,但用途广泛。下列气体属于
稀有气体的是( ) 。
A
A.氦气 B.氮气 C.二氧化碳 D.氧气
3.下列物质属于纯净物的是( ) 。
C
A.稀有气体 B.清澈的泉水 C.冰水混合物 D.澄清石灰水
图2-4
4.某课外小组的同学设计了如图2-4所示的实验测定空气中氧气的含量。
(1)红磷在集气瓶中发生反应的文字
表达式为
_ ____________________________。实
验过程中,红磷要过量的原因是______
______________。
红磷 氧气 五氧化二磷
耗尽集气瓶中的氧气
(2)反应开始时,集气瓶中的现象是_____________________;
装置冷却至室温后打开弹簧夹,观察到的现象是_________
__________________________________________。该实验现象
说明空气中氧气的体积约占空气总体积的_ ____。
红磷燃烧产生大量白烟
烧杯中的水进入集气瓶,集气瓶中水面约上升至刻度1处
(3)实验结束后,集气瓶内剩余气体的主要成分为______。
氮气
图2-4
能力提升
5.小亮设计了如图2-5所示的装置测定空气里氧气的含量。下列
关于该实验的说法错误的是( ) 。
D
图2-5
A.该实验利用了铜丝的导热性
B.红磷燃烧结束后,待装置恢复至室温时再读数
C.实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1处
D.实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度4处
图2-6
6.某实验小组的同学用图2-6所示装置测定空气里氧气的含量。
(1)引燃红磷后,____(填“左”或
“右”)管内液面先下降,原因是_____
_________________________________
_________________________________
_________________________________
_____。
左
红磷燃烧放出大量的热,使管内压强增大的程度大于氧气消耗使管内压强减小的程度,导致此时管内压强大于大气压
(2)燃烧着的红磷熄灭,水面上升一定高度后不再升高,证
明氮气的性质有__________________________________(物理
性质和化学性质各写一条)。
难溶于水;通常情况下化学性质稳定
图2-6
(3)与教材上用红磷测定空气里氧气含量的实验装置相比,
该实验装置的优点是______________________________。
使实验结果更准确(或更环保)
图2-6
素能拓展
图2-7
7.两种测定空气里氧气含量的实验装置如图2-7所示,请结合装置回答问题。
(1)实验室常用装置甲测定空气里氧气的含量,若测出的氧
气含量低于 ,则可能的原因是________________________
_____(写一条即可)。
红磷量不足(或装置漏气等)
图2-7
(2)装置乙运用传感器技术测定空气里氧气的含量,测得的
数据变化曲线如图2-8所示。曲线 表示的是反应过程中压强
的变化,应在点___(填“ ”“ ” “ ”“ ”“ ”或“ ”)对应
时刻打开弹簧夹。
图2-8
曲线 和 表示的是反应过程中温度和氧气浓度的变化,其中
温度变化曲线是___(填“ ”或“ ”)。请结合 、 两条曲线,
分析出现 段变化趋势的原因:_______________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_______________ 。
实验开始时,红磷燃烧放
热,装置内的气体受热膨胀,导致装置中的压强增大;红磷
燃烧停止后,装置中的气体体积减小、温度降低,导致装置
中的压强减小
图2-8