中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版八下§3.1空气与氧气（1） 学案
姓名
[学习目标]
1、了解除空气的成分； 2、了解空气中各成分的体积分数；
3、了解验证空气成分的一般方法； 4、掌握空气中氧气含量测定的原理；
5、能设计简单实验来减小实验误差。
一、知识点梳理：
1、空气的成分：
空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质
体积分数 78% 21% 0.93% 0.04% 0.03%
2、空气组成成分探究：
探究空气是否含有 试剂 现象 结论
二氧化碳 澄清石灰水 含有少量二氧化碳
氧气 燃烧的木条 空气中有氧气
水蒸气 白色无水硫酸铜粉末 含有水蒸气
3、空气的利用：
（1） 氧气（O2）的用途：供给 ；支持 ，也叫助燃，常用于焊接、切割金属等方面。
（2）氮气（N2）：性质： 色、 味的气体， 溶于水；不支持 。化学性质较 。
用途：灯泡中充 可延长使用寿命；食品包装充入氮气可防腐；制造 、炸药的重要原料；液氮可以做 剂，医疗上用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织等。
（3）稀有气体： 等气体的总称，是混合物。
性质：无色、无味的气体，难溶于水，化学性质 。
用途：常用作 ；做光源（稀有气体通电能发出不同颜色的光）。
4、空气中氧气成分的测定：
（1）测定原理：在一个密闭容器内，用一种 与空气中的氧气反应，生成一种 ，使容器内压强 。在大气压的作用下，水倒吸入密闭容器内的体积，即为空气中 。
（2）装置图
（3）实验现象：
A、红磷燃烧发出黄白色火焰，放出热量，有大量 产生。
B、待集气瓶 后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，约占集气瓶内空气总体积的 。
（4）实验结论：空气中 约占空气总体积的1/5。
二、例题讲解
例题1、下列关于空气的说法中，错误的是（ ）
A. 二氧化硫是空气污染物之一
B. 工业上采用分离液态空气法获得氧气
C. 空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应
D. 按质量计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%
例题2、中国举办的2019年世界环境日，主题是聚焦空气污染防治，口号是“蓝天保卫战，我是行动者”。下列关于空气的说法中，正确的是（ ）
A. 空气中少量的二氧化碳是形成酸雨的主要气体
B. 空气中的氧气化学性质比较活泼，具有可燃性
C. 空气中含有少量的稀有气体，它们可用于制造霓虹灯
D. 空气中分离出来的氮气用于食品防腐，是利用了氮气的物理性质
例题3、为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里。收集气体的方法是：在100 mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为60%的气体，则则通入氧气的体积和通入空气的体积约是（ ）
A. 50mL和50mL B. 60mL和40mL C. 40mL和60mL D. 20mL和80mL
(例题3图) （例题4图）
例题4、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，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因不可能是（ ）
A. 实验装置漏气 B. 实验中所取的红磷不足量
C. 实验前将弹簧夹夹紧 D. 燃烧红磷时插入得太慢
例题5、某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。
A. 红磷量不足 B. 实验时止水夹未夹紧
C. 未等装置冷却就松开止水夹 D. 红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL。②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。正确的实验操作顺序是 （填序号）。按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的1/5，则注射器活塞最终停留在 ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是 。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是 。
三、随堂练习：
1、小明整理出了空气成分的性质与用途的关系，其中错误的是( )
A．稀有气体化学性质不活泼，可用作灯泡的填充气体
B．氮气化学性质不活泼，可用作焊接金属的保护气
C．氧气可以供给呼吸
D．氧气支持燃烧，常作宇宙航行中的重要燃料
2、空气是一种宝贵的自然资源，下列说法中错误的是( )
A．洁净的空气属于纯净物
B．氮气性质稳定可以作为食品保护气
C．通常情况空气中各成分的比例保持相对稳定
D．稀有气体在通电时会发出不同颜色的光制作霓虹灯
3、人的生存离不开空气。下图为空气成分示意图，其中Ｒ指的是（ ）
A. 氮气 B. 氧气 C. 稀有气体 D. 二氧化碳
（第3题图） （第4题图）
4、小科在课堂上做“探究空气的成分”实验，装置如图所示。实验后，小科发现进入集气瓶中水的体积约占瓶中空气体积的1/5。下列操作会使进入的水的体积偏少的是（ ）
A．选用木炭替代红磷 B．用过量的红磷进行实验
C．将点燃的红磷缓慢的放入集气瓶中 D．红磷燃烧时忘记关闭止水夹
5、在擦玻璃时，人们时常向玻璃上“哈气”，再擦会更干净，这说明与空气相比人体呼出的气体中含有较多的（ ）
A. CO2 B. N2 C. H2O D. O2
6、下列对有关实验现象的描述正确的是
A．硫在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热
B．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
C．镁条在空气中剧烈燃烧，生成氧化镁
D．木炭在空气中充分燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
7、物质的性质决定其用途。下列物质的用途与性质对应关系错误的是（ ）
A．固体二氧化碳可用人工降雨——二氧化碳能与碱反应
B．氮气常用作保护气——氮气化学性质稳定
C．二氧化碳用来灭火——密度比空气大，不支持燃烧
D．氧化钙可做食品干燥剂——氧化钙能与水反应
8、根据下列现象说明空气中存在某种气体物质，试将物质写在题后横线上。
（1）小白鼠在装有空气的密闭容器中能存活一段时间说明空气中含有 。
（2）石灰水长期露置在空气中，瓶壁和石灰水底部均会出现白色固体物质，说明空气中含有 。
（3）夏天盛放冰棒的杯子外壁上附有一层水珠，说明空气中含有 。
（4）空气是制造氮肥的原料，说明空气中含有 。
四、课后练习：
1、科学家们研制了人造空气来供航天员呼吸。这种人造空气中氮气的含量约占 70%，氧气的含量约占 20%以上，此外，还有少量的二氧化碳等气体，非常接近空气的比例。飞船能根据仪器实时检测各种气体的含量并自动调节各种气体成分，同时将有毒的气体过滤掉，始终保证飞船内的空气适合航天员呼吸。下列说法中正确的是( )
A．空气中的二氧化碳含量虽然很少，但是在自然界中是必不可少的
B．在航天飞船上，应把空气中其他成分都分离出去，只留下氧气，这样会更有益于航天员的呼吸
C．我们周围的空气中各成分的体积分数是不变的，不随地域和季节的变化而变化
D．空气中的氮气对人类呼吸没有任何作用，因此人造空气中可以没有这种气体
2、下列关于空气的说法中，错误的是（ ）
A．空气是一种十分重要的天然资源
B．空气本来是纯净物，被污染后变成了混合物
C．空气的成分按体积分数计算，大约是：N278%，O221%，稀有气体0.94%，CO20.03%，其他0.03%
D．空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应，曾被称为“惰性气体”
3、下列关于空气的说法中错误的是（ ）
A．空气是人类宝贵的自然资源 B．空气中的氮气常用作保护气
C．空气中的稀有气体常用作灭火剂 D．稀有气体都无色、无味，通电时能发出不同色光
4、下列有关空气的叙述中，正确的是（ ）
A．我们要采取各种措施，为人类的生存提供纯净的氧气
B．空气中氮气的质量约占78%，氧气质量约占21%
C．空气的成分是固定不变的
D．空气主要是由N2、O2组成，还含有少量稀有气体、二氧化碳和其它气体及杂质
5、人类生存离不开空气，下列说法错误的是（ ）
A．空气是一种宝贵的资源 B．空气中体积分数最大的是氮气
C．PM2.5是造成空气污染的主要污染物之一 D．大量焚烧秸秆不会给空气带来PM2.5
6、空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是（ ）
A．O2 B．CO2 C．N2 D．Ne
7、下列关于空气的说法中正确的是（ ）
A．氮气可用作食品保护气
B．按质量计算，空气中含有氮气约78%，氧气约21%
C．空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好
D．空气中的CO2气体与雨水结合形成酸雨
8、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，反应后集气瓶内剩余的气体，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
（第8题图） （第9题图）
9、如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是（ ）
A. b导管连接供给氧气的钢瓶 B. a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C. 该装置可用来观察是否有氧气输出 D. 该装置不能用来观察输出氧气的速度
10、如图所示的密闭装置中进行白磷燃烧实验，在白磷被点燃至装置恢复到室温的这段时间内，集气瓶中的气压随时间变化的图像最接近的是（ ）
A. B. C. D.
11、空气有着广泛的用途。空气的各种成分中 是形成云、雨、雪等天气现象的物质基础；切割或焊接金属时需燃烧乙炔产生高温火焰，是利用了氧气的 性；液态氮由于在 （填物态变化名称）时需吸收大量的热，可做冷冻剂；稀有气体的化学性质 ，常用作保护气。
12、化学实验课上，老师让同学们用以下两个方案来探究空气中氧气的体积分数，根据要求回答下列问题。【方案一】甲、乙两位同学分别用如图a和图b所示的传统装置测定空气中氧气的体积分数，实验中所用的红磷、木炭均过量。
（1）甲同学连接好仪器后，立即点燃红磷开始实验，老师说他的操作顺序不严谨，你认为他忽略的操作步骤是 。
（2）待甲同学改正后，点燃红磷，观察到红磷燃烧产生的现象为 ；待红磷熄灭，并冷却到室温后，打开弹簧夹，观察到的现象是 。
（3）如果进入集气瓶中的水偏少，写出一个原因是 。
（4）若乙同学的操作顺序和步骤均正确，当他打开弹簧夹后观察到的现象是 。
【方案二】丙同学在老师的指导下，将“测定空气中氧气的含量”的实验装置改进为新的实验装置（如图c）。
（5）指出图c所示装置的一项优点： 。
13、某兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”实验（如图甲）进行了改进，设计了图乙（选用容积为45mL的试管作反应容器）的实验方案，收到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题：
（1）甲实验测得的氧气含量小于1/5，请分析可能的原因 。（写出一点即可）
（2）乙实验操作（装置气密性良好）：①点燃酒精灯；②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；③将足量红磷平装入试管中，把20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，按图乙方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管；④读取注射器活塞位置的刻度值。你认为正确的实验操作顺序是 。（填序号）
（3）乙实验中，注射器活塞最后将停止在约 mL刻度处。
（4）对照甲实验，你认为乙实验有何优点？ （回答一点即可）。
14、实验室用如图装置测定空气中氧气含量，在一端封闭的粗玻璃管内放足量白磷，用胶塞塞住，并推入到玻璃管中部，记下位置。置于90℃的开水上方加热白磷，白磷燃烧，现象是 ，活塞的运动情况是： ，最后停留在刻度为 处。该实验的设计与教材中的实验设计相比较，其优点有 、 。
（第14题图） （第15题图）
15、已知铜在加热的条件下能和氧气反应只生成氧化铜固体。在测定空气中氧气含量的实验中，小科采用了如图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL 空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热。待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。
（1）在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是 。
（2）小科测得实验结果如下：
反应前注射器内气体总体积 反应后注射器内气体总体积
25mL 22mL
①反应后剩余气体的性质有 。（写出一条即可）
②由此数据可以推算出空气中氧气的体积分数 （填“>”“=”或“<”）21%。
③造成该实验出现误差的原因可能是 。（填序号）
A．交替推动两个注射器活塞的次数过少 B．读数时没有冷却至室温
C．加入铜丝量太少 D．加入铜丝量太多
（3）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是 。
参考答案：
一、知识点梳理：
1、
空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质
体积分数 78% 21% 0.93% 0.04% 0.03%
2、
探究空气是否含有 试剂 现象 结论
二氧化碳 澄清石灰水 澄清石灰水慢慢变浑浊 含有少量二氧化碳
氧气 燃烧的木条 燃烧的木条无明显变化 空气中有氧气
水蒸气 白色无水硫酸铜粉末 粉末由白色变成蓝色 含有水蒸气
3、（1） 呼吸 燃烧 （2） 无 无 难 燃烧 稳定 氮气 化肥
（3） 氦、氖、氩、氪、氙和氡 不活泼 保护气
4、（1） 足量的易燃物质 固体 减小 氧气的体积
（3） A、 白烟 B、 冷却 1/5 （4） 氧气的体积
二、例题讲解：
例题1、D
解析：A.二氧化硫会造成酸雨，对植物和建筑物有腐蚀作用，因此是空气污染物之一， 故A正确不合题意；B.空气中氧气和氮气的沸点不同，因此工业上采用分离液态空气法获得氧气，故B正确不合题意； C.空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应，故C正确不合题意。D.按体积计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%，故D错误但符合题意。
例题2、C
解析：A.空气中少量的二氧化硫是形成酸雨的主要气体，故A错误； B.空气中的氧气化学性质比较活泼，不具有可燃性，但支持燃烧，故B错误； C.空气中含有少量的稀有气体，它们可用于制造霓虹灯，故C正确； D.空气中分离出来的氮气用于食品防腐，是利用了氮气的化学性质，故D错误。故C符合题意。
例题3、A
解析：空气中有氧气约占体积的1/5，故设通入的氧气体积为V，则其他部分为空气，空气体积为100mL-V，空气中的氧气体积为（100mL-V）/5，所以有V+（100mL-V）/5=100mL×60%，得V=50mL，即通入的氧气的体积：50mL，空气的体积为100mL-50mL=50mL。故A符合题意。
例题4、D
解析：A.如果实验装置漏气，外面的氧气会不断进入瓶内，导致进入瓶内的水偏少，故A不合题意；B.如果实验中红磷不足，那么瓶子中的氧气就不能完全反应，导致进入瓶内的水偏少，故B不合题意； C.实验前将弹簧夹夹紧，瓶子中的空气受热后体积膨胀不会从导管口溢出，故C不合题意；D.如果燃烧红磷时插入的太慢，瓶子中的空气会受热从瓶口溢出，常温下瓶中的空气减少，必然导致进入瓶子中的水体积大于1/5， 故D符合题意。
例题5、（1）A、C （2）①③②④；10；使装置中的氧气充分反应
（3）测量结果更准确/减少大气污染/更环保
解析：（1）A.红磷量不足会使氧气不能完全消耗，结果偏小，正确；B.实验时止水夹未夹紧会使偏大，错误；C.未等装置冷却就松开止水夹，气体仍膨胀，会使结果偏小，正确；D.红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢会使氮气大量逸出，结果偏大，错误；（2）由测定时的操作步骤可知，该操作顺序为①③②④ ； 氧气约占空气体积的1/5 ， 即玻璃管内氧气体积为(70ml+30ml)×1/5=20ml，则注射器活塞最终停留在30－20＝10ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞可使装置中的氧气充分反应；（3）【装置Ⅱ】装置始终密闭，可使结果更准确，且减少生成物排放，减少大气污染。
三、随堂练习：
1、D 2、A 3、B 4、A 5、C 6、D 7、A
8、（1）氧气；（2）二氧化碳；（3）水蒸气；（4）氮气
四、课后练习：
1、A 2、B 3、C 4、D 5、D 6、D 7、A 8、C 9、C 10、C
11、水蒸气；助燃；汽化；稳定（不活泼）
12、（1）检查装置的气密性（2）产生大量的白烟，放出热量 烧杯中的水倒吸入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶容积的五分之一 （3） 装置漏气 （4） 两侧集气瓶内均有水进入，进入水的体积小于集气瓶容积的五分之一 。（5）密闭点燃，避免五氧化二磷释放到空气中，有利于环保
13、（1） 红磷的量不足 ③①②④ （3） 1 乙实验装置更严密，有效减少误差
14、发出黄光，放出热量，产生大量白烟 活塞先向右移动，再向左移动 4 装置的气密性好 、 节约能源等
15、（1）使注射器中的氧气充分反应 （2）无色，不与铜反应等合理均可；<；ABC
（3）通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积（或质量）的变化，从而得出该种成分的含量（其它答案合理也可）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 21清风明月(共34张PPT)
第三章 空气与生命
浙教版八年级下册
第1节 空气与氧气（1）
－－－ 空气的成分和利用
教学目标
科学观念：了解除空气的成分；了解空气中各成分的体积分数；
了解验证空气成分的一般方法；学会用科学的现象和实验来
验证空气的成分；
科学思维：通过实探究活动，了解探究的一般过程，能设计减
小误差的简单实验方案；
探究实践：体验空气中氧气成分的测定方法，理解空气中氧气
含量测定的原理； 分析实验误差的原因，提升自主学习能力；
态度责任：通过实验探究，培养合作互助和勤于思考的科学作风，
体验成功的乐趣，激发学习和探究的兴趣。
新知导入
空气、水和土壤等物质一起养育了地球上的生命，使地球成为太阳系中一个生机勃勃、绚丽多彩的行星。
空气是以怎样的形态存在的？
空气与生命、与人类的生活和生产有着怎样的密切联系？
我们应怎样保护空气使其免受污染？
让我们一起进入新的课堂！
讨论交流
1）空气是一种看不见、摸不着的气体，但的确是存在的。请以生活中的现象来举例说明空气是存在的。
电风扇叶轮转动起来，就出现风；
拿个塑料袋开口向风，然后捏紧开口，鼓彭塑料袋的就是空气；
把杯子倒扣在水中，然后把杯子歪一下，可以看到有气泡从杯子中冒出来，证明空气是存在的；
用一集气瓶装满半瓶水，用纸片堵住瓶口倒放，水不会流到瓶口，便可证明空气的存在；
把空杯子倒扣在水中，水无法充满整个杯子，就证明杯子中的空气存在；
天气变化时，可能会下雨、下雪、出现大雾等；
……
讨论交流
2）人类生活在空气的“海洋”中，一刻也不能离开。空气中含有维系人类和万物生命所必须的物质。你知道空气里面都有哪些物质吗？
氧气、水蒸气、 二氧化碳、氮气、稀有气体、尘埃等多种物质。
空气中究竟含有什么？这个问题曾经困扰人类很久。
18 世纪中叶以前，人们一直把空气看作是一种成分单一的物质。经过科学家的努力，终于弄清楚空气其实是由多种物质混合而成。
活动：
1）如图 3-1 所示，用大针筒把空气压入澄清石灰水中。
石灰水是否变浑浊？ ______________。
这说明空气中含有 ________________。
2） 取一瓶空气和一瓶氧气, 把一根燃着的木条先后插入两集气瓶中，观察木条在两集气瓶中燃烧的剧烈程度是否相同。
_______________。
合理的解释是 ____________________________。
变浑浊
二氧化碳（CO2）
不相同，木条在氧气中燃烧更剧烈
空气中氧气被其他气体稀释了，所以氧气瓶中氧气的浓度比空气中氧气浓度高
使澄清石灰水变浑浊是检验二氧化碳的一个常用方法。
活动：
3）把1滴水滴在白色的无水硫酸铜（CuSO4）粉末上，观察无水硫酸铜粉末颜色的变化情况。________________。
把一些碎冰放入一个干燥的烧杯里，用表面皿盖在烧杯口上。过一会儿，在表面皿里加一些无水硫酸铜，发现 ________________。出现这一现象的原因是 ________________。
这说明空气中含有 ________________。
白色粉末变成蓝色
白色粉末变成蓝色
冰使空气中水蒸气遇冷液化成液态水。
空气中有水蒸气
水
白色无水硫酸铜粉末
硫酸铜遇水变成蓝色晶体
讨论交流
用生活中的事例来说明空气中含有水蒸气。
从冰箱中取出的瓶子，不一会儿瓶壁上出现水珠；
冬天教室的窗户上会出现一层水雾；
放置在空气中的饼干会变潮；
晒衣服时，衣服变干了，是水跑到空气中去了；
梅雨季节，地面和墙壁都会变潮；
空调工作时，会流出水来；
……
新知讲解
一、空气的存在：
1、证明空气存在的实例：
（1）空气的流动：风
新知讲解
（2）空气有一定的体积：
一塑料袋的空气难以压缩
打气爆胎
新知讲解
纸团先于纸片落地
（3）空气有阻力：
逆风而行的纸飞机飞不远
新知讲解
2、空气不空：
（1）空气是一种看不见、摸不着的气体；
（2）空气是真实存在的；
（3）空气存在于地球表面。
3、空气的作用：
（1）供给生物呼吸；
（2）空气中的二氧化碳可供给绿色植物光合作用；
（3）空气中的氧气可助燃；
（4）空气中的氮气可用作保护气；
（5）空气中的水能成云致雨；
……
新知讲解
二、空气的成分：
1、拉瓦锡的研究
（1）拉瓦锡的研究：
拉瓦锡把少量的汞放在密闭的容器里，连续加热达12天，结果部分汞变成了红色的粉末，同时容器里的空气的体积减少了五分之一左右。他研究了剩余的空气，发现它不能供给呼吸，也不支持燃烧。他再把红色粉末（氧化汞）收集起来，强热后，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气的那部分体积。
（2）拉瓦锡的实验结论：
①空气是由氮气和氧气组成；
②氧气约占空气总体积的 1/5 。
阅读：
氧气的发现
活动：
像拉瓦锡那样探究：空气中氧气的含量测定
实验原理：
磷 + 氧气 点燃 五氧化二磷
（固体） （气体） 固体）
实验步骤：
（1）检查装置的气密性。
（2）按图连接装置，在瓶中加入适量水，给水面上
方的空气部分，按如图方法五等分，并用色笔做记号。
（3）用止水夹夹紧胶管；点燃燃烧匙中的磷，立即
入瓶并塞紧瓶塞；观察现象。
（5）燃烧结束并充分冷却后，振荡集气瓶，打开止
水夹，观察现象。
消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为_________。
实验说明： 。
1：4
氧气约占空气总体积的1/5
新知讲解
实验注意事项：
a.装置的气密性要好，（否则测量结果偏小）；
b.所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完，会导致测量结果偏小；
c.要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，（否则测量结果偏小）；
d.在实验前，导管应预先注满水，（否则测量结果偏小）
e.要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）；
f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏大）。
视频：
空气中氧气含量的测定
（点击图片播放）
实验讨论
1）在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶容积的1/5，可能是什么原因呢？
2）此实验说明剩余气体有哪些性质
（1）装置漏气；
（2）红磷的量不足；
（3）红磷熄灭后未冷却到室温就打开止水夹；
（5）有部分水留在导管内未进入集气瓶，等等。
①不燃烧也不支持燃烧；
②不溶于水。
实验讨论
3） 本实验中能否用硫或木炭等物质来替代红磷？
不可以。
红磷燃烧测定氧气含量的原理是磷燃烧生成五氧化二磷固体，导致瓶内气压减小，水被大气压压入瓶内，进入的水的体积为消耗的氧气的体积。
而木炭燃烧产生二氧化碳气体，硫燃烧生成二氧化硫气体，都不能使瓶内气压有效减小，故不能用木炭或硫来替代红磷。
同理也不能用铁丝来替代红磷，而铁丝在空气中不易燃烧，因此无法消耗氧气，也就无法通过这种方法来测定空气中氧气的含量。
新知讲解
2、空气的成分：
（1）空气的成分：
各种实验测定表明，空气中有多种成分。
空气中各成分的体积分数大约是：
氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，
二氧化碳 0.03%、其余气体和杂质0.03%。
（2）在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其它气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
新知讲解
三、空气的利用
空气是一种重要的天然资源，在人们的生产和生活中有着广泛的用途。
1、氧气的作用：
供给生物呼吸；帮助燃烧（助燃）；燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属，等。
新知讲解
2、氮气的作用：
氮气是一种无色、无味、性质较不活泼的气体。
灯泡中充氮可延长使用寿命；
食品包装时充氮可以防腐、保鲜；
氮气还是制造化肥、炸药的重要原料；
液态氮由于在汽化时需吸收大量的热，因此可做冷冻
剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。
视频：氮气的作用
新知讲解
3、稀有气体的作用：
稀有气体的化学性质不活泼，常用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气；
由于稀有气体通电时能发出不同颜色的光，人们用它制成了各种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯、“人造小太阳”等；
稀有气体还可用于激光技术，制造低温环境 ( 氦气)，用于医疗麻醉 ( 氙气 ) 等。
视频：稀有气体的作用
随堂练习
1、下列关于空气的说法中，错误的是（ ）
A. 二氧化硫是空气污染物之一
B. 工业上采用分离液态空气法获得氧气
C. 空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应
D. 按质量计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%
D
随堂练习
2、下列关于空气的说法中，正确的是（ ）
A. 空气中少量的二氧化碳是形成酸雨的主要气体
B. 空气中的氧气化学性质比较活泼，具有可燃性
C. 空气中含有少量的稀有气体，它们可用于制造霓虹灯
D. 空气中分离出来的氮气用于食品防腐，是利用了氮气的物理性质
C
随堂练习
3、为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里。收集气体的方法是：在100 mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为60%的气体，则则通入氧气的体积和通入空气的体积约是（ ）
50mL和50mL B. 60mL和40mL
C. 40mL和60mL D. 20mL和80mL
随堂练习
4、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，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因不可能是（ ）
A. 实验装置漏气
B. 实验中所取的红磷不足量
C. 实验前将弹簧夹夹紧
D. 燃烧红磷时插入得太慢
D
随堂练习
5、某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：
（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。
红磷量不足
B. 实验时止水夹未夹紧
C. 未等装置冷却就松开止水夹
D. 红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢
A、C
随堂练习
（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：
①测定玻璃管容积V1为70mL。②点燃酒精灯，缓
慢推拉注射器活塞。③将少量铜粉平装入试管中，
将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ
中所示的连接方式固定好。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。正确的实验操作顺序是 （填序号）。按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的1/5，则注射器活塞最终停留在 ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是 。
（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是 。
①③②④
10
使装置中的氧气充分反应
测量结果更准确/减少大气污染/更环保
课堂总结
1、马德堡半球实验等都可证明空气的存在。
2、空气成分（按体积分数计）：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他0.03%；
3、一般情况下，空气的各成分的含量相对稳定；
4、空气是一种重要的天然资源。氮气是一种无色、无味、性质较不活泼的气体，可用作保护气、保鲜剂、冷冻剂，制造化肥、炸药的重要原料。稀有气体的化学性质不活泼，常用作保护气，制作霓虹灯、航标灯，也可用于激光技术；二氧化碳是植物光合作用的重要原料，还可用于人工降雨和食品保鲜等；氧气的化学性质活泼，可用呼吸、助燃等。
板书设计
3.1 空气与氧气（1）
……空气的成分、利用
1、空气成分（按体积分数计）：
氮气（N2）78%，氧气（O2）21%；
稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他0.03%；
2、空气是一种重要的天然资源：
①氮气：无色、无味、性质较不活泼的气体，
主要用途：保护气、保鲜剂、冷冻剂，制造化肥、炸药；
②稀有气体：化学性质不活泼的气体，
主要用途：保护气、霓虹灯、航标灯、激光技术；
③二氧化碳：光合作用的重要原料、人工降雨和食品保鲜等；
④氧气：化学性质活泼。
主要用途：可用呼吸、助燃等。
作业布置
1、复习本课时主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、完成学案中“课后巩固”；
4、预习“氧气的性质”的相关内容。
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版八下科学§3.1空气与氧气（1）教学设计
课题 3.1空气与氧气（1）……空气的成分及利用 单元 三 学科 科学 年级 八下
教材分析 本节为浙教版八下第三章的起始节，本节主要内容分为四部分：空气的成分、利用，氧气的性质，氧气的制取，学生实验：实验室制取氧气，拟用4课时完成教学。 本课时为第1课时，主要介绍空气的组成及各成分的用途，学生对空气存在有一定的了解，本课时旨在了解空气的成分，重点是空气中氧气含量的测定，初步学习科学探究实验方法，学习分析实现象及产生误差的原因，这既是前面学习内容的综合提高，也是后续学习气体、金属的锈蚀等内容的基础，可以说本课时是本单元以及整个初中化学的一个引子。所以本课时有着较为重要的作用。
学习目标 科学观念：了解除空气的成分；了解空气中各成分的体积分数；了解验证空气成分的一般方法；学会用科学的现象和实验来验证空气的成分；科学思维：通过实探究活动，了解探究的一般过程，能设计减小误差的简单实验方案；探究实践：体验空气中氧气成分的测定方法，理解空气中氧气含量测定的原理； 分析实验误差的原因，提升自主学习能力；态度责任：通过实验探究，培养合作互助和勤于思考的科学作风，体验成功的乐趣，激发学习和探究的兴趣。
重点 空气的组成，空气中各成分的主要性质和用途
难点 空气中氧气含量的测定
教学环节 教 师 活 动 设计意图
导入新课 空气、水和土壤等物质一起养育了地球上的生命，使地球成为太阳系中一个生机勃勃、绚丽多彩的行星。 空气是以怎样的形态存在的？ 空气与生命、与人类的生活和生产有着怎样的密切联系？ 我们应怎样保护空气使其免受污染？ 让我们一起进入新的课堂。 导入新课
讲授新课 讨论交流：1）空气是一种看不见、摸不着的气体，但的确是存在的。请以生活中的现象来举例说明空气是存在的。 参考：电风扇叶轮转动起来，就出现风；拿个塑料袋开口向风，然后捏紧开口，鼓彭塑料袋的就是空气；把杯子倒扣在水中，然后把杯子歪一下，可以看到有气泡从杯子中冒出来，证明空气是存在的；用一集气瓶装满半瓶水，用纸片堵住瓶口倒放，水不会流到瓶口，便可证明空气的存在；把空杯子倒扣在水中，水无法充满整个杯子，就证明杯子中的空气存在；天气变化时，可能会下雨、下雪、出现大雾等； …… 。 2）人类生活在空气的“海洋”中，一刻也不能离开。空气中含有维系人类和万物生命所必须的物质。你知道空气里面都有哪些物质吗？参考：氧气、水蒸气、 二氧化碳、氮气、稀有气体、尘埃等多种物质。 过渡：空气中究竟含有什么？这个问题曾经困扰人类很久。 18 世纪中叶以前，人们一直把空气看作是一种成分单一的物质。经过科学家的努力，终于弄清楚空气其实是由多种物质混合而成。 活动：1）如图 3-1 所示，用大针筒把空气压入澄清石灰水中。 石灰水是否变浑浊？ ______________。这说明空气中含有 ________________。 注意：使澄清石灰水变浑浊是检验二氧化碳的一个常用方法。 2） 取一瓶空气和一瓶氧气, 把一根燃着的木条先后插入两集气瓶中，观察木条在两集气瓶中燃烧的剧烈程度是否相同。 。合理的解释是 。参考：空气中氧气被其他气体稀释了，所以氧气瓶中氧气的浓度比空气中氧气浓度高3）把1滴水滴在白色的无水硫酸铜（CuSO4）粉末上，观察无水硫酸铜粉末颜色的变化情况。________________。 把一些碎冰放入一个干燥的烧杯里，用表面皿盖在烧杯口上。过一会儿，在表面皿里加一些无水硫酸铜，发现 ________________。出现这一现象的原因是 ________________。 这说明空气中含有 ________________。 讨论交流：用生活中的事例来说明空气中含有水蒸气。 参考：从冰箱中取出的瓶子，不一会儿瓶壁上出现水珠； 冬天教室的窗户上会出现一层水雾； 放置在空气中的饼干会变潮； 晒衣服时，衣服变干了，是水跑到空气中去了； 梅雨季节，地面和墙壁都会变潮； 空调工作时，会流出水来； ……。归纳： 一、空气的存在： 1、证明空气存在的实例： （1）空气的流动：风 （2）空气有一定的体积： （3）空气有阻力：2、空气不“空”： （1）空气是一种看不见、摸不着的气体； （2）空气是真实存在的； （3）空气存在于地球表面。 3、空气的作用： （1）供给生物呼吸； （2）空气中的二氧化碳可供给绿色植物光合作用； （3）空气中的氧气可助燃； （4）空气中的氮气可用作保护气； （5）空气中的水能成云致雨； …… 二、空气的成分： 1、拉瓦锡的研究 （1）拉瓦锡的研究： 拉瓦锡把少量的汞放在密闭的容器里，连续加热达12天，结果部分汞变成了红色的粉末，同时容器里的空气的体积减少了五分之一左右。他研究了剩余的空气，发现它不能供给呼吸，也不支持燃烧。他再把红色粉末（氧化汞）收集起来，强热后，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气的那部分体积。 （2）拉瓦锡的实验结论： ①空气是由氮气和氧气组成； ②氧气约占空气总体积的 1/5 。 阅读：氧气的发现探究：像拉瓦锡那样探究：空气中氧气的含量测定 实验原理：实验步骤： （1）检查装置的气密性。 （2）按图连接装置，在瓶中加入适量水，给水面上 方的空气部分，按如图方法五等分，并用色笔做记号。（3）用止水夹夹紧胶管；点燃燃烧匙中的磷，立即 入瓶并塞紧瓶塞；观察现象。（5）燃烧结束并充分冷却后，振荡集气瓶，打开止 水夹，观察现象。消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为_________。 实验说明： 。 实验注意事项： a.装置的气密性要好，（否则测量结果偏小）； b.所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完，会导致测量结果偏小； c.要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，（否则测量结果偏小）； d.在实验前，导管应预先注满水，（否则测量结果偏小） e.要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）； f.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏大）。 视频：测定氧气含量实验讨论：1）在实验中，进入集气瓶内的水的体积常小于集气瓶容积的1/5，可能是什么原因呢？ 参考：（1）装置漏气； （2）红磷的量不足； （3）红磷熄灭后未冷却到室温就打开止水夹； （5）有部分水留在导管内未进入集气瓶，等等。 2）此实验说明剩余气体有哪些性质 参考:①不燃烧也不支持燃烧； ②不溶于水。 3） 本实验中能否用硫或木炭等物质来替代红磷？ 参考：不可以。 红磷燃烧测定氧气含量的原理是磷燃烧生成五氧化二磷固体，导致瓶内气压减小，水被大气压压入瓶内，进入的水的体积为消耗的氧气的体积。 而木炭燃烧产生二氧化碳气体，硫燃烧生成二氧化硫气体，都不能使瓶内气压有效减小，故不能用木炭或硫来替代红磷。 同理也不能用铁丝来替代红磷，而铁丝在空气中不易燃烧，因此无法消耗氧气，也就无法通过这种方法来测定空气中氧气的含量。 2、空气的成分： （1）空气的成分： 各种实验测定表明，空气中有多种成分。 空气中各成分的体积分数大约是：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%， 二氧化碳 0.03%、其余气体和杂质0.03%。 （2）在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。 三、空气的利用 空气是一种重要的天然资源，在人们的生产和生活中有着广泛的用途。 1、氧气的作用： 供给生物呼吸；帮助燃烧（助燃）；燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属，等。 2、氮气的作用： （附视频） 氮气是一种无色、无味、性质较不活泼的气体。 灯泡中充氮可延长使用寿命； 食品包装时充氮可以防腐、保鲜；氮气还是制造化肥、炸药的重要原料；液态氮由于在汽化时需吸收大量的热，因此可做冷冻剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。 3、稀有气体的作用： （附视频） 稀有气体的化学性质不活泼，常用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气； 由于稀有气体通电时能发出不同颜色的光，人们用它制成了各种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯、“人造小太阳”等； 稀有气体还可用于激光技术，制造低温环境 ( 氦气)，用于医疗麻醉 ( 氙气 ) 等。 空气在存在，学生已有一定的认识 尤其是空气中有氧气，学生都知道但学生对空气的成分掌握不全面通过实验方式来认识空气中的水蒸气、二氧化碳等，同时也认识了二氧化碳气体的检验等，为后续学习作基础归纳、完善，形成知识框架，便于记忆空气不“空”，只是看不见而已，但可通过一定的方式认识空气的存在空气的成分研究也经历了长期艰苦的实验其中拉瓦锡的实验最重要学习科学家的探究方式来认识空气中氧气含量的探究适时进行学法指导：答疑解惑通过讨论交流来巩固、理解、内化所学归纳出空气的成分及占比，注意体积分数而不是质量分数 空气的利用主要包括氧气、氮气、稀有气体等，至于氧气、二氧化碳等气体的性质，将在后续学习
课堂练习 1、下列关于空气的说法中，错误的是（ D ） A. 二氧化硫是空气污染物之一B. 工业上采用分离液态空气法获得氧气C. 空气中的氧气化学性质比较活泼，在常温下能与许多物质发生化学反应D. 按质量计算，空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1% 2、中国举办的2019年世界环境日，主题是聚焦空气污染防治，口号是“蓝天保卫战，我是行动者”。下列关于空气的说法中，正确的是（ C ） A. 空气中少量的二氧化碳是形成酸雨的主要气体B. 空气中的氧气化学性质比较活泼，具有可燃性C. 空气中含有少量的稀有气体，它们可用于制造霓虹灯D. 空气中分离出来的氮气用于食品防腐，是利用了氮气的物理性质3、为了测定能使带火星的木条复燃时氧气的最低含量是多少，设计的实验方案是先将氧气和空气按不同的体积比收集在集气瓶里。收集气体的方法是：在100 mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧气的体积分数约为60%的气体，则则通入氧气的体积和通入空气的体积约是（ A ）A. 50mL和50mL B. 60mL和40mL C. 40mL和60mL D. 20mL和80mL （第3题图） （第4题图） 4、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，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因不可能是（ D ） A. 实验装置漏气 B. 实验中所取的红磷不足量C. 实验前将弹簧夹夹紧 D. 燃烧红磷时插入得太慢5、某兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（装置I）进行了大胆改进，设计装置Ⅱ实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面装置I、装置Ⅱ实验，回答下列有关问题：（1）【装置Ⅰ】在实验过程中，经常出现实验结果偏小的情况，原因可能是 。A. 红磷量不足 B. 实验时止水夹未夹紧C. 未等装置冷却就松开止水夹 D. 红磷点燃后伸入集气瓶速度太慢（2）【装置Ⅱ】实验的操作步骤如下：①测定玻璃管容积V1为70mL。②点燃酒精灯，缓慢推拉注射器活塞。③将少量铜粉平装入试管中，将50mL的注射器活塞置于30mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好。④熄灭酒精灯，等装置冷却后读取注射器活塞的数据。正确的实验操作顺序是 （填序号）。按正确操作和有关数据计算，最终得出氧气约占空气体积的1/5，则注射器活塞最终停留在 ml处，在实验加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是 。（3）比较【装置Ⅰ】和【装置Ⅱ】，你能说出【装置Ⅱ】的一个优点是 。【参考：1）A、C （2）①③②④；10；使装置中的氧气充分反应（3）测量结果更准确/减少大气污染/更环保】 及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。
课堂小结 1、马德堡半球实验等都可证明空气的存在。 2、空气成分（按体积分数计）：氮气（N2）78%，氧气（O2）21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他0.03%； 3、一般情况下，空气的各成分的含量相对稳定； 4、空气是一种重要的天然资源。氮气是一种无色、无味、性质较不活泼的气体，可用作保护气、保鲜剂、冷冻剂，制造化肥、炸药的重要原料。稀有气体的化学性质不活泼，常用作保护气，制作霓虹灯、航标灯，也可用于激光技术；二氧化碳是植物光合作用的重要原料，还可用于人工降雨和食品保鲜等；氧气的化学性质活泼，可用呼吸、助燃等。 帮助学生掌握重点，更加容易的学习。
板书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网（www.21cnjy.com） 21清风明月
