人教版九年级化学第二单元 课题一 空气学案

初三化学
第二单元我们周围的空气
课题1空气
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1：空气的成分
一．学习目标
通过阅读教材和回顾以前所学，能说出空气各种成分的体积分数，认识空气是一种重要的自然资源；
通过阅读教材和教师问题引领，理解和掌握空气成分测定的实验思路和方法，进而明确混合物成分含量测定的一般思路；
通过阅读空气的发现史，感受科学家严谨求实、大胆质疑的科学精神。
通过对空气污染视频或者图片展示，让学生感悟保护空气资源的急迫感，树立责任意识。
二、重难点提示
重点：理解和掌握空气成分测定的实验思路和方法；
难点：空气成分测定的实验思路和方法，反应原理、实验装置、操作要领以及误差分析等。
一、空气是由什么组成的
1、用2分钟阅读课本P26“空气是由什么组成的”。
【讨论交流】
1）空气是一种单一的物质吗？
2）拉瓦锡研究空气成分的实验中，当密闭容器中将汞连续加热12天后，发生了什么现象？
3）实验中提到：容器内空气的体积大约减少了1/5，又是通过什么现象得知的呢？
4）已知拉瓦锡加热至12天时，发生的反应可以用文字表达式表示如下：
汞+氧气
氧化汞（红色固体粉末）
将上述实验得到的红色粉末再放入密闭容器中
( http: / / www.21cnjy.com )加强热，即可得到汞(Hg)和氧气（O2）。请写出此反应的文字表达式：______________________________。
5）
拉瓦锡所做实验的最终结论是__________________________________。
2、【实验探究】：空气中氧气体积含量的测定
实验现象：（注意对红磷在燃烧前、中、后的现象进行仔细观察和描述）
①燃烧前：
②燃烧时：
③熄灭后，冷却打开弹簧夹：
实验原理：红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，使瓶内气体减少后压强变小，冷却后，大气压强把烧杯内的水压入集气瓶。
【讨论交流】仔细分析下列几种情况：①红磷的
( http: / / www.21cnjy.com )量不足；②燃烧匙插入太慢，塞紧瓶塞前空气受热逸出；③装置漏气，红磷燃烧时空气受热逸出集气瓶；④装置漏气，冷却时空气进入集气瓶；⑤燃烧前未将弹簧夹关闭，导致容器内气体受热膨胀从导管口逸出；⑥未等完全冷却就观察；⑦容器内有没反应完的氧气；⑧导管里未事先装满水；⑨用蜡烛代替红磷进行空气中氧气含量的实验探究。试回答：
⑴可能导致进入瓶内水的体积明显小于瓶体积的1/5的原因有___________
；
⑵可能导致进入瓶内水的体积明显大于瓶体积的1/5的原因有___________
。
该化学反应的文字表达式为：_________________________________。
该化学反应的符号表达式为：_________________________________。
3、认识相似的装置：
4、熟记空气中各成分及其所占的体积分数；
空气中最多的成分是______，其次是__
( http: / / www.21cnjy.com )____。各物质在空气中所占的体积比为：______78%，______21％，____________0.94％，二氧化碳______，其它气体和杂质______
。
【练习一】按右图组装仪器，关闭止水
夹，通电使红磷燃烧。请回答下列问题：
(1)燃烧的现象是__________________________；
(2)红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为
原因是______________________________；
(3)冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为___________________________________。　　　　
【解析】通电后红磷达到着火
( http: / / www.21cnjy.com )点，红磷燃烧并产生大量白烟，由于瓶内氧气被消耗，故红磷会慢慢熄灭。装置冷却后，松开止水夹，由于瓶内氧气被消耗，因此瓶内压强比外界压强小，水会沿导管进入瓶内，最终进入瓶内的水约占集气瓶容积的五分之一，也就是消耗的氧气的体积。
【答案】(1)红磷燃烧，产生大量白烟，最后慢慢熄灭
(2)集气瓶内的氧气已消耗完
(3)烧杯里的水倒吸到集气瓶内(或烧杯的水面下降)，集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一。
二、纯净物和混合物
找出混合物和纯净物的概念，
试着判断以下物质属于纯净物还是混合物，并说明你分类的依据。空气、氧气、二氧化碳、海水、冰、冰水混合物
纯净物：____________________________________________________________
混合物：____________________________________________________________
注：纯净物是相对的，没有绝对的纯净物。研究任何物质性质，都必须取纯净物，因为杂质会掩盖物质本身一些性质
三、空气是一种宝贵的资源
1、氧气：
人落入水中很容易溺水身亡，是因为人在水中___________，因此氧气的一项重要作用是_________；
燃着的红磷很快在密闭的容器内熄灭时因为___________，因此氧气的另一项重要作用是_____________。
在医疗、潜水、登山中用到氧气，利用了氧气的___________；在炼钢、气焊、宇航中用到氧气，利用了氧气的______________。
2、氮气
阅读课本P28-29与氮气有关的内容，完成P29页讨论，我发现：
氮气性质:氮气是一种_____色_____味__________于水的气体，密度与空气接近，不能支持燃烧，化学性质_______________。
氮气用途：
①氮气是制_____和_____的重要原料；②氮气可做保护气（列举三个具体方面）__________、__________、__________，这些用途是利用了氮气______________的性质，因此通常物质的用途是由__________决定的。
3、稀有气体
阅读课本P29-30与稀有气体有关的内容，我发现：
稀有气体包括______________________________，稀有气体化学性质的最大特点是________________________________________
。
稀有气体的用途：①可做保护气，例如:
_______________
、_______________；②稀有气体在通电时发出不同颜色的光，可制成多种用途的_______________；③其他_____________________________________________。
（渗透物质的性质决定用途）
四、空气的污染与防治
1、阅读课本P30-31与保护空气有关的内容，填空：
空气污染的原因：主要是工厂
( http: / / www.21cnjy.com )排放到空气中的__________和__________引起的。目前计入空气污染指数的的项目暂定为______________________________等。
2、空气的污染源主要是煤和石油等化石燃料燃烧产生的尾气和工厂排放的废气及粉尘。
3、当前困扰世界的三大环境问题是：____________、____________、______。
4、空气污染的主要危害：①、严重损害人体健康
②、影响作物的生长
③、破坏生态平衡
④、导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等
5、空气污染的防治措施：①、加强大气质量监测
②、工厂废气治理达标后再排放③、使用清洁能源
④、植树造林、大搞绿化。
【练习二】1。汽车安全气囊内所装化学物质能在碰撞后10毫秒内，生成一种空气中含量最多的气体，该气体是(　　)
A．氮气
B．氧气
C．稀有气体
D．二氧化碳
【解析】空气中各成分及体
( http: / / www.21cnjy.com )积分数为：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和杂质0.03%。所以空气中含量最多的气体是氮气，故选A。
【答案】A
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．少量有害气体进入空气中，依靠大自然的自净能力，空气仍能保持
洁净
C．按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占
1%
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”
【解析】空气是人类及动植物赖以生存的重
( http: / / www.21cnjy.com )要天然资源，故A正确；空气有自净能力，能净化空气中的少量有害气体，故B正确；空气中各成分的含量多少是按体积计算的，不是按质量计算的，故C错误；空气中的稀有气体化学性质稳定，一般不跟其他物质反应，曾被称为“惰性气体”，故D不正确。
【答案】C
3.据探测卫星发回的数据分析，火星大气
( http: / / www.21cnjy.com )中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气、氢气，还找到了有液态水存在的证据。根据以上信息，某同学作出如下推断：①火星大气是混合物　②火星大气与地球大气成分相似　③火星上钢铁不容易生锈　④火星环境适宜人类生存　⑤火星上温室效应显著。你认为正确的是(　　)
A．①③⑤
B．②③⑤
C．②③④
D．①④⑤
【解析】①火星大气中95%是二氧化
( http: / / www.21cnjy.com )碳，其余为少量的氮气、氢气，是由多种物质组成的，是混合物，所以正确；②火星大气中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气，而空气的组成中氮气最多，所以错误；③铁生锈是铁与空气中的氧气和水反应生成铁锈，火星大气中无氧气，铁不会生锈，所以正确；④火星大气中无氧气，所以错误；⑤主要的温室气体是二氧化碳、甲烷、臭氧、氟利昂，火星大气中95%是二氧化碳，温室效应强于地球，所以正确。
【答案】A　
例题1在一密闭容器中充满空气，经测定其中含氮气体积为100L，则其中氧气的体积为(
)
A．20L
B．30L
C．25L
D．40L
思路导航：
根据氮气约占空气体积的4/5，氧气约占1/5，可以推得氧气体积应是氮气体积的1/4，应是25mL
答案：25mL
例题2
关于做空气中氧气含量测定的实验装置中，下列有关说法正确的是（
）
A．选用红磷是因为反应可以消耗O2，生成固态的P2O5
B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或铁丝
C．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高
D．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O2、CO2和稀有气体
思路导航：A根据研究空气中氧气含量的思路：所选物质只和空气中的氧气反应，并且生成物为固体，故A正确；
B所选物质只和空气中的氧气反应，并且生成物为固体，硫燃烧生成二氧化硫固体，铁丝在空气中不燃烧，故B不正确；
C氧气消耗完，即使红磷有剩余，反应也不再进行，瓶内气压不在减小，水位不再上升，故C不正确；
D本实验只能证明空气中除氧气外，还有其他气体存在，到底是什么气体无法证明，故D不正确。
答案：A
例题3右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是
(
)
A．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5
B．实验时红磷一定要过量
C．实验前一定要检验装置的气密性
D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
思路导航：A通过倒吸水的体积约占空气体积的1/5，可以证明空气中氧气的含量约占1/5，故A正确
B为保证瓶内氧气全部反应，红磷一定要过量，故B正确；
C为保证实验数据不受外部环境因素的影响，一定要保证装置气密性良好，故C正确；
D烟是固体颗粒，雾是小液滴。红磷燃烧生成白色固体粉末，应该看到是浓厚的白烟，而不是白雾，故D错误
答案：D
1.下列物质不属于空气污染物的是
（
）
A.
氧气
B.
一氧化碳
C.
烟尘
D.
氮的氧化物
2.下列物质能在空气中燃烧，且产生大量白烟的是(
)
A．木炭
B．硫粉
C．红磷
D．铁丝
3.为测定空气里氧气的含量，甲、乙同学用如图所示的装置分别进行了实验探究。
（1）甲同学：点燃红磷立即伸入瓶中并塞上
( http: / / www.21cnjy.com )瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，观察到集气瓶中吸入水得体积约占集气瓶容积的
。
（2）乙同学：用碳替代红磷，完成上述
( http: / / www.21cnjy.com )实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因是
。
（1）1/5
（2）碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变
4.加强对空气质量的监测是保护环境的一项重要措施，下表是达州市一年四季空气质量监测的平均数据。请你据表回答下列问题。
可吸入颗粒物(TSP)
氮氧化合物(NO2等)
二氧化硫(SO2)
空气质量级别
春季
88
40
44
Ⅱ
夏季
67
33
36
Ⅱ
秋季
90
46
54
Ⅱ
冬季
98
69
60
Ⅱ
⑴对我市空气质量影响最大的指标是
。
⑵空气质量最差的季节是
。
⑶你认为造成这种情况的原因是
。(答一点即可)
⑷可采取的有效防治措施是
。(答一点即可)
⑴可吸入颗粒物
或TSP
⑵冬季
⑶冬季天气较冷，取暖所用煤的量增大
/
……
⑷作用清洁燃烧
/
大量植树造林
/
……
（答题时间：10分钟）
1.空气中体积分数最大的物质是（
）
A.氮气
B.氧气
C.稀有气体
D.二氧化碳
2.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
3.常温下，将100
mL的空气通过足量灼热的铜网，充分反应后，恢复到常温，余下气体体积约为
（
）
A.60
mL
B.
80
mL
C.
40
mL
D.
20
mL
二、填空与简答
1、空气中含量最多的气体是_________；澄清石灰水露置在空气中会逐渐变浑浊，这样说明空气中有少量的_________；盛有冰水的杯子，放在常温的空气中，外壁会潮湿，说明空气中有_________。
2、右图是利用红磷在空气中燃烧测定氧气含量的实验装置图，在实验中，钟罩内的水为什么先下降后上升？
一选择题
Ａ　解析　空气中氮气体积分数最大。
A　解析　二氧化硫是空气污染物之一，是形成酸雨的成分，不是空气成分。
B　解析　灼热的铜和氧气反应，剩余气体主要是氮气，氮气约占空气体积的4/5，故为80mL
二填空与简答
氮气，二氧化碳，水蒸气。
解析：根据空气中各成分的体积含量；二氧化碳的检验；根据实验现象生成水珠等现象获得。
２．红磷燃烧放出热量，是钟罩内气体受热膨胀，气压升高，所以水位下降；待冷却因为红磷消耗了氧气，使得气压降低，水位上升．
加热