3.1. 空气与氧气(第1课时)

(共38张PPT)
第一课时 空 气
你能用一个简单的实验或实例来说明无色无味不易察觉的空气确实存在吗？
生活经验告诉我们空气是一种混合物，那么空气中有些什么物质呢？并以生活中的现象或实验来验证空气的成分。
三条信息:
１、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 （常用澄清石灰水来检验二氧化碳的存在）
２、氧气可以助燃，氧气的浓度越大燃烧越旺盛（氧气能使带火星的木条复燃）
３、白色无水硫酸铜遇水会变蓝色 （常用无水硫酸铜来检验水的存在）
活动一
用吸管向试管中的澄清石灰水中吹气,观察现象:
澄清石灰水变浑浊
结论：
空气中含有二氧化碳,但是含量较少
验证空气中二氧化碳的存在
用打针筒把空气压进石灰水中。石灰水是否变浑浊？___。这说明空气中含有_________。
是
二氧化碳
锥形瓶中的石灰水缓慢变浑浊
2、取一瓶空气和一瓶氧气，把一根燃着的木条先后伸入两个集气瓶中，观察木条在两个集气瓶中燃烧的剧烈程度：_______________
合理的解释:____________________________。
不同，在纯氧中燃烧更剧烈
验证空气中氧气的存在
空气中有氧气，但浓度比较低。
注：在其他条件相同时，氧气的纯度越高，燃烧（反应）越剧烈。
活动二
把一滴水滴在无水硫酸铜粉末上。无水硫酸铜的颜色____，遇水变___色。把一些碎冰放进一个干燥的烧杯中，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，你有什么发现？____________________。
出现这一现象的原因:___________________
________________。
白色
蓝
白色粉末变成蓝色
空气中有水蒸气，遇冷 液化成小水滴
还有哪些现象证明空气中含有水蒸气？
活动三
验证空气中水的存在
初步确定，空气里中至少含有以下物质
1、二氧化碳
2、氧气
3、水蒸气
结论：空气是一种混合物
拉瓦锡（法国）：1777年，通过实验首先得出:空气由氮气和氧气组成的
很长一段时间内，人们认为空气是一种单质
19世纪末，科学家又通过大量实验发现：
空气中还有稀有气体、二氧化碳、水蒸气以及其他杂质。
拉瓦锡
其中氧气约占空气总体积的1/5
实验构思来源
思考：
1、将注射器向外拉时会产生什么现象？
2、烧杯中的水为什么会流入集气瓶中呢？
3、注射器抽走的气体体积与进入集气瓶中的
水的体积有什么关系？
实验
测定空气中氧气的含量
通过以上实验现象的分析，你对如何利用实验的方法测定空气中氧气的体积有什么启示？
思考：应选哪种物质与氧气发生反应（将氧气消耗）？为什么？
碳
氧气
二氧化碳
+
点燃
（气体）
磷
氧气
五氧化二磷
+
点燃
（固体）
资料
欲用燃烧法测定空气中氧气的含量，该实验一般要注意：
（1）装置气密性好
（2）所用药品必须足量
（3）读数时一定要冷却至室温或原温度
（4）所选除氧剂本身能在空气中燃烧，生成物为非气态
测定空气中氧气的含量
A
B
C
D
E
燃烧匙
集气瓶
止水夹
导管
烧杯
实验
红磷在密闭容器内充分燃烧，完全消耗了空气中的氧气，生成五氧化二磷固体，导致容器内气压减小且小于大气压，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中，压入的水的体积正好等于消耗掉的氧气的体积，从而确定空气中氧气的体积分数。
实验原理:
1、按图把装置连接，先在集气瓶内加入少量水，再把剩余的容积用记号划成5等份。
2、点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞， 观察现象：____________________________。
3、充分反应后,待冷却至室温振荡集气瓶,打开止水夹,出现的现象：_________________瓶内水位变化：____________；消耗的气体跟余下的气体的体积比为_____。
实验结论是:__________________________
水沿导管压入集气瓶内
瓶内水位升高
1:4
氧气约占空气总体积的1/5
红磷剧烈燃烧,产生大量的白烟
（1）装置气密性要好
（2）红磷要稍过量（足量）
（3）反应物燃烧后不能有气体生成
（4）反应物只能跟氧气反应
（否则结果偏小）
（否则结果偏小）
（否则结果偏小）
（否则结果偏大）
思考与讨论
本实验成败的关键点
（5）操作要迅速
（6）反应要冷却
（否则结果偏小）
防止白烟污染大气;
防止瓶内空气受热膨胀，部分空气溢出而导致测量结果偏大
思考与讨论
本实验成败的关键点
为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有哪些？
（1）红磷的量不足，使瓶内氧气没有耗尽
（2）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；
（3）未冷却至室温就打开止水夹，使进入瓶内的水的体积减少。
（4）有部分水留在导管中未进
入瓶中
为什么有时气体减少的体积大于1/5
点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀而部分空气溢出。
一百份体积的空气
空气的组成（体积分数）
氧气（O2）
21％
氮气（N2） 78％
稀有气体
0.93％
二氧化碳
0.04％
水蒸气及其他气体杂质0.03％
在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
一般说来，空气的成分是比较固定的
空气的密度为 1.29克/升
二、空气的利用
1、说一说氧气的用途：
空气的平均相对分子质量为29
（1）提供呼吸
（2）支持燃烧
且乙炔等燃料在氧气中燃烧产生的高温火焰可用来切割或焊接金属
氮气具有广泛用途，它是制炸药和化肥的重要原料；由于氮气的化学性质不活泼，因此常用作保护气；灯泡中充氮可以延长使用寿命；食品包装时充氮可以防腐、保鲜；医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能；氮是构成人体蛋白质的主要元素。
二氧化碳的用途:
二氧化碳的性质:
1、2：干冰能升华而吸热
3、二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧
4、二氧化碳能与某些物质发生化学反应
1、致冷剂（干冰）
2、进行人工降雨（干冰）
3、用于灭火
4、化工原料（制纯碱、尿素、汽水）
在生产和科学研究中，稀有气体有广泛的用途。由于稀有气体有惰性，即化学性质不活泼，因此常用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充稀有气体以使灯泡耐用；稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯，霓虹灯等；稀有气体还可用于激光技术；氦可用于制造低温环境；氙可用于医疗麻醉。
稀有气体又叫惰性气体
1、空气中按体积计算，含量最多的气体是（ ）
A 氧气 B 氮气
C 二氧化碳 D 稀有气体
B
3、空气中氧气与氮气的体积比约为（ ）
A 4：1 B 1：4 C 1：5 D 5：1
B
2、在100升空气里氮气的体积大约是（ ）
A 78升 B 78% C 21升 D 21%
A
4、如图为两套测空气成分的装置图。 当红磷、蜡烛燃烧熄灭，冷却至室温后分别打开止水夹，A烧杯内液面高度比B烧杯内液面高度_____； 试分析原因______________________________
________________________________________
_______________________。
高
蜡烛燃烧消耗了氧气，又生成了CO2气体，使瓶内气压没有明显减小，倒流入集气瓶中的水很少
5、分析下列几种情况：①红磷的量不足；②装置漏气，红磷燃烧时空气受热逸出集气瓶；③装置漏气，冷却时空气进入集气瓶；④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；⑤未等完全冷却就打开止水夹观察；⑥容器内有没反应完的氧气；⑦用蜡烛代替红磷进行空气中氧气含量的实验探究。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__________。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦