科粤版九年级上册化学2.1 空气的成分 课件 (共19张PPT建议WPS打开)

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2.1
空气的成分
新课导学
空气是人人都熟悉的物质,我们每时每刻都生活在空气的“海洋”里。离开了空气,生命就难以存在。人类对空气成分的认识经历了一段漫长的历史时期。18世纪中叶,瑞典科学家舍勒,英国化学家普利斯特，法国化学家拉瓦锡等对空气进行了深入的研究。现在我们都知道,空气是一种含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种成分的气体,就像一个“大家族”,空气中各组分气体的体积分数是不相同的。
舍勒
普利斯特
拉瓦锡
空气中有哪些成分
拉瓦锡---加热汞（Hg）实验
很久以前,人们以为空气只是单一的某种物质。到了18世纪70年代,许多科学家都曾经研究过空气的成分。在这些研究工作的基础上,法国化学家拉瓦锡(A.
L
Lavoisier,1743-1794)完成了最有说服力的实验。他用如图装置,把银白色的液态汞(水银)放在密闭的玻璃容器中,连续加热12天后发现部分汞变成红色粉末,汞槽里的水银升入钟罩,而容器里的空气体积则减少了约1/5,而且剩余气体不支持燃烧和呼吸。于是他笫一次用实验证明了空气中有氧气(O2)和氮气(N2)。19世纪末,英国的物理学家瑞利(JW.S.
Ravleigh,1842-1919)发现从空气中分离出来的氮气的密度比用化学方法制得的纯净氮气密度稍大,说明空气中还含有另一些不支持燃烧的气体。经过实验和推理,终于发现了稀有气体氩(Ar)。后来经过多位科学家的实
验和探究,又进一步发现了空气中的稀有气体还含有氦(He)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)等成分。
空气中有哪些成分
【教材实验2-1】探究空气的成分
实验原理：利用氧气支持燃烧的特性，在密闭容器点燃可燃物消耗内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，水进入瓶子，瓶子中水的体积即为空气中氧气的体积
实验装置：
实验目的：学习空气里氧气含量测定的方法
空气中氧气的测定
实验步骤：学习空气里氧气含量测定的方法
实验操作
观察和思考
1.用记号将集气瓶中剩余的充满空气的容积划分为5等份。
集气瓶里装的是空气。
2点燃燃烧匙中的红磷,迅速插入集气瓶中,塞好胶塞。
红磷燃烧,产生大量的白烟,消耗了瓶内的氧气。
3冷却后,松开止水夹。
烧杯中的水从导管流向集气瓶,约占集气瓶容积的1/5。红磷燃烧,消耗了瓶内的氧气,瓶内的压强变小,水从烧杯内流入集气瓶中。
根据以上实验事实作出结论:空气中的氧气支持燃烧,氧气在空气中占的体积分数约为1/5
注意事项:
①实验中点燃时，实验材料为红磷。
②红磷燃烧产生大量白烟，而不是白雾。（烟为固体小颗粒，雾为液体小颗粒）
③实验时，红磷量要足够，装置要气密性好，点燃红磷后要立即放入集气瓶并塞好胶塞，实验结束时要冷却至室温再打开止水夹，若不满足上述要求，进入瓶子中的水体积小于集气瓶体积的1/5.
④实验时，点燃红磷后要未立即放入集气瓶并塞好胶塞，止水夹未夹紧导管，这时进入瓶子中的水体积大于集气瓶体积的1/5.
氮气、稀有气体的性质和用途
想一想
实验结束后，瓶子中剩余气体是什么，具有什么性质？
在测定空气里氧气含量的实验中,集气瓶中剩余的气体主要是氮气。燃着的红磷没有把氮气点燃,且红磷还没有燃烧完就熄灭,说明氮气不燃烧,也不支持燃烧。集气瓶内水面上升约占瓶中空气容积的1/5后不再上升,说明氮气不易溶于水。由于氮气约占空气体积的4/5,所以空气的一些物理性质在一定程度上代表了氮气。稀有气体是氦、氖、氢、氮、氙等气体的总称,稀有气体是空气中性质最稳定的气体。
空气的成分(占空气总体积的比例)
相对固定
氮气(N2)
78%
99%的主要成分
氧气(O2)
21%
稀有气体
0.94%
1%
可变
二氧化碳(CO2)
0.03%
其他气体和杂质
0.03%
氮气、稀有气体的性质和用途
1.氮气
(1)氮气的物理性质
(2)氮气的化学性质
稳定：不燃烧，也不支持燃烧；一定条件下能与其他物质发生反应
(3)氮气的性质与用途的关系
颜色
状态
气味
标准状况下的密度
熔点
沸点
是否溶于水
氮气
无色
气体
无味
1.251g/L
-209.9℃
-195.8℃
难溶于水
性质
用途
化学性质稳定、无毒
焊接金属时作保护气、食品充氮防腐、灯泡里的填充气等
一定条件下能与氢气反应
制硝酸和化肥的重要原料
氮气、稀有气体的性质和用途
1.稀有气体（惰性气体）
(1)物理性质：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色的光
(2)化学性质：极不活泼(惰性)
(3)用作保护气、作多用途的电光源、用于激光技术、氦可用于制造低温环境、氙可用于医疗麻醉。
怎样区分混合物和纯净物
纯净物:只由一种物质组成。如氧气、氮气、二氧化碳、氦气
混合物:由两种或两种以上物质混合而成。如空气。
1.混合物与纯净物的区别与联系
2.纯净物是相对而言的,自然界中绝对纯净的物质是不存在的。通常的纯净物是指含杂质很少,具有高纯度的物质。
怎样区分混合物和纯净物
纯净物
混合物
区别
由同种物质组成,组成是固定的
由不同种物质组成,组成是不固定的
成分
单一物质
含有两种或两种以上的物质
性质
有固定的物理性质(如:有确定的熔、沸点)和化学性质
不具有固定的性质(如:没有确定的熔、沸点),各成分保持各自原有的化学性质
表示方法
有固定的化学表示符号(化学式)
多种成分,不能用化学符号(化学式)表示
实例
氧气、氮气、水等
空气、海水、石油等
联系
我们的呼吸作用
【教材实验2-2】
我们的呼吸作用
提出问题
我们一生中不断吸入空气和呼出气体,吸入和呼出的气体成分含量有没有差别呢?
猜想与假设
1.吸入空气中氧气的含量大于呼出气体中氧气的含量
2.吸入空气中二氧化碳的含量小于呼出气体中二氧化碳的含量
3.吸入空气中水蒸气的含量小于呼出气体中水蒸气的含量
实验与事实
1.学习集气瓶的使用,会用排水法收集气体
(1)收集两瓶呼出的气体
将集气瓶盛满水,并用玻璃片先盖住瓶口的一小部分,然
后推动玻璃片将瓶口全部盖住,不留气泡，再把盛满水的
集气瓶连冋玻璃片一起倒立在水槽内,将饮料管小心地
插入集气瓶内,并向集气瓶內缓缓吹气,直到集气瓶中充满呼出的气体。然后在水面下用玻璃片盖住集气瓶后并移出水面,正在实验桌上。
我们的呼吸作用
(2)收集人体呼出的气体时,吹气和换气应缓慢进行的目的是充分代谢吸进去的氧气。
(3)在该实验操作步骤中,我们需要控制吸气时间和换气时间两个变量。
2.学会用控制变量的方法设计对照实验
(1)实验步骤、现象及结论如下表
(2)此实验的探究方法是对比
(3)在对空气和人体呼出的气体中二氧化碳含量比较的实验操作步骤中,我们需要控制集气瓶的大小和石灰水的量两个变量
实验步骤
实验现象
分析现象及结论
①将燃着的小木条分
别插入一瓶空气样品
和一瓶呼出气体的样
品中
燃着的小木条在呼出的气体中立即熄灭,在空气的瓶中持续燃烧了一会儿再熄灭
人体呼出的气体中氧气的含量低于空气中氧气的含量
②向一瓶空气样品和
一瓶呼出气体的样品
中各滴入相同滴数的
澄清石灰水,振荡
呼出的气体中澄清石灰水变浑浊,空气中的澄清石灰水无明显现象
人体呼出的气体中二氧化碳的含量高于空气中二氧化碳的含量
③取两块干燥的玻
璃片,对着其中一块
哈气
哈气后玻璃片上有一层薄薄的水雾
人体呼出的气体中水分的含量高于空气中水分的含量
空气污染的危害与保护大气环境
1.空气污染的危害与保护大气环境
随着现代工业的发展,排放到空气中的有害气体和烟尘大大增加,超出了大自然的自净能力,造成了空气污染。
空气污染的危害与保护大气环境
2.空气质量日报怎样读
(1)空气质量日报主要包括三项内容:首要污染物、空气质量指数、空气质量指数级别。
(2)列入空气质量监测标准的项目:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、细颗粒物(指空气中粒径≤25μm的颗粒物)、颗粒物和臭氧等。
(3)空气质量指数
空气质量指数
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
>300
空气质量指数级别
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
基础训练
【典型例题1】某班同学用如图装置测定空气里氧气的含量。先用止水夹夹住胶皮管,点燃红磷,伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷熄灭并冷却后,打开止水夹,观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象的解释合理的是()
①甲同学可能使用红磷的量不足,瓶内氧气没有消耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞,红磷熄灭冷却时外界空气进入
瓶内
③乙同学可能没夹紧止水夹,红磷燃烧时瓶内部分空气受
热从导管逸出
④乙同学坑除去燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分
空气受热逸出
A.①③
B.②④
C.①②③
D.①②③④
【典型例题2】某校化学兴趣小组的同学们就空气中氧气的含量进行如
所示的实验探究:
(1)为了充分消耗广口瓶中的氧气,药品的用
量应保证
。
(2)如图所示,通过对实验现象的观察、分析,
同学们得出结论:氧气约占空气体积的
。
(3)实验前在广口瓶中加适量水的作用是
。
【典型例题3】下列关于氮气用途的叙述中,不正确的是（）
A.食品防腐
B.制成各种电光源
C.医疗冷冻麻醉
D.制化肥的重要原料
【典型例题4】下列关于稀有气体的叙述,错误的是(
)
A稀有气体都是没有颜色、没有气味的气体
B.稀有气体在空气中所占的体积约为0.03%
C.稀有气体的性质很不活泼,常用作保护气
D.稀有气体在通电时,能发出不同颜色的光
【典型例题5】下列物质中属于纯净物的是()
A.医用消毒酒精
B.冰水共存物
C.清新的空气
D.生理盐水
【典型例题6】纯净物与X的关系可用下图表示,则X是(
)
A.混合物
B.物质
C.空气
D.氧气
【典型例题7】小红同学通过探究“我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的实验得出了以下结论,其中正确的是()
A.我们呼出的气体里含有水蒸气
B.我们呼出的气体全部为二氧化碳
C我们呼出的气体极易溶于水
D我们吸入的气体全部是氧气
【典型例题8】人类生存需要清新的空气,下列情况不会造成空气污染的是()
A绿色植物的光合作用
B汽车排放大量的尾气
C.大量燃烧化石燃料
D化工厂排放的废气
基础训练
【典型例题9】某化学兴趣小组实验测出,人在呼吸中各种气体的体积分数如下表
(1)请你判断:X是
。
(2)请你回答:因参与人体新陈代谢而消耗的气体是
。
(3)请你证明:呼出的气体中含有一种植物光合作用所需要的气体,它是
。为了检验这种气体,你的实验方法是(简述操作方法和现象):
。
4)请你分析:X气体在呼吸过程中没有参与化学反应,但在呼出的气体中
它的体积分数却减少了,原因是
。
【典型例题10】下列物质属于纯净物的是()
A.洁净的空气
B.清澈的泉水
C.冰水共存物
D新鲜的牛奶
【典型例题11】空气中各成分所占的体积分数由小到大的顺序是()
①氧气②氮气③二氧化碳④稀有气体
A.①②③④
B.②①④③
C②①③④
D③④①②
【典型例题12】)6某兴趣小组利用右图的实验装置测定空
气中氧气的含量,在燃烧匙中加入过量的红磷,点燃后迅速
插入集气瓶中,塞好胶塞。试回答下列问题:
(1)集气瓶内发生化学变化的文字表达式为
。
(2)实验过程中,燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷?
。
(3)当红磷燃烧完毕,集气瓶冷却至室温后,看到集气瓶内水面的变化是
，
出现该现象的原因是:红磷燃烧消耗了空气中的
而生成了固态的
,从而使集气瓶内气体的体积
(填“增大”“减小”或“不变”),集气瓶内气体压强小于外界的大气压。
(4)这个实验除了可以测定氧气在空气中的含量,
还可得出氮气
(填“易”或“难”)溶于水和其化学性质
(填“活泼”或“不活泼”)的结论。
【典型例题13】
如图所示的装置可用于测定空气中氧气的含量。
(1)请补全下列实验步骤
a.按图示连接好装置。
b.
。
c.在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为五等份,用止水夹夹紧胶皮管。
d取足量红磷放入燃烧匙中,点燃后立即伸入瓶中,并把胶塞塞紧。
e待红磷熄灭并冷却至室温后,打开止水夹。
(2)红磷燃烧的现象是
，反应的文字表达式为
。
(3)冷却至室温后打开止水夹,水能进入集气瓶中的原因是
。
(4)若某同学在实验后得出结论:空气中氧气的体积分数约为1/5。能得出此结论的实验现象为
。
基础训练
【典型例题14】加强对空气质量的监测是保护环境的一项重
要措施,下表是某市一年四季空气质量监测的平均数据。
请你根据表格回答下列问题。
(1)对该市空气质量影响最大的指标是
。
(2)空气质量最差的季节是
。
(3)你认为造成这种情况的原因是
。(答一点即可)
(4)可采取的有效防治措施是
。(答一点即可)
【典型例题15】我国发布新修订的《环境空气质量标准》,新标准增加了PM2.5检测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物,主要来自化石燃料的燃烧和扬尘,对人体健康和空气质量的影响很大。
(1)计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外,还包括
(填序号)
①一氧化碳
②二氧化碳
③二氧化硫
④二氧化氮
(2)据报道,今年某市空气中PM2.5与去年同期相比下降22.3%,下列行为不会增加空气中PM2.5的是
。
A燃煤火力发电
B.治理工地扬尘
C露天焚烧垃圾
D.使用氢能源汽车
(3)PM2.5是空气污染物之一,下列关于PM2.5的说法错误的是()
A.燃放烟花爆竹会产生PM2.5
B.PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之
C.燃烧垃圾可减少PM2.5污染
D.PM25是指大气中直径不超过2.5×10-6m的颗粒物
【典型例题16】茶叶、肉松、膨化食品等常采用真空充气包装,即将食品装入包装袋,抽出包装袋内的空气,再充入防止食品变质的气体,然后封口。真空充气包装能使食品保持原有的色、香、味及营养价值,防止食品受压而破碎变形。
提出问题:充入食品包装袋中的气体是什么？
猜想与验证:可能是N2,实验初步验证的方法及现象：
充入的气体还可以是①
；②
。
【典型例题17】空气是人类宝贵的自然资源,下列有关空气的说法错误
的是()
A.液氮可用作制冷剂
B.氮气可用作火箭发射的燃料
C.氦气可用来填充探空气球
D.二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
中考题型专练
1.(山东枣庄中考)通过创建卫生城市活动,枣庄市空气状况有了明显改善,但测得目前空气的主要污染物仍是PM25，下列做法应该继续提倡的是()
①保护青山绿水，②就地焚烧秸秆，③发展共享单车，④减少燃煤使用
⑤燃放烟花爆竹
A.①③④
B①②④
C.①②③④
D.②③④⑤
2.(2018湖南邵阳中考)空气是一种宝贵的自然资源。下图为空气的成分示意图,其中R指（）
A.氮气
B.氧气
C.稀有气体
D.二氧化碳
3.(江苏徐州中考)暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等,发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量(装置如图)。以下对此改进实验的叙述,错误的是()
A.此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气
B实验前一定要检查装置的气密性
C.此实验中发热剂的多少不影响测量结果
D.此实验测出氧气的体积分数约是18.3%
4.(2018重庆中考)“绿水青山就是金山银山。”下列物质的大量排放不违背该理念的是(）
A.氮气
B.二氧化硫
C.固体粉尘
D.工业废水
5.(2018内蒙古巴彦淖尔中考)“改善环境质量,推动绿色发展”是当
环保工作的重点。下列做法不符合这一要求的是()
A.燃放烟花爆竹,增添节日气氛
B提倡公交出行,减少尾气排放
C加强植树造林,改善空气质量
D垃圾分类回收,增强节约意识
6.(福建福州中考节选)空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】如图甲是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的
装置。
实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内
减小,烧杯中的水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量。
【问题提出】有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红
磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测量结果与理论值差距较大。
【实验改进】
Ⅰ.根据铁在空气中生锈(缓慢消耗氧气,食盐水能加速铁粉与氧气反应)的原理设计如图乙所示实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中饱
和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ测得实验数据如表:
【交流表达】
(1)根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是
(计算结果精确到0.1%)
(2)从实验原理角度分析改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是
。
感谢聆听