haihongyuan.com
海量文库 文档专家
全站搜索:
您现在的位置:首页 > 初中教育 > 科学科学

第二章第一节空气一

发布时间:2014-06-29 13:52:07  

2.1.1空气

知识与技能:能说出空气的主要成分,能列举二氧化碳、氧气、氮气、稀有气体在生产、生活中的用途。

过程与方法:亲身经历探究实验的过程,学会用实验的方法确定物质的存在。

情感、态度与价值观:培养认真观察、善于思考的科学态度,体验亲身参与探究的过程和获得成功的乐趣。

教学重点:空气成分的鉴定。

教学难点:用实验证明空气中氧气的体积含量约为1/5。

点击本节考点:2.1.1列举空气的主要成分。(考试要求a);2.1.2空气对人类生活的重要作用。(考试要求a)

课堂设计:

#听写化学式:二氧化碳、氢氧化钙、碳酸钙、磷、硫、氧气、氮气、、氖气、氦气、氩气、五氧化二磷、二氧化碳、二氧化硫等。

#情境导入:人每时每刻吸入新鲜(含较多氧气)的空气,呼出含较多二氧化碳的空气。植物的光合作用需要空气(二氧化碳),呼吸作用也需要空气(氧气)。空气是人类和动植物生存不可缺少的物质,那么空气中氧气的含量到底有多少呢?空气的成分除了氧气、二氧化碳外,还有其他什么成分?

一空气的成分

@二氧化碳:

#复习:熟石灰:氢氧化钙;生石灰:氧化钙(能吸收水分,作干燥剂。还原性铁粉能吸收氧气和水,叫“双吸收剂”。);石灰石、大理石的主要成分:碳酸钙。

#提问:浑浊的石灰水是悬浊液;澄清的石灰水是溶液。溶剂是水,溶质是熟石灰氢氧化钙。 #二氧化碳的性质:二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。.

原因:氢氧化钙+二氧化碳=碳酸钙+水

Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

*变浑浊的原因是因为生成了不溶于水的白色沉淀碳酸钙。所以常用澄清石灰水来检验二氧化碳气体。

*二氧化碳的检验方法:澄清石灰水;现象:澄清石灰水变浑浊。方程式。

@氧气:性质——有助燃性(氧气可以支持燃烧,说明氧气具有助燃性。/氢气本身能燃烧,说明氢气具有可燃性。/);检验方法:带火星的木条;现象:带火星的木条复燃; @水:性质——能使白色硫酸铜粉末变蓝;检验方法:白色硫酸铜粉末;

现象:白色粉末逐渐变成蓝色晶体;方程式:

*补充:氧气还能供给呼吸。空气中有氧气,所以空气是生命中每时每刻都需要的一种资源。 氧气还能与灯泡中的灯丝反应。故灯泡中不能充入氧气。

#实验1:探究空气中是否存在二氧化碳。(利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质。如果某气体能使澄清石灰水变浑浊,则证明该气体是二氧化碳)(澄清石灰水是溶液,溶质是氢氧化钙。而浑浊的石灰水是悬浊液,分散的颗粒是氢氧化钙固体小颗粒。) 如图所示:用大针筒把空气压进石灰水,观察并记录实验现象。

⑴石灰水是否变浑浊?

答:是。

⑵变浑浊的速度怎么样?答较慢。

1

⑶这说明空气中含有二氧化碳,且含量较少。

#实验2:探究空气中是否存在氧气。(利用氧气的助燃性来检验)

⑴一根燃烧着的木条在空气中能否继续燃烧?答:能。

⑵把燃着的木条伸入一瓶氧气中,观察到什么现象?答木条剧烈燃烧。

⑶比较木条在空气和氧气中燃烧的现象,并作出解释。

答:空气中存在氧气,纯氧的浓度比空气中氧气浓度高,所以物质在纯氧中燃烧得更剧烈。 #实验3:探究空气中是否存在水蒸气。

演示1:将少量烘干的无水硫酸铜放入试管里,用胶头滴管加入少量水,观察实验现象。 答:无水硫酸铜呈白色,加入水后变成蓝色。利用无水硫酸铜颜色的变化,我们可以检验有无水的存在。

演示2:如图所示,把一些碎冰放进一个干燥的烧杯里,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,观察实验现象。(为了使实验快速进行,可在冰块中加入少量酒精)在烧杯中放入冰块的目的是利用冰块能起降温作用,使空气中的气态水液化成小水滴。实验中,表面皿中的无水硫酸铜颜色由白色 变为蓝色。该实验证明了空气中含有水蒸气。

#归纳:1上述三个实验分别证明了空气中含有C O3、H2O、 O3。

2法国化学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氮气和氧气组成的结论。

3科学家通过大量实验发现,空气中除了含氮气、氧气外,还含有稀有气体和少量C O3、H2O(气),以及其他杂质。

二、测定空气中氧气含量

#实验4:⑴如图所示(课本35页),先在集气瓶中加入少量水,再把剩余的容积用记号划分成5等份。点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察到了什么现象?答红磷继续燃烧,产生大量白烟(白烟:是)。

⑵火焰熄灭后,振荡集气瓶,待冷却至室温时,打开导管上的止水夹,出现了什么现象? 答烧杯中的水倒吸进集气瓶(水经导管由烧杯流入集气瓶中。),瓶内水位升高,水的体积约占瓶容积的1/5.(如果瓶内氧气全部和红磷反应了,那么氧气的体积就是进入瓶内水的体积。)

*反应结束后,打开铁夹,水自动注入集气瓶的直接原因:答:瓶中的气压低于外界大气压。(集气瓶中氧气参加了反应,而生成的五氧化二磷是固态,所以反应后瓶内气压减小了,大气压把水压进来了。)

列出方程式:红磷在空气中燃烧:4P + 5O2 2P2O5

现象:红磷燃烧,产生大量白烟(白烟是五氧化二磷固体小颗粒。注:烟是固体小颗粒,是固态的;雾:是小液滴,是液态的。)。

*该实验中红磷需过量的原因是:使集气瓶内氧气反应完全。

⑶该实验说明了什么?答空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5.(空气中氧气的体积分数约占1/5.)

#该实验说明了氮气的性质:氮气本身不燃烧(氮气不会与氧气反应),也不助燃(氮气不会与红磷反应)。且难溶于水。(若空气中的氮气也能和红磷反应,就不能用该方法来测定空气中氧气的含量。)

*如果氮气会和红磷反应,则能否测空气中氧气的体积分数?答:不能。

⑷实验中红磷能否换成木炭或硫粉?为什么?

答:不能。因为木炭和硫粉在氧气中燃烧分别生成二氧化碳、二氧化硫气体,会导致瓶内气压几乎不变,水难以倒吸入集气瓶。(原因:木炭燃烧生成的二氧化碳还是气体,瓶内气压 2

并不随氧气的消耗而由明显的减小。)

⑸若上述实验所测的结果偏小,可能是什么原因引起的?

答:红磷偏少,氧气未反应完(测出的氧气体积含量就小于空气中原有氧气含量。);装置漏气(外界空气进入瓶内,使瓶内气压没有下降很多。故实验前一定要检查装置的气密性。);燃烧后未冷却至室温即打开止水夹(温度未降下来,集气瓶内压强仍比较大,进入瓶内水的体积就比较小。)。

*若实验结果偏大。即液体液面高度超过广口瓶容积的1/5,其原因可能是实验前没有将弹簧夹夹紧。(想想为什么?)

*本实验的不足之处有哪些?应如何改进?

答:ⅰ点燃红磷伸入集气瓶中时,会排出少量空气;ⅱ实验结束后,导管内的水不能全部进入集气瓶内。改进:将试管的容积做好5等份的标记。在试管中加入一小块(足量)的白磷,用橡皮塞塞紧管口。将试管放入热水中,使白磷燃烧,待白磷熄灭,并冷却到室温后,将试管倒立于盛有室温下的水的水槽中,并在液面下将橡皮塞取下。//思考:在液面下不在空气中取下橡皮塞的原因是防止空气进入试管影响实验结果。

*本实验的相关练习是《课时训练》38页第11题,39页第13题。

#探究活动:请利用身边的材料,设计一个简单实验来测定空气中氧气的含量。

#法国化学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氮气和氧气组成的结论。

#科学家通过大量实验发现,空气中除了含氮气、氧气外,还含有稀有气体和少量C O3、H2O(气),以及其他杂质。即按体积分数计算大致是氮气占78%。氧气占21%,稀有气体、二氧化碳、水蒸气等气体和杂质占1%。

#讨论:读课本35页图2-4,说出组成空气的各成分的体积分数。

答氮气的体积分数为78%,氧气的体积分数为21%,其他气体的体积分数为1%。 #归纳:空气中各成分的体积分数如下表。(图见课本35页)

*空气中氮气和氧气的含量比为4:1是指体积比。

三、空气的利用

自学“空气的利用”这一节内容,归纳空气中各成分的用途。

#归纳:1氧气的用途。

⑴空气可供生物呼吸(提供呼吸。)。动物吸入空气的目的是得到氧气,用于呼吸作用,植物呼吸作用也需要氧气。如登山、潜水、急救病人等。

⑵帮助燃烧。如气焊、气割、炼钢(氧气用于炼钢,目的是除去生铁中多余的碳和其他杂质。)等。有机燃料(如乙炔等)在氧气中燃烧会产生高温火焰。可用来切割或焊接金属。

⑶抢救病人的氧气不是(填是或不是)纯氧。氧气瓶的输出口往往有一瓶蒸馏水,瓶中的氧气要经过蒸馏水才能进入人体,放蒸馏水的原因是蒸馏水可吸收氧气中的杂质,同时能湿润氧气,有利于病人呼吸。(画出装置图,辨认进气管和出气管。)

2氮气的用途

⑴氮是构成人体蛋白质的主要元素。青少年每日要有足够的氮的摄入量,应多吃含氮量丰富的食品,如牛奶、鸡蛋等。

3

⑵氮气是一种无色、无味、性质较不活泼的气体。因此,灯泡中充入氮气可以延长使用寿命(另可充入氖气、氩气等),食品包装时充入氮气可以防腐、保鲜。

⑶氮气的用途是①充填灯泡。②食品中充氮气,可防腐、保鲜。③是制造化肥、炸药的重要原料。④作冷冻剂。液态氮气汽化能吸收大量热量。/汽车安全气囊内的化学物质碰撞后生成的气体。/

⑷由于液态氮汽化时需吸收大量的热,因此可以用作冷冻剂。

3稀有气体的用途。稀有气体又叫惰性气体。

*稀有气体不是一种单一气体,包括氦、氖、氩、氪kr、氙xe、氡rn等。

⑴稀有气体的化学性质不活泼,常用作保护气。例如,焊接金属时用于隔绝空气。灯泡中充入保护气。

*事例:用不锈钢做的门窗,制作时常采用“氩焊”,即焊接时用到氩气,这是利用了氩气的化学性质不活泼,焊接时用于隔绝空气,起到保护作用。

⑵由于稀有气体通电时能发出各种不同颜色的光,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。

⑶稀有气体还可用于激光技术,制造低温环境(氦气;制造低温环境的氦冷冻机。),用于医疗麻醉(氙气)等。

4二氧化碳的用途

⑴经压缩的固态二氧化碳又称干冰,它升华时要吸收大量的热,是一种制冷剂(致冷剂),可用来保藏食品,也可用于人工降雨。

⑵二氧化碳是一种工业原料,可用于制纯碱(碳酸钠)、尿素和汽水(溶质为二氧化碳)。 ⑶二氧化碳本身不燃烧,也不支持燃烧(化学性质),密度比空气大(是物理性质。覆盖在可燃物上,隔绝氧气),可用于灭火。

*提问:用于灭火的气体还有氮气。

⑷二氧化碳是一种气体肥料,胡重要用于植物的光合作用。国际上常采用一种“酸水”(含二氧化碳)作为植物生长的肥料,它的作用是①提供二氧化碳,有利于光合作用;②改良碱性土壤。

#教学反思:

&考题选:

(.浙江湖州).某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成,设计了如下方案进行验证。 步骤:用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装

置。另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞,铜丝末端固定一根镁条。 步骤:引燃燃烧匙中足量的红磷,塞好橡皮塞。待充分冷却,观察到 广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的/左右。 步骤:往水槽中加水使广口瓶内外水面相平。点燃镁条,更换

橡皮

塞,镁条在广口瓶内继续燃烧,发出红光,放出热量。待冷却后

广口

瓶内水位继续上升。 步骤的目的是。 在步骤待冷却后广口瓶内水位继续上升是由于瓶内气压

4

选填大于小 于或等于外界气压。

根据上述实验和你所学的知识,请写出镁在空气中燃烧时的化学方程式: .除去广口瓶内空气中的氧气分 小于分

分,写一个方程式得分 (.浙江台州)世纪中期,为了解释燃烧现象,有人提出了燃素说,其主要观点有:

①燃素是一种构成火的元素,火焰是自由的燃素,燃素能透过一切物体。

②一般条件下燃素被禁锢在可燃物中,是物体的一个成分。

③燃烧是可燃物中物体同燃素分解的过程。

将汞装入密封容器中,置于火炉上加热,容器内形成丁质量增加的红色物质。请以上述燃素说的主要观点来解释质量增加的原因。

法国化学家拉瓦锡也做了加热汞的实验(装置如图),他在实验前后称量了容器及其中物质的总质量。结果发现:反应前后总质量不变,且汞变成红色物质(后知是氧化汞)增加的质量等于容器中空气减少的质量。之后,拉瓦锡还将反应形成的氧化汞加强热,使之重新释放出气体,并将该气体与原来容器中剩余的气体混合,发现混合气体的性质与最初的空气相同。根据上述资料,回答:

①拉瓦锡实验是否支持燃素说,并说明理由。

②拉瓦锡实验中氧化汞受强热释放出的气体是。

③拉瓦锡在实验中,均对反应前后的容器及其中物质的质量进行了称量,体现了他 对规律的重要认识。 .

火焰中的燃素在加热过程能透过容器与汞结合形成红色物质,导致质量增加了(答燃素与汞结合造成质量增加即可)

①不支持,因为从实骏知汞增加的质量并非来自于燃素而是来自于空气②氧气(或)③质量守恒

(09浙嘉).下列现象能证明空气中有水的是

.打开热水瓶盖,瓶口出现白雾

.白色硫酸铜粉末敞口放置在空气中变蓝

.人对着镜子哈气,镜子表面起雾

.蜡烛火焰上罩一干冷烧杯,烧杯内壁出现水珠

(09浙丽)3. 二百多年前,英国科学家普里斯特利经过反复实验,得

出结论:植物在阳光下能使空气变“好”,是因为植物能释放出“活命空气”。他所说的“活命空气”应该是( )C

A. 空气 B. 氮气 C. 氧气 D. 二氧化碳

(09浙温)

.科学课上做

用红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数的实验时,由于红磷燃烧生成的对人体有一定危害,小明改用氢气燃烧来测定空气中氧气的体积分数, 5

设计的实验装置如右图所示。实验时用夹子夹住橡胶管,打开夹子,点燃纯净的氢气并迅速插入甲瓶中,使氢气在甲瓶中燃烧。 当氢气燃烧的火焰刚好熄灭时,对夹子的操作应是。 实验测得甲瓶中氧气的体积远小于瓶中空气体积的/,写出一种可能的原因:。 有同学提出,若用取代,进行如上操作也能完成氧气体积分数的测定。你是否认同并简要说明理由:。 用夹子夹住橡胶管 火焰熄灭后,没有及时用夹子夹住橡胶管(或实验装置气密性不良)

不认同因为一氧化碳点燃后生成的是二氧化碳气体,瓶内气压没有减小,所以无法测出

(2009浙教杭) 空气中氧气含量的测定有多种方法。甲生设计了如图如示的实验方案:在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水注入集气瓶。回答下列问题:

、反应结束后,打开铁夹,水自动注入集气瓶的直接原因是

、乙生也设计了一个如图所示的实验方案,装置和操作同甲类似,只不过用硫粉代替了红磷,并增加了滴管。要使实验成功,乙在滴管中应加入

溶液。并反应后滴入,写出该溶液发生反应的化学方程式

、若空气中氮气也能和红磷反应,能否用该方法来测定空气中氧气的含量?▲

、丙生想利用氧气和某种金属的反应,来测定空气中的氧气含量。他选择利用下列仪器、药品:①带瓶塞的烧瓶②电子天平(称量精度为克)③酒精灯④某种金属粉末。他的实验步骤如下:准确称量某种金属粉末的质量(足量),将其放入烧瓶,塞紧瓶塞,放置一段时间后,倒出烧瓶中粉末,并称其质量。写出丙生的实验思路

(1)、瓶内气压小于外界大气压

(2)、NaOH(或类似的KOH等)

2NaOH + SO2 ==== Na2SO3 + H2O

(3)、不能

(4)、用反应完全后的粉末质量减去没反应时的粉末质量,就是烧瓶内的氧气质量,用它除以氧气的密度得出体积,再除以烧瓶的容积就得出了答案

温7.右图是空气组成(体积分数)示意图,其中甲表示的气体是( )

A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体

6

网站首页网站地图 站长统计
All rights reserved Powered by 海文库
copyright ©right 2010-2011。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit326@126.com