无处不在的空气 教案.docx
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无处不在的空气教案
无处不在的空气教案
初中化学
适用年级
九年级
适用区域
沪科版
课时时长（分钟）
2课时
知识点
1.空气的成分和体积分数2.红磷实验3.大气污染及防治
教学目标
1.熟记空气的主要成分及性质用途。
2.理解红磷实验的原理。
实验步骤、仪器、实验现象。
教学重点
红磷实验
教学难点
红磷实验的误差分析
教学过程
一、导入
1.桌子上有一加油个空杯子，它真的是“空”的吗？
2.空气就在我们的身边，你对它有哪些了解？
我们在小学加油自然课上已经学到，空气是时时处处都存在的“看不到又摸不着”的一种天然物质加油，它跟我们的生活最密切，它既是一切动植物生命的支柱加油，也是重要的、廉价的自然资源，今天我们将要进一步学习身边的空气加油。
二、知识讲解
重要意义知识点1空气的成分及用途
使用建议说明：
空气的成分及用途在考试中占据一定的比重加油，了解相关知识同时在生活中有重要意义。
化加油学是一门研究物质的组成、结构、性质、及其变化规律的科学。
（1）加油大气圈的构造：
对流层、平流层、臭氧层、中间层、暖层和散逸层，再上加油面是星际空间。
（2）空气的成分：
大气层的成分主加油要有氮气，占78%；氧气占21%；稀有气体（氦气、氖气、氩气、加油氪气、氙气、氡气）0.94%；还有少量的二氧化碳，约0.03%加油；其他气体和杂质约0.03%
注意：
含量为体积分数
1）加油氮气
a.物理性质：
无色无味的气体，不加油易溶于水，密度比空气略小。
b.化学性质：
加油性质不活泼，不支持燃烧，也不能燃烧，不供加油给呼吸，在一定条件下，氮气可以和某些物质反应。
c.用途加油：
作保护气，制硝酸和化肥。
2）稀有气体
（氦气、氖气、氩气、氪气加油、氙气）稀有气体又称惰性气体，性质非常稳定。
可以加油被作保护气，制电光源。
3）氧气
a.性质：
助燃性、加油供给呼吸
b.用途：
支持燃烧，做供氧剂
知识点2空气中氧气含量的测定
使用建加油议说明：
空气中氧气含量测定是初中化学第一个相对完善的定量实加油验，此知识点讲解应细致，可进行适当的改编。
仪加油器：
集气瓶、燃烧匙、乳胶管、烧杯、弹簧夹
装置：
（如右图）加油
加油
药品：
红磷（过量）、水
原理：
红磷+氧气→五氧化二磷
（注加油：
反应物除了要与氧气反应外，反应后的生成物必须是固体。
）
操作：
（1）在集气瓶中加油加少量水（防止集气瓶受热不均匀炸裂）。
把集气瓶剩余的容加油积分成5等份，做好记号。
（2）连接装置：
在集气瓶口连接加油一个双孔胶塞，一孔插燃烧匙，另一孔插导管，并配上弹簧夹
（3加油）检验装置气密性：
（4）点燃燃烧匙内红磷，立即插入集气瓶中加油，塞紧塞子。
（5）待红磷熄灭冷却后，打开弹簧夹。
实加油验现象：
大量白烟，冷却后，烧杯中水沿着导管进入集气瓶中，并约加油为烧杯容积的1/5.
结论：
氧气体积约为空气加油体积的1/5.
课外导读：
拉瓦锡实验
拉瓦锡把少量的汞（水银）放加油在密闭的容器里，连续加热达十二天之久，结果发现有一部分银白色的液态汞变加油成了红色的粉末，同时容器里的空气的体积差不多减少了五分加油之一。
拉瓦锡研究了剩余的那部分空气，发现这部分空气既不能加油供给人类及动物呼吸来维持人类及动物的生命，也不能支持可燃物的燃烧，他误认加油为这些气体都是氮气（拉丁文原意是“不能维持生命”）。
拉加油瓦锡再把汞表面上所生成的红色粉末（现已证明是氧化汞）收集起来，放在另一个较加油小的容器里经过强热后，得到了汞和氧气，而且氧气的加油体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气的那加油部分体积。
他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的约五分之四体加油积的气体里去，结果得到的气体同空气的物理性质加油、化学性质都完全一样。
通过这些实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气所组加油成的这一结论。
他由此得出氧气占空气总体积的五分之加油一。
知识点3大气污染及防治
使用建议说明：
化学是应用型科学，不仅要知道如何使用更要站在加油可持续发展的角度去思考问题，环境问题是我们应长期考虑加油的。
由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利，导致了加油全球性的三大危机：
资源短缺、环境污染、生态破坏。
人类不断的向环加油境排放污染物质。
如果排放的物质超过了环境的自净能力，环境质量加油就会发生不良变化，危害人类健康和生存，这就发生了环境污染。
如环境污染加油；酸雨；温室效应；臭氧层空洞；光化学污染等。
1．酸雨
酸雨为二次污染物加油且具有跨区污染的特性，以致影响层面相当广加油，故局部空气污染的改善，空气品质标准的达成，对于酸雨的防制加油助益不大，必须削减SO2、NOx的总量方能遏止酸雨的危害。
2．加油温室效应
空气中二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球加油气温的功能。
如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会加油比目前降低20℃。
但是，二氧化碳含量过高，加油就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效加油应”。
一般防治方法有保护森林、改善能源使用效率、汽机车的排气限制及开发替代能加油源等。
3.PM2.5
PM2.5细颗粒物指环境空加油气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。
它能较长时间悬加油浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代加油表空气污染越严重。
虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很加油少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。
与较粗的大气颗粒物相比，PM加油2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等）加油，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健加油康和大气环境质量的影响更大。
其防治方法一般有过滤法、加油水吸附法、植物吸收法。
三、例题精析
例题1
空气中体积分数最大的气体是加油（）
A.氧气B．氮气加油C．氢气D．二氧化碳
【答案】B
【解析加油】空气的成分：
氧气，二氧化碳，氢气，氮气，加油稀有气体；按体积分：
N2占78%，O2占21%，加油稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他加油气体和杂质占0.03%．
例题2
以拉瓦锡为代表的早加油期科学家对空气研究后确认，空气中约有1/5的气体比较活泼，能与某些金加油属发生反应，这种气体可能是（）
A．氮气加油B．氧气
C．水蒸气D．稀有加油气体
【答案】B
【解析】由于在空气中氧气约占五分之一，且能和很多种金属加油发生反应，可确定此气体可能为氧气。
故选B．
例题3
某班同学用如图装置测定空加油气里氧气的含量。
先用弹簧夹夹住乳胶管。
点燃红磷加油伸入瓶中并塞上瓶塞。
待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧加油夹，观察广口瓶内水面变化情况。
实验完毕，甲同学的广口加油瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5加油，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体加油积的1/5。
下列对这两种现象解释合理的是（）
①甲同学使加油用的红磷可能量不足，瓶内氧气没有消耗完
②甲同学加油可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹加油紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出加油
④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出
A.只有①加油③B.只有②④
C.只有加油①②③D.①②③④
【答案】A
【解析】①实验加油中所取红磷的量不足时，会导致装置内氧气不能全部消耗，因此加油使测得氧气的体积分数会小于五分之一，正确．②实验装置若漏气，会加油使空气进入集气瓶内，因此测得氧气的体积分数小于五分之一，正确；③实加油验前若没有夹紧弹簧夹，由于红磷燃烧时空气受热膨胀，从导管逸出，加油所以最终结果会偏大；④若燃烧的红磷插入太慢，瓶内空气逸出，最终结加油果会大于1/5。
例题4
将等容积、等质量（含瓶塞、导管、燃烧匙加油及瓶内少量的细砂）的两集气瓶氧气置于天平的左右两盘，加油调至平衡。
放入等质量的白磷和木炭（如图所示），塞紧瓶塞。
然后分别设法将加油其点燃。
使二者充分燃烧后冷却至室温，打开弹簧夹a此时的天平
A.指针加油偏向右
B.指针偏向左
C.仍处于平衡状态加油
D.指针先向左后向右偏
点燃
【答案】B
加油【解析】根据木炭燃烧的化学方程式C+O2加油===CO2，反应前后气体的分子个数不变，右边瓶加油内压强不变；而左边瓶内白磷燃烧生成固体五氧化二磷，气体减少，瓶内压强加油减小；在打开止水夹前，两边质量始终相等，天平处于平衡加油状态；当充分燃烧后冷却至室温，打开止水夹时，由于两瓶内压强不同，右加油边瓶内气体部分转移至左边，而形成左边瓶内物质总质量变加油大，所以天平左端下沉，天平的指针偏向左边．
故选B．
四、课堂运用
使用建议说明：
在对加油课堂知识讲解完，把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后，加油再用练习马上进行课堂检测，根据学生情况进行加油做测试，亦可改编题目进行拓展。
基础
1.最早用定量加油的方法研究了空气成分的科学家是（ ）
A.拉瓦锡B.张加油青莲C.道尔顿D.门捷列夫
【答案加油】A
【解析】最早用定量的方法研究了空气成分的科学家是拉瓦锡．
故选A
2.加油下列物质中，不属于空气成分的是（ ）
A.二氧化硫B.加油氮气C.氦气D.二氧化碳
【答案】A
【解析】空气中加油各成分及体积分数为：
氮气：
78%、氧气：
2加油1%、稀有气体：
0.94%、二氧化碳0.0加油3%、水蒸气和杂质：
0.03%．
A、由上边的叙述可知二氧化硫不属于空气成加油分，故A正确；
B、氮气在空气中占78%，所以属于空气成分，故加油B错；
C、氦气属于稀有气体也属于空气成分，故C错；
D、二氧化碳在空气中加油占0.03%，所以属于空气成分，故D错．
故选A．
巩固
加油3.图为空气成分示意图（按体积计算），其中“a”代表的是（加油 ）
A．氧气 B．氮气加油
C．二氧化碳加油D．稀有气体
【答案】B
【解析】根据图示可知：
空气中含量最多的气加油体是“a”，其次是“c”，最少的是“b”。
结合空气的组加油成：
空气中含量最多的是氮气，约占78%，其次是氧气，约加油占21%，可得出“a”代表的是氮气。
4.用燃烧法除去密闭容器中加油空气成分里的氧气，应选择下列物质中的（）
A.细铁丝加油B.红磷C.硫粉加油D.木炭
【答案】B
【解析】A、细铁丝，不加油能在空气中燃烧，只能在氧气中燃烧；
B、红磷，可在空气中燃烧，生加油成白色固体五氧化二磷；
C、硫粉，硫在空气中燃烧加油，生成无色有刺激性气味的二氧化硫气体；
D、木炭，木炭加油可在空气中燃烧，生成无色无味气体二氧化碳．加油
故选B
5.下图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列加油做法合理的是（ ）
A.用过量的红磷进行实验
B.用蜡烛代替加油红磷进行实验
C.红磷熄灭后，立即打开止水夹
D.红磷点燃后,缓慢伸入瓶中加油并塞紧橡皮塞
【答案】A
【解析】
A、用过量的红磷进行实验，可以加油使氧气完全反应,测定结果更准确，正确；A加油符合题意
B、不能用蜡烛代替红磷进行实验，因为蜡烛燃烧生成二氧化碳气体，使瓶内加油气体不减少，压强不变小，水不能倒流,错误；B不符合题意
C、红磷燃烧放出大量的热加油,熄灭后，立即打开止水夹,此时气体由于受热影胀，压强加油增大,使倒流的水减少，测定结果偏小，错误；C不符合题意
D、红加油磷点燃后,缓慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞，导致瓶内气加油体受热影胀谗出，使瓶内减少的气体增多，测定结果偏大,错误。
D不符合题意
故加油答案为:
A
6.在红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，若红加油磷燃烧时，没有夹紧止水夹，后果是________加油．如果操作正确，该实验能得出的结论是____加油____．
【答案】测量结果偏大；氧气占空气总体积的五分之一
【加油解析】红磷燃烧时放热，如果没有夹紧止水夹，实验中会逸出了加油一部分气体，最终进入瓶内的水增多，所以若红加油磷燃烧时，没有夹紧止水夹，后果是测量结果偏大．如果加油操作正确，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶体积的五分之一，该实验能得出的结论是氧加油气占空气总体积的五分之一．故答案为：
测量结果偏大；氧气占空气总体积的五分之加油一．
7.如图所示装置可用来测定空气中氧气的含量．对加油该实验认识不正确的是（ ）
A.红磷的量不足会影响实验结论
B.加油装置不漏气是实验成功的重要因素之一
C.钟罩加油内气体压强减少从而导致水面上升
D.将红磷加油改为碳也能得到正确的实验结论
【答案】D
【解析】根据空气中氧气的含量测定加油实验的现象、结论和操作注意事项，以及磷和碳的燃烧知识等．不难看加油出：
A．红磷的量不足时，它所消耗的氧气也就不完全；导加油致空气中氧气的含量测定结果偏小，会影响了实验结论．因此，该选加油项的说法是正确的，不符合题意；故不能选择A．
B．装置不漏气是才加油能保证该实验是在一个密闭的环境中进行的，才能使实验更加准确．因加油此，该选项的说法是正确的，不符合题意；故不能选择B．
C．根据物理学中的压加油强知识可知，钟罩内气体压强的减小会导致水面的上升，从而使钟罩加油内外的压强达到平衡状态，进而测定出空气中氧气的含量．因此，该选项的说法是正加油确的，不符合题意；故不能选择C．
D．如果将红磷改为碳来进行空气中氧加油气的含量测定实验的话，由于碳燃烧后生成二氧化加油碳气体，会占据氧气的原有的体积，导致测定结果偏小加油，而不能得到正确的实验结论．因此，该选项的说法是不正确的，符合题意；故应该选择加油D．
故选D．
拔高
9.空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回加油顾】实验室用红磷燃烧来测定空气中氧气含量。
（1）写出红磷加油燃烧的化学方程式________。
（2）实验原理加油：
红磷燃烧消耗氧气，使瓶内________减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。
若装置加油的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶加油中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。
（3）对该实验认识正确的是_____加油___
A.红磷燃烧产生大量白色的烟雾
B.红磷的用量不足会导致测定氧气体加油积含量偏大
C.红磷燃烧以后，须冷却到室温方可打开止水夹加油
D.该实验可说明N2难溶于水
（4）【发现问题】加油测量结果仍与理论值误差较大。
有资料表明：
燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红加油磷就无法继续燃烧。
【实验改进】
根据铁加油在空气中生锈的原理设计右图实验装置，再次测定空气中氧气含加油量。
装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
加油
对此改进实验的叙述，错误的是 加油
A.此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气加油
B.实验前一定要检查装置的气密性
C.此实验中铁粉的多加油少不影响测量结果
点燃
D.此实验测出氧气的体加油积分数为18.3%
【答案】
（1）4P+5O2====2P2O5
加油
（2）压强
（3）CD
（4）C
点燃
【解析】加油
（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：
4P加油+5O2====2P2O5
（2）实验原理加油：
由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内气体的加油压强减小，烧杯中水倒吸到集气拼
（3）实加油验过程中的现象：
红磷燃烧产生大量白色的烟雾;加油红磷的用量不足、装置漏气、冷却到室温打开止水夹等会导致测定氧气体积含量偏小加油；同时说明剩余的气体难溶于水，不燃烧；
从实加油验原理角度分析，改进实验准确度更高的主要原因是加油:
铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更为彻底，使加油实验结果更准确，故A正确；实验前一定要检查装加油置的气密性，故B正确；此实验中铁粉的量不足会使测加油量结果偏小，故C错误；此实验测出
五、课堂小结
使加油用建议说明：
此处内容主要用于教师对本节课重点内容进行总结，一方加油面是对本节课的重点难点内容的回顾，更重要的是针对这节课学生出加油现的问题再次进行复习提问等，以达到让学生课上掌握的目的，同时可以对下节课内加油容进行简单的铺垫，以体现出本节课内容与下节课内容之间的关系。
1．空气的成份体积加油分数：
氮气──78%、氧气──21%、稀有气体──0.94%、二氧化碳──0加油.03%、其它──0.03%
2．氮气的性质和用途
（1）性加油质：
无色、无味的气体，化学性质不活泼
（2）用途：
作保护气，制硝酸和化加油肥
3．稀有气体的性质和用途
（1）性质：
性加油质十分稳定，不易于其他物质发生化学反应
（2）用途：
作保护气，制电光源
4.加油大气污染
（1）酸雨──SO2
（2）温室效应──CO2
（加油3）PM2.5
六、课后作业
基础
使用建议说明：
此处内容主要用于教师根据学生掌加油握情况有针对性的进行课后作业的布置，掌握好的同学可以适当的布置难度大一些的作业加油，成绩一般的同学可以以基础题和巩固题目为加油主，但需根据学生具体情况安排合适的题量。
1加油．氧气在空气中所占的体积分数是（）
A．21%B．23%C．加油71%D．78%
2．下列气体中，化学性质最稳定的是（）
A．氧加油气B．氮气C．二氧化碳D．氖气
3．下列物质中，既有游离态加油氧，又有化合态氧的物质是（）
A．二氧化碳B．加油水C．空气D．液氧
4．呼吸作用及光合加油作用都离不开空气。
下列关于空气的说法正确的是（）
A加油．空气是一种化合物B．空气是几种单质和几种化合物组成的加油混合物
C．新鲜的空气是纯净物D．空气是加油几种元素的混合物
5．下列情况下，对空气不产生污染物的是（）
A．吸烟后加油吐出的气体B．煤燃烧后产生的加油气体
C．汽车排放的尾气D．植物光合作用产加油生的气体
【答案】
1.A2.D3.C4.B加油5.D
巩固
6.空气中含量最多的气体是（ ）
A．O2加油B．N2C．HeD．C加油O2
7．如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前加油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加油．该实验证明空气中氧气的含量约占
B．实验时红磷一定要足量
C．实验前一定要检加油验装置的气密性
D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后并冷却后打开弹簧夹加油
【答案】6.B7.D
拔高
8.从H2、CO2、CH4、N2、He五种气加油体中，按题意选择适当的物质并用化学式填空。
（1加油）空气中含量最多的是______________加油__。
（2）光合作用的主要原料之一是_______________。
（加油3）可填充霓虹灯且通电时会发出有色光的是______加油__________。
（4）具有可燃性的气体是______________加油______。
9.如图所示，使用红磷燃烧的加油方法测定空气中氧气的含量。
（1）为了确保实验的成功，在装药品之前应该___加油_____。
（2）写出红磷在空气中燃烧加油的文字表达式：
________，反应类型为________。
（3）在集加油气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份，如图装置所示。
待红加油磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1加油刻度处。
由此可知氧气约占空气总体积的_______加油_。
根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原加油理是________。
（4）实验后发现测定加油空气中氧气的含量偏低，造成这种结果的可能原因是________ （填一种即可）加油。
【答案】
8.N2；CO2；He；CH加油4；H2
9.
（1）检查装置气密性
（2）①红磷+氧气 加油
五氧化二磷
②化合反应
（3）①1/5
②红磷燃加油烧，消耗氧气，生成固体，使容器内体积减小，压强减小，外压大于内压
（4） ①红磷的量不足等
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