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2019-2020年九年級化學(xué)上冊 4.1 空氣的成分課堂探究教案 （新版）魯教版 1．干燥空氣的組成 干燥空氣的成分 氮氣 氧氣 氬氣 二氧化碳 其他氣體 體積分數(shù) 78% 21% 0.934% 0.033% 0.002% 2.測定空氣中氧氣的含量 實驗原理 在加熱情況下，銅能跟空氣中的氧氣反應(yīng)，生成黑色固體——氧化銅，反應(yīng)消耗盡密閉容器內(nèi)的氧氣而不產(chǎn)生新的氣體，空氣的體積減小，注射器移動的空間即為氧氣所占的體積 反應(yīng)表達式 銅＋氧氣氧化銅 實驗裝置 實驗操作 ①將一支具支試管注滿水，塞上橡膠塞。然后打開橡膠塞，將水倒入量筒中，記錄體積。 ②在另一支相同規(guī)格具支試管中裝入銅粉，塞上橡膠塞。用小氣球密封試管的支管口。移動注射器活塞，在注射器中留下一定體積的氣體，記錄體積后插入橡膠塞中。根據(jù)酒精燈的高度，將試管固定在鐵架臺上。 ③用酒精燈在銅粉部位加熱，加熱時不斷推拉注射器。 ④停止加熱后，待試管冷卻至室溫，將氣球內(nèi)的氣體全部擠入注射器內(nèi)。待注射器活塞穩(wěn)定后，記錄注射器中氣體的體積 實驗現(xiàn)象 銅粉變黑，注射器活塞向前移動，冷卻穩(wěn)定后，注射器內(nèi)減少的氣體體積約為注射器和具支試管內(nèi)總氣體體積的1/5 實驗分析 銅粉在加熱條件下與氧氣反應(yīng)，生成黑色氧化銅，冷卻后，空氣的體積減少了，空氣減少的體積就是氧氣的體積 實驗結(jié)論 氧氣約占空氣總體積的1/5 誤差分析 測得氧氣的體積分數(shù)偏小的可能原因 1.銅粉量不足，氧氣沒有消耗盡 2.加熱時沒有緩慢推動注射器，氧氣沒有消耗盡 3.沒有檢查裝置氣密性，裝置密封不好，外界空氣進入注射器 4.加熱時間太短，反應(yīng)不充分，氧氣沒有完全消耗盡 5.沒有冷卻至室溫就讀數(shù)，注射器內(nèi)氣體處于膨脹狀態(tài)，壓強沒有降到最低，剩余空氣體積偏大 實驗推論 密封的空氣中的氧氣已經(jīng)耗盡，但仍剩余氣體，說明空氣是混合物 測定空氣中氧氣含量的其他實驗裝置 (1)實驗原理：藥品與密閉容器內(nèi)空氣中的氧氣充分反應(yīng)，消耗盡氧氣，沒有生成其他氣體，密閉容器內(nèi)氣體減少，減少的體積就是空氣中氧氣的體積。 (2)常見裝置：如圖。 (3)常見藥品：紅磷、白磷、銅絲。 (4)藥品的選用原則： ①藥品只與氧氣反應(yīng)，不能與空氣中的其他成分反應(yīng)。 ②藥品與氧氣反應(yīng)后不能生成氣體(若生成氣體需能用其他溶液吸收)。 知識點二　空氣是一種重要的資源 1．氧氣的工業(yè)制法 (1)原料：空氣。 (2)原理：利用氮氣與氧氣的沸點不同，氮氣的沸點低于氧氣的沸點。 (3)過程： 2．空氣中各成分的重要性質(zhì)和用途 (1) 氧氣的用途 用途 舉例 供給呼吸 正常呼吸、登山、潛水、搶救危急病人 支持燃燒 燃料燃燒、發(fā)射火箭、鋼鐵冶煉、金屬焊接 氧氣能支持燃燒，是說氧氣可支持別的可燃物質(zhì)燃燒，氧氣可作助燃劑；由于氧氣自身不能燃燒，故氧氣不是可燃物，不能作燃料。 (2)氮氣 ①物理性質(zhì)：氮氣是無色無味、難溶于水的氣體。 ②化學(xué)性質(zhì)：通常情況下，氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，不燃燒，也不支持燃燒，不供給呼吸。 ③氮氣的性質(zhì)與用途： 性質(zhì) 用途 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 作糧食、燈泡或焊接金屬時的保護氣 不燃燒，不支持燃燒 滅火 一定條件下能與一些物質(zhì)反應(yīng) 制造硝酸、氮肥 液態(tài)時溫度低，性質(zhì)穩(wěn)定，無毒 作冷凍麻醉劑，用于人工降雨 (3)稀有氣體：稀有氣體是氦、氖、氬、氪、氙、氡氣體的總稱。 ①物理性質(zhì)：稀有氣體都是無色無味的，難溶于水，通電時能發(fā)出不同顏色的光。 ②化學(xué)性質(zhì)：一般不跟其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(曾被稱為“惰性氣體”)，只有在特定條件下才能跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。 ③稀有氣體的性質(zhì)與用途： 性質(zhì) 用途 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 作燈泡或焊接金屬時的保護氣 通電時發(fā)出有色光 電光源的填充氣 氦氣密度小(僅次于氫氣)，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 填充探空氣球、飛艇 液氦溫度低，性質(zhì)穩(wěn)定 制造低溫環(huán)境，醫(yī)療上作麻醉劑 1．稀有氣體在通電時會發(fā)出不同顏色的光 氬氣——藍紫色光；氦氣——粉紅色光；氖氣——紅光；氙氣——特強白光。 五顏六色的霓虹燈就是稀有氣體的功勞，在石英玻璃管里充入氙氣(氙燈)，能發(fā)出比熒光燈強幾萬倍的光，俗稱“人造小太陽”。在石英玻璃管里充入氙氣，發(fā)出的光能穿透濃霧，用作航海燈。試電筆中充有氖氣，通電時會發(fā)出紅光，便于觀察。 2．食品袋內(nèi)常填充保護氣保鮮 很多膨化食品，如薯片等，都是充氣(填充保護氣)包裝的，目的是隔絕空氣，防止食品與氧氣發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì)，同時防止食品在運輸中被壓碎。 袋內(nèi)填充的保護氣需滿足的條件是：①化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與食品發(fā)生反應(yīng)；②無毒無害；③廉價等。氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無毒無害，價格低廉，稀有氣體價格太貴，故食品袋內(nèi)的填充氣主要是氮氣，一般不填充稀有氣體。 知識點三　關(guān)注空氣質(zhì)量 1． 空氣的污染 通常情況下，空氣中各成分所占的比例保持相對穩(wěn)定。隨著人類向空氣排放污染物的增多，造成了空氣污染，導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降。 污染源 工業(yè)污染、交通污染、生活污染 污染物 氣體 污染物 含硫污染物(如二氧化硫)、含氮污染物(如二氧化氮)、含碳污染物(如一氧化碳)等 可吸入 顆粒物 煙、粉塵、鉛顆粒等 2．實驗探究：探究不同氣體樣本中二氧化碳含量的差異 實驗原理 ①人的呼吸作用消耗氧氣，生成二氧化碳。②二氧化碳與澄清石灰水作用，使澄清石灰水變渾濁，當二氧化碳含量較多時，渾濁現(xiàn)象出現(xiàn)的較快，且較明顯 實驗步驟 ①用氣球、塑料袋或塑料瓶收集至少3種氣體樣本，如田野或樹林中的空氣、久未開啟的地窖或人流密集商場中的空氣，自己或他人呼出的氣體、機動車尾氣等。②將各種樣本氣體分別通入盛有澄清石灰水的試管中，觀察現(xiàn)象 實驗現(xiàn)象 久未開啟的地窖或人流密集商場中的空氣，自己或他人呼出的氣體、機動車尾氣等使澄清石灰水變渾濁；田野或樹林中的空氣通入澄清石灰水中，石灰水幾乎不變渾濁 實驗結(jié)論 久未開啟的地窖或人流密集商場中的空氣，自己或他人呼出的氣體、機動車尾氣等氣體樣品中的二氧化碳含量高，田野或樹林中的空氣中二氧化碳的含量低 3.空氣質(zhì)量報告 空氣質(zhì)量報告的主要內(nèi)容 空氣污染指數(shù)、首要污染物、空氣質(zhì)量級別、空氣質(zhì)量狀況 計入空氣污染指數(shù)的項目 二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、可吸入顆粒物 1．空氣質(zhì)量分級標準 空氣污 染指數(shù) 50 以下 50～ 100 101～ 150 151～ 200 201～ 250 251～ 300 300 以上 空氣質(zhì) 量級別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ1 Ⅲ2 Ⅳ1 Ⅳ2 Ⅴ 空氣質(zhì) 量狀況 優(yōu) 良 輕微 污染 輕度 污染 中度 污染 中度重 污染 重度 污染 說明：空氣污染指數(shù)越大，空氣質(zhì)量越差，污染越嚴重 2．空氣污染的危害 (1)損害人體健康；(2)影響植物生長；(3)損壞建筑設(shè)施，破壞文物古跡；(4)引發(fā)全球三大環(huán)境問題，即“溫室效應(yīng)”、“酸雨”、“臭氧層破壞”。 3．空氣污染的防治措施 (1)改善燃料結(jié)構(gòu)，盡量充分燃燒液體燃料和氣體燃料； (2)對化石燃料進行脫硫處理，工廠的廢氣要經(jīng)過處理再排放； (3)開發(fā)新能源，如太陽能、風(fēng)能、水能、地熱能等； (4)大力開展植樹造林活動，提高環(huán)境的自我凈化能力。