二單元我們周圍的空氣課題

第二單元我們周圍的空氣課題1空氣三維目標(biāo)1、了解空氣的主要成分，氧氣、氮?dú)?、稀有氣體的主要性質(zhì)和用途。２、認(rèn)識純凈物、混合物的概念3、初步了解空氣污染的危害,知道空氣是一種寶貴的自然資源,養(yǎng)成關(guān)注環(huán)境，熱愛自然的情感。４、初步學(xué)習(xí)用實驗的方法研究物質(zhì)的成分，初步學(xué)習(xí)觀察、記錄、分析實驗現(xiàn)象,推理結(jié)論。解題依據(jù)1、知識能力聚焦１、空氣成分的發(fā)現(xiàn)（1）科學(xué)史:二百年前,法國化學(xué)家拉瓦錫永定量方法研究了空氣的成分.(2）實驗方法原理：曲頸甑(盛空氣)中加熱汞汞+氧氣?氧化汞(3)實驗現(xiàn)象及分析：①銀白色的液體汞變成紅色粉末(氧化汞)②容器里的空氣：體積小于1/５（氧氣）；剩余氣體的４/５（氮?dú)猓?4）實驗結(jié)論：空氣由氧氣和氮?dú)饨M成,其中氧氣約占空氣總體積的1/５.[擴(kuò)展]:剩余的4／５體積的氣球，拉瓦錫研究發(fā)現(xiàn)這部分氣體既不能供給呼吸也不能支持燃燒,它誤認(rèn)為這些都是氮?dú)猓?９世紀(jì)科學(xué)家才逐步發(fā)現(xiàn)4/５體積的氣體中還有其他氣體，如稀有氣體等。2、空氣中氧氣含量的測定（1）測定原理：利用燃燒法測定空氣中氧氣的含量的原理是利用紅磷燃燒消耗密閉容器內(nèi)空氣中的氧氣，使密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小,在大氣壓的作用下,進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積.(2）實驗裝置:1、儀器：集氣瓶、燃燒匙、導(dǎo)氣管、燒杯、彈簧夾、雙孔橡皮塞。2、藥品：紅磷、水（３）實驗步驟1、先在集氣瓶內(nèi)加入少量水,并做上記號；2、連接裝置3、用彈簧夾夾緊乳膠管4、檢查裝置的氣密性５、點(diǎn)燃紅磷，立即伸入集氣瓶內(nèi)并把塞子塞緊。6、燃燒結(jié)束冷卻后,打開彈簧夾。（４）實驗現(xiàn)象紅磷在集氣瓶內(nèi)燃燒，放出熱量，生成大量白煙（五氧化二磷小顆粒)冷卻后，打開彈簧夾，水經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入水的體積約占集氣瓶內(nèi)空氣總體積的1/５。反應(yīng)的文字表達(dá)式：磷+氧氣?五氧化二磷（5)實驗分析與結(jié)論：紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，極易溶于水不占有體積,消耗了集氣瓶內(nèi)的氧氣，冷卻后，大氣壓把燒杯內(nèi)的水壓進(jìn)集氣瓶，壓進(jìn)的水約是集氣瓶內(nèi)消耗的氧氣的體積,由此證明空氣中氧氣約占空氣總體積的１／５.注意事項：（１)裝置的氣密性要好。避免瓶外空氣進(jìn)入集氣瓶內(nèi)，導(dǎo)致進(jìn)入水的體積減小，測得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)要偏小。(2)紅磷要過量。如果紅磷的量不足,則不能將集氣瓶內(nèi)空氣的氧氣完全反應(yīng)掉,集氣瓶內(nèi)水上升體積不到原剩余空氣的1/5,導(dǎo)致測得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小。（3）不能用木炭、硫、鐵絲等代替紅磷。木炭、硫燃燒生成物是二氧化碳、二氧化硫氣體,會彌補(bǔ)所消耗氧氣的體積,而鐵絲在空氣中不能燃燒，均不符合反應(yīng)原理。（4)必須冷且至室溫再打開彈簧夾。氣體體積隨溫度升高而增大，如不冷卻到室溫就打開彈簧夾，會使進(jìn)入的水的體積偏小,導(dǎo)致測量結(jié)果偏小。（５）集氣瓶內(nèi)加少量的水。一為防止熱的燃燒物濺落炸裂集氣瓶；二是為了吸收紅磷燃燒后生成的白色固體——五氧化二磷(６）導(dǎo)管內(nèi)事先應(yīng)注滿水.否則燃燒冷卻后，進(jìn)入的水又一部分存在導(dǎo)管中,使進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積減小，測量結(jié)果偏低。（7)燒杯內(nèi)的水量要足，防止進(jìn)入集氣瓶的水不足１／5。［小結(jié)］：1、可燃物具備的條件：1)、該物質(zhì)在空氣中能燃燒;2）該物質(zhì)燃燒后生成的物質(zhì)為固體2、操作要點(diǎn)；一密閉，二過量（可燃物過量,燒杯中水過量),三平衡(打開止水夾是氣溫與室溫平衡）3、空氣的主要成分和組成空氣的主要成分及體積分?jǐn)?shù)空氣成分氮?dú)庋鯕庀∮袣怏w二氧化碳其他氣體和雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)78％21％0.94％０。0３%0.0３%特點(diǎn)相對固定成分可變成份［注意]:1、空氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕?、該成分是體積分?jǐn)?shù)，不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。體積分?jǐn)?shù)可以理解為每100體積的空氣中約有氮?dú)?８體積，氧氣２1體積,稀有氣體０.9４體積,二氧化碳０．03體積，其他氣體和雜志體積0．03體積.韻語記憶:空氣本是混和氣,體積分?jǐn)?shù)要記牢，氮七八,氧二一，0。94是稀氣,還有兩個零點(diǎn)零三,二氧化碳和雜氣;化學(xué)計算常用到,莫與質(zhì)量混在一起。４、混合物和純凈物了解空氣的成分后，我們就知道空氣和氮?dú)?、氧氣在組成上是不同的?？諝馐怯啥喾N物質(zhì)組成的：混合物；而氮?dú)夂脱鯕舛际怯梢环N物質(zhì)組成的：純凈物混合物純凈物組成由多種物質(zhì)組成由一種物質(zhì)組成,組成固定表示方法無固定符號專門符號表示，如氮?dú)獾刃再|(zhì)無固定的物理性質(zhì)，各物質(zhì)都保持各自的化學(xué)性質(zhì)有固定的物理和化學(xué)性質(zhì)舉例空氣、海水、糖水氧氣、二氧化碳聯(lián)系分離混合物混合純凈物［辨析］:在實踐中怎樣判斷混合物和純凈物呢？1）、混合物可用物理的方法分離出不同的組分，如液化空氣可分離出氮?dú)?、氧氣、稀有氣體等。將無色透明的井水加入蒸餾可得到蒸餾水和固體殘留物.2）、純凈物有固定組成、固定的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)；混合物沒有固定組成和固定的熔、沸點(diǎn)。如：氧氣可用O２表示，但空氣不能用化學(xué)式表示;氧氣的熔、沸點(diǎn)分別,但空氣中沒有固定的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)。３)、純凈物在任何地方其組成都一樣，如地球上的二氧化碳是CＯ2、火星上的二氧化碳也是CO２。不同地方的空氣成分不一樣，如森林上空的空氣沒有污染，城市里的空氣被污染,成分復(fù)雜。4）、混合物物質(zhì)簡單分類：物質(zhì)純凈物5、氮?dú)?、氧氣、稀有氣體的主要性質(zhì)和用途.成分主要性質(zhì)主要用途氧氣化學(xué)性質(zhì):動植物呼吸、支持燃燒物理性質(zhì)：無色、無味、不易溶于水潛水、醫(yī)療急救、煉鋼、氣焊以及化工生產(chǎn)和宇宙航行等。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)：不活潑、不能燃燒、不支持燃燒。物理性質(zhì)：無色、無味、不溶于水制硝酸和化肥的重要原料，根據(jù)化學(xué)性質(zhì)不活潑常用作保護(hù)氣;醫(yī)療上用于冷凍麻醉；超導(dǎo)才倆在液氮的低溫環(huán)境下能顯示超導(dǎo)性能;食品包裝用氮?dú)夥栏?稀有氣體化學(xué)性質(zhì)：很不活潑(惰性)物理性質(zhì)；無色、無味、通電時能發(fā)出不同顏色的光。利用惰性氣體作保護(hù)氣；用于航標(biāo)燈、閃光燈、霓虹燈的電光源；用于激光技術(shù)；制造低溫環(huán)境,醫(yī)療麻醉.［擴(kuò)展］過去人們曾把氧氣叫做“養(yǎng)氣”是因為:1、人類離不開氧氣，人類呼吸的是空氣中的氧氣２、燃料燃燒離不開氧氣.但事物往往具有兩面性,也有其惡的一面,如食品的腐敗、鋼鐵生銹等。所以食品廠生產(chǎn)的食品要除氧或隔氧包裝,金屬制品要涂防銹層。６、空氣污染物、污染源及防治措施1、空氣煙塵二氧化硫污染物有害氣體一氧化碳二氧化氮2、工廠廢氣多種有害氣體污汽車一氧化碳有毒染尾氣二氧化氮酸雨源化石燃料煙塵的燃燒二氧化硫二氧化氮３、防治措施①加強(qiáng)空氣質(zhì)量監(jiān)測:空氣質(zhì)量日報Ａ、空氣質(zhì)量日報的主要內(nèi)容：①空氣污染指數(shù)②首要污染物③空氣質(zhì)量級別④空氣質(zhì)量狀況B、計入空氣污染指數(shù)的項目:①二氧化硫②一氧化碳③二氧化氮④可吸入顆粒⑤臭氧C、空氣質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)污染指數(shù)５0以下51—10010１－1501５２—20０201－2５０251－30０300以上質(zhì)量級別?∥?∥(1）?∥（2)IV(１）IV(２）V質(zhì)量狀況優(yōu)良好輕微污染輕度污染中度污染中度重污染重度污染［注意］:①污染指數(shù)越高污染程度越大；二氧化碳暫沒有列入污染指數(shù)內(nèi)②消除污染源：減少化石燃料使用,更多地利用清潔能源;革新工藝，使工廠減少廢氣排放。③治理廢氣:汽車尾氣安裝凈化裝置;工廠廢氣處理后排放④植樹、造林、種草、改善環(huán)境提高地區(qū)的空氣質(zhì)量，增強(qiáng)人們對環(huán)境的關(guān)注,提高全民環(huán)境意識,促進(jìn)人們生活質(zhì)量的提高。2、方法、技巧平臺7、空氣中氧氣含量測定的誤差分析空氣中氧氣含量的測定是一種定量實驗，在裝置設(shè)計、裝置裝配、實驗操作過程中都會引起誤差。最終流入集氣瓶中水的體積與原剩余氣體體積比大于１／5稱為正誤差，小于1／5稱為負(fù)誤差.按課本上的裝置可分為產(chǎn)生正負(fù)誤差的原應(yīng).掌握引入誤差的原因和規(guī)律,有利于實驗操作和此類中考題的解答。?１、負(fù)誤差:1）、加入的紅磷不夠量，集氣瓶中的氧氣沒有消耗完.2）、如果裝置漏氣，紅磷燃燒完后冷卻至室溫，瓶外空氣從漏氣處進(jìn)入集氣瓶，填補(bǔ)了部分氧氣的體積.3）、磷燃燒后，沒等集氣瓶冷卻至室溫就打開彈簧夾。2、正誤差：１)、點(diǎn)燃紅磷插入集氣瓶動作太慢，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出。２)彈簧夾沒有夾緊，紅磷燃燒時，氣體膨脹,部分空氣從導(dǎo)管中逸出。[小結(jié)］:集氣瓶中剩余氣體量大于理論氣體量,結(jié)果是負(fù)誤差；集氣瓶中剩余氣體量小于理論氣體量，結(jié)果是正誤差。名題［例題1］:最早運(yùn)用天平研究化學(xué)并得出“空氣是由１/5體積的氧氣和４/5體積的氮?dú)饨M成"的科學(xué)家（)A、湯姆生Ｂ、道爾頓Ｃ、拉瓦錫Ｄ、門捷列夫［解析］：應(yīng)熟悉并記住每位科學(xué)家在化學(xué)發(fā)展史上的貢獻(xiàn),有助于開擴(kuò)思維,加快解體步伐。拉瓦錫用定量的方法測定空氣的成分，得出了“空氣是由１/５體積的氧氣和４／5體積的氮?dú)饨M成"的結(jié)論。[例題2]：汽車安全氣囊內(nèi)的物質(zhì)能在碰撞后10毫秒內(nèi)迅速反應(yīng)生成一種空氣中含量最多的氣體，該氣體是(）A、氧氣B、二氧化碳C、氮?dú)釪、稀有氣體［解析]：此題只考查你是否知道空氣含量最多的氣體是什么,并不要求你弄清楚氣囊腫氮?dú)馐窃鯓赢a(chǎn)生的.空氣中含量最多的氣體是氮?dú)?［例題4]：下列物質(zhì)中屬于純凈物的是（）A、汽水B、液氧C、碘酒D、食醋[解析]：汽水是由水、二氧化碳和香精等物質(zhì)組成的混合物。液氧是將氧氣降溫增壓液化形成的,液氧中只有一種物質(zhì)，是純凈物。碘酒是將碘溶解在酒精中不、配制成的一種藥液，屬于混合物。食醋中含3%的醋酸，主要是水，所以是混合物。［例題5]:下列物質(zhì)的用途中,是利用物質(zhì)物理性質(zhì)的是（）Ａ、氧氣用于煉鋼Ｂ、稀有氣體用于保護(hù)氣Ｃ、氮?dú)庥糜谥圃旎蔇、稀有氣體用于電光源[解析］：A選項是利用氧氣與其他物質(zhì)反應(yīng)放出熱量的性質(zhì)，屬于化學(xué)性質(zhì).Ｂ選項中稀有氣體化學(xué)性質(zhì)極不活潑，可做保護(hù)氣。C選項中氮?dú)庵圃旎?是氮?dú)馀c其它物質(zhì)反應(yīng)生成了新物質(zhì),屬于化學(xué)性質(zhì)。Ｄ選項中稀有氣體通電發(fā)生不同顏色的光，沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),屬于物理性質(zhì)。［例題６］：目前，我國許多城市和地區(qū)定期公布空氣質(zhì)量報告，在空氣質(zhì)量報告中,一般不涉及的物質(zhì)是(）A、二氧化硫B、氮氧化物C、二氧化碳D、可吸入顆粒[解析］：空氣質(zhì)量報告主要是報道對空氣有污染的有害氣體和煙塵的含量。有害氣體主要是一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等,煙塵主要是指可吸入顆粒物,而二氧化碳是空氣的固定成分,且空氣中二氧化碳濃度變化不大，不計入空氣污染指數(shù)的項目。[例題7］：中國關(guān)于空氣污染指數(shù)與質(zhì)量級別、質(zhì)量狀況對應(yīng)關(guān)系如上述所示。某市201１年4月3日的空氣污染指數(shù)為８2－9３,根據(jù)以上信息判斷該市當(dāng)天的空氣質(zhì)量級別和空氣質(zhì)量狀況分別是（）A、?級好B、∥級良好C、?∥(1)級輕微污染D、?∥（2)輕度污染［解析］對應(yīng)空氣質(zhì)量級別和空氣質(zhì)量狀況即可得答案。［例題8]某班同學(xué)用下圖所示測量空氣里氧氣的含量。先用彈簧夾夾住乳膠管。點(diǎn)燃紅磷,伸入瓶中并立即塞上瓶塞。待紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾,觀察廣口瓶內(nèi)水面變化情況。實驗完畢，甲同學(xué)的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯小于瓶內(nèi)原空氣體積的1／5,乙同學(xué)的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯大于瓶內(nèi)原空氣體積的1/5／下列對這兩種現(xiàn)象解釋合理的是()①甲同學(xué)可能使用紅磷的量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有消耗完②甲同學(xué)可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時外界空氣進(jìn)入瓶內(nèi)；③乙同學(xué)可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內(nèi)空氣受熱從導(dǎo)管逸出。④乙同學(xué)可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內(nèi)空氣受熱逸出.A、只有①③B、只有②④Ｃ、只有①②③D、①②③④[解析］：此題根據(jù)集氣瓶裝置測定空氣中氧氣含量實驗操作，分析了產(chǎn)生誤差的原因，如果紅磷量不足和瓶塞處漏氣都產(chǎn)生負(fù)誤差,如果彈簧夾沒有夾緊和插入燃燒匙太慢都會產(chǎn)生正誤差。［例題９］:用來測量空氣成分的方法有許多,如圖所示是用紅磷在空氣中燃燒的測定方法.實驗過程是：第一步：將集氣瓶剩余２氣體體積劃分為五等份，并做好標(biāo)記;第二步:點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,伸入集氣瓶中把塞子塞緊。第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶剩余氣體體積的1／5。請回答下列問題:1、集氣瓶中剩余氣體的主要成分是：2、實驗完畢，若進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的１／５，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是3、某同學(xué)對實驗進(jìn)行反思后，提出了以下改進(jìn)方法，你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是：［解析]：此題考查空氣中氧氣含量的測定原理,測定空氣中氧氣含量一般都使用燃燒法，用可燃物消耗空氣中的氧氣，然后用氣壓差的原理，使水倒吸入燃燒裝置中,用進(jìn)入水的體積來確定原空氣中氧氣的體積，此實驗成功的關(guān)鍵:１、裝置氣密性好,防止燃燒時空氣逸出，冷卻時空氣進(jìn)入。2、可燃物過量耗盡瓶中氧氣，否則進(jìn)入的水不是1/5。用圖１的裝置當(dāng)燃燒匙插入集氣瓶是部分空氣逸出,實驗出現(xiàn)正誤差。用改進(jìn)的裝置圖2，不開瓶塞,用聚光鏡聚光點(diǎn)燃紅磷,空氣不會逸出,避免引入誤差。［答案］：1氮?dú)?２、裝置漏氣；紅磷量不足；3、裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結(jié)果準(zhǔn)確。速效基礎(chǔ)演練１、在18世紀(jì)70年代，拉瓦錫將適量的汞放在密閉容器中充分加熱除盡其中的氧氣后，他發(fā)現(xiàn)剩余的約4/５體積的氣體既不能提供給呼吸，也不支持燃燒,它就是我們現(xiàn)在的（)Ａ、氧氣Ｂ、氮?dú)猓谩⑾∮袣怏wＤ、二氧化碳2、汽車安全氣囊內(nèi)所裝的化學(xué)物質(zhì),能在碰撞后10毫秒內(nèi)生成一種空氣中含量最多的氣體,該氣體是（）Ａ、氧氣Ｂ、氮?dú)猓?、稀有氣體Ｄ、二氧化碳3人類需要潔凈的空氣。目前我國城市空氣質(zhì)量報告中的污染物不包括(）A、可吸入顆粒B、二氧化碳C、二氧化氮Ｄ、二氧化硫２１％4、下列關(guān)于氮?dú)庑再|(zhì)的敘述,不正確的是（)２１％A、氮?dú)馐且环N無色、無味的氣體B、在常溫下，氮?dú)饽苋苡谒祝?、稀有氣體氮?dú)獠荒苋紵?也不支持燃燒Ｄ、氮?dú)獾拿芏缺瓤諝饴孕?甲78%5、如圖所示是空氣的組成(體積分?jǐn)?shù)）示意圖，其甲的氣體是（）78%A、氧氣B、氮?dú)釩、稀有氣體D、二氧化碳6、2008年5月8日北京奧運(yùn)火炬成功登上珠穆朗瑪峰.為解決登山人員的呼吸困難,應(yīng)攜帶的物質(zhì)是()A、氧氣Ｂ、氮?dú)猓?、水Ｄ、二氧化?、下列物質(zhì)是純凈物的是（）Ａ、空氣Ｂ、鹽水Ｃ、氮?dú)釪、食醋8、哪些事實說明空氣含有下列成分：1）、,說明空氣中含有氧氣2)、