《空氣的組成》導(dǎo)學(xué)案

《空氣的組成》導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、準(zhǔn)確說出空氣的組成成分及其體積分?jǐn)?shù)。2、深刻理解測定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)的原理、操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)論。3、能夠列舉空氣中各成分的主要用途。4、清楚認(rèn)識(shí)空氣污染的原因、危害及防治措施。二、預(yù)習(xí)引導(dǎo)1、回憶舊知在之前的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)對(duì)空氣有了初步的認(rèn)識(shí)，大家回憶一下，生活中有哪些現(xiàn)象可以表明空氣中存在氧氣呢？（比如物質(zhì)的燃燒、動(dòng)植物的呼吸等）那又有哪些現(xiàn)象可以表明空氣中存在二氧化碳呢？（例如澄清石灰水放置在空氣中會(huì)變渾濁）2、預(yù)習(xí)新課閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，思考空氣是由單一物質(zhì)組成的嗎？如果不是，你認(rèn)為可能由哪些物質(zhì)組成呢？嘗試找出測定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵要素，比如實(shí)驗(yàn)需要用到哪些儀器，對(duì)藥品有什么要求等。三、知識(shí)講解（一）空氣的組成1、成分及體積分?jǐn)?shù)空氣是一種混合物，它的成分按體積計(jì)算，大約是：氮?dú)猓∟?）占78%，氧氣（O?）占21%，稀有氣體占0.94%，二氧化碳（CO?）占0.03%，其他氣體和雜質(zhì)占0.03%。我們可以把空氣想象成一個(gè)大蛋糕，氮?dú)饩拖袷钦紦?jù)了蛋糕最大塊的部分，氧氣是第二大塊，其他成分則是一些小部分。2、實(shí)驗(yàn)探究：測定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)原理：利用某些物質(zhì)在空氣中燃燒，消耗氧氣，且生成物為固體或液體（這樣反應(yīng)后容器內(nèi)壓強(qiáng)減?。ㄟ^測量反應(yīng)前后容器內(nèi)氣體體積的變化來確定氧氣的體積分?jǐn)?shù)。例如紅磷燃燒，化學(xué)方程式為：4P＋5O?＝點(diǎn)燃=2P?O?。實(shí)驗(yàn)裝置：通常用到集氣瓶、燃燒匙、導(dǎo)管、止水夾、燒杯等儀器。實(shí)驗(yàn)步驟檢查裝置的氣密性，這就好比給房子檢查門窗是否密封好，只有裝置不漏氣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才準(zhǔn)確。在集氣瓶中加入少量水，并將水面上方空間分為五等份。用彈簧夾夾緊膠皮管，點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入集氣瓶中并塞緊橡皮塞，觀察紅磷燃燒的現(xiàn)象。待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察集氣瓶內(nèi)水面的變化情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅磷燃燒時(shí)產(chǎn)生大量白煙，放出熱量。冷卻后打開彈簧夾，水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積約占集氣瓶內(nèi)空氣總體積的1/5。實(shí)驗(yàn)結(jié)論氧氣約占空氣體積的1/5。剩余的氣體主要是氮?dú)?，它不支持燃燒，也不能燃燒，且不易溶于水。誤差分析如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果小于1/5，可能的原因有：紅磷的量不足，沒有將集氣瓶內(nèi)的氧氣完全消耗掉；裝置漏氣，有部分空氣進(jìn)入集氣瓶；未冷卻至室溫就打開彈簧夾，此時(shí)集氣瓶內(nèi)溫度較高，氣體壓強(qiáng)較大，進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積會(huì)偏小。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果大于1/5，可能是點(diǎn)燃紅磷后，伸入集氣瓶的速度過慢，導(dǎo)致集氣瓶內(nèi)部分空氣受熱膨脹逸出。（二）空氣中各成分的用途1、氮?dú)猓∟?）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，在常溫下很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。它是工業(yè)上生產(chǎn)硝酸和氮肥的重要原料。例如，氮?dú)夂蜌錃庠诟邷?、高壓、催化劑的條件下可以合成氨氣（N?＋3H?＝高溫、高壓、催化劑=2NH?），氨氣是制造氮肥的重要原料。食品包裝經(jīng)常充入氮?dú)庖宰霰Ｗo(hù)氣，防止食品被氧化變質(zhì)。就像給食品穿上了一層保護(hù)衣，讓食品可以保存更久。液態(tài)氮?dú)獬Ｓ米髦评鋭热缭卺t(yī)療上，可用于冷凍麻醉等。2、氧氣（O?）氧氣能供給呼吸，這是我們生存必不可少的。無論是人還是動(dòng)植物，都需要氧氣進(jìn)行呼吸作用。燃料燃燒離不開氧氣，例如煉鋼過程中，氧氣可以和生鐵中的碳等雜質(zhì)反應(yīng)，從而降低生鐵中的含碳量，使生鐵變成鋼。在航天領(lǐng)域，火箭發(fā)射時(shí)燃料的燃燒也需要大量的氧氣來支持。3、稀有氣體稀有氣體包括氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等氣體。它們的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?？杀惶畛湓跓襞葜?，做保護(hù)氣，延長燈絲的使用壽命。像霓虹燈內(nèi)填充的稀有氣體，在通電時(shí)會(huì)發(fā)出不同顏色的光，可用于制作各種彩色的燈光效果，美化我們的城市夜景。（三）空氣污染與防治1、空氣污染的原因隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工廠排放的廢氣中含有大量的污染物，如二氧化硫（SO?）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO?）等。這些廢氣就像一個(gè)個(gè)小惡魔，進(jìn)入空氣中破壞環(huán)境。汽車尾氣也是空氣污染的重要來源，汽車燃燒汽油或柴油產(chǎn)生的尾氣中含有一氧化碳、未燃燒的碳?xì)浠衔?、氮氧化物等污染物。日常生活中的一些活?dòng)也會(huì)造成空氣污染，比如焚燒秸稈、垃圾等，會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵和有害氣體。2、空氣污染的危害損害人體健康，例如二氧化硫、二氧化氮等氣體在空氣中與水反應(yīng)生成酸，形成酸雨，酸雨會(huì)腐蝕建筑物、損害農(nóng)作物，還會(huì)危害人體呼吸道等。影響生態(tài)平衡，空氣污染會(huì)對(duì)動(dòng)植物的生存環(huán)境造成破壞，導(dǎo)致一些動(dòng)植物的數(shù)量減少甚至滅絕。3、空氣污染的防治措施從源頭上減少污染物的排放，例如改進(jìn)工廠的生產(chǎn)工藝，采用清潔能源，像太陽能、風(fēng)能、水能等，減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴。加強(qiáng)對(duì)汽車尾氣的治理，提高汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，推廣新能源汽車的使用。在日常生活中，我們也可以盡自己的一份力，比如不焚燒秸稈和垃圾，綠色出行，減少使用一次性物品等。四、課堂練習(xí)1、空氣是一種寶貴的資源，下列有關(guān)空氣的說法正確的是（）A.空氣中氮?dú)獾馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)約為78%B.氧氣能支持燃燒，可做燃料C.稀有氣體化學(xué)性質(zhì)不活潑，可做保護(hù)氣D.二氧化碳是一種空氣污染物2、測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）A.燃燒匙中的紅磷可以換成木炭B.實(shí)驗(yàn)時(shí)，紅磷燃燒產(chǎn)生大量白霧C.實(shí)驗(yàn)完畢，進(jìn)入集氣瓶中的水的體積約占集氣瓶容積的1/5D.該實(shí)驗(yàn)可說明氮?dú)怆y溶于水3、請寫出氮?dú)獾膬牲c(diǎn)主要用途：＿_(dá)__________、＿_(dá)__________。4、簡述空氣污染對(duì)環(huán)境和人類健康的危害。＿_(dá)__________五、答案1、C。A選項(xiàng)中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)約為78%；B選項(xiàng)中氧氣能支持燃燒，但本身不能燃燒，不可做燃料；D選項(xiàng)中二氧化碳不是空氣污染物。2、D。A選項(xiàng)中木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；B選項(xiàng)中紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙；C選項(xiàng)中如果實(shí)驗(yàn)操作正確，進(jìn)入集