《空氣的組成》導學案

《空氣的組成》導學案一、學習目標1、準確說出空氣的組成成分及其體積分數(shù)。2、深刻理解測定空氣中氧氣含量實驗的原理、操作步驟、現(xiàn)象及結論。3、能夠列舉空氣中各成分的主要用途。4、清楚認識空氣污染的原因、危害及防治措施。二、預習引導1、回憶舊知在之前的學習中，我們已經對空氣有了初步的認識，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？（比如物質的燃燒、動植物的呼吸等）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變渾濁）2、預習新課閱讀課本相關內容，思考空氣是由單一物質組成的嗎？如果不是，你認為可能由哪些物質組成呢？嘗試找出測定空氣中氧氣含量實驗的關鍵要素，比如實驗需要用到哪些儀器，對藥品有什么要求等。三、知識講解（一）空氣的組成1、成分及體積分數(shù)空氣是一種混合物，它的成分按體積計算，大約是：氮氣（N?）占78%，氧氣（O?）占21%，稀有氣體占0.94%，二氧化碳（CO?）占0.03%，其他氣體和雜質占0.03%。我們可以把空氣想象成一個大蛋糕，氮氣就像是占據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、實驗探究：測定空氣中氧氣含量實驗原理：利用某些物質在空氣中燃燒，消耗氧氣，且生成物為固體或液體（這樣反應后容器內壓強減小），通過測量反應前后容器內氣體體積的變化來確定氧氣的體積分數(shù)。例如紅磷燃燒，化學方程式為：4P＋5O?＝點燃=2P?O?。實驗裝置：通常用到集氣瓶、燃燒匙、導管、止水夾、燒杯等儀器。實驗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，實驗結果才準確。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，點燃燃燒匙內的紅磷后，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，觀察集氣瓶內水面的變化情況。實驗現(xiàn)象紅磷燃燒時產生大量白煙，放出熱量。冷卻后打開彈簧夾，水沿導管進入集氣瓶，進入集氣瓶內水的體積約占集氣瓶內空氣總體積的1/5。實驗結論氧氣約占空氣體積的1/5。剩余的氣體主要是氮氣，它不支持燃燒，也不能燃燒，且不易溶于水。誤差分析如果實驗結果小于1/5，可能的原因有：紅磷的量不足，沒有將集氣瓶內的氧氣完全消耗掉；裝置漏氣，有部分空氣進入集氣瓶；未冷卻至室溫就打開彈簧夾，此時集氣瓶內溫度較高，氣體壓強較大，進入集氣瓶內水的體積會偏小。如果實驗結果大于1/5，可能是點燃紅磷后，伸入集氣瓶的速度過慢，導致集氣瓶內部分空氣受熱膨脹逸出。（二）空氣中各成分的用途1、氮氣（N?）氮氣的化學性質不活潑，在常溫下很難與其他物質發(fā)生反應。它是工業(yè)上生產硝酸和氮肥的重要原料。例如，氮氣和氫氣在高溫、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。食品包裝經常充入氮氣以做保護氣，防止食品被氧化變質。就像給食品穿上了一層保護衣，讓食品可以保存更久。液態(tài)氮氣常用作制冷劑，比如在醫(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。無論是人還是動植物，都需要氧氣進行呼吸作用。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反應，從而降低生鐵中的含碳量，使生鐵變成鋼。在航天領域，火箭發(fā)射時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。它們的化學性質很不活潑，幾乎不與其他物質發(fā)生化學反應?？杀惶畛湓跓襞葜?，做保護氣，延長燈絲的使用壽命。像霓虹燈內填充的稀有氣體，在通電時會發(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。這些廢氣就像一個個小惡魔，進入空氣中破壞環(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生的尾氣中含有一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、氮氧化物等污染物。日常生活中的一些活動也會造成空氣污染，比如焚燒秸稈、垃圾等，會產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生成酸，形成酸雨，酸雨會腐蝕建筑物、損害農作物，還會危害人體呼吸道等。影響生態(tài)平衡，空氣污染會對動植物的生存環(huán)境造成破壞，導致一些動植物的數(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，例如改進工廠的生產工藝，采用清潔能源，像太陽能、風能、水能等，減少對傳統(tǒng)化石燃料的依賴。加強對汽車尾氣的治理，提高汽車尾氣排放標準，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1、空氣是一種寶貴的資源，下列有關空氣的說法正確的是（）A.空氣中氮氣的質量分數(shù)約為78%B.氧氣能支持燃燒，可做燃料C.稀有氣體化學性質不活潑，可做保護氣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驗裝置如圖所示。下列有關說法正確的是（）A.燃燒匙中的紅磷可以換成木炭B.實驗時，紅磷燃燒產生大量白霧C.實驗完畢，進入集氣瓶中的水的體積約占集氣瓶容積的1/5D.該實驗可說明氮氣難溶于水3、請寫出氮氣的兩點主要用途：＿___________、＿___________。4、簡述空氣污染對環(huán)境和人類健康的危害。＿___________五、答案1、C。A選項中氮氣的體積分數(shù)約為78%；B選項中氧氣能支持燃燒，但本身不能燃燒，不可做燃料；D選項中二氧化碳不是空氣污染物。2、D。A選項中木炭燃燒生成二氧化碳氣體，會影響實驗結果；B選項中紅磷燃燒產生大量白煙；C選項中如果實驗操作正確，進入集