2019-2020年九年级化学上册 4.1 空气的成分教学案 鲁教版.doc

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2019-2020年九年级化学上册 4.1 空气的成分教学案 鲁教版 1．干燥空气的组成 干燥空气的成分 氮气 氧气 氩气 二氧化碳 其他气体 体积分数 78% 21% 0.934% 0.033% 0.002% 2.测定空气中氧气的含量 实验原理 在加热情况下，铜能跟空气中的氧气反应，生成黑色固体——氧化铜，反应消耗尽密闭容器内的氧气而不产生新的气体，空气的体积减小，注射器移动的空间即为氧气所占的体积 反应表达式 铜＋氧气氧化铜 实验装置 实验操作 ①将一支具支试管注满水，塞上橡胶塞。然后打开橡胶塞，将水倒入量筒中，记录体积。 ②在另一支相同规格具支试管中装入铜粉，塞上橡胶塞。用小气球密封试管的支管口。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后插入橡胶塞中。根据酒精灯的高度，将试管固定在铁架台上。 ③用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断推拉注射器。 ④停止加热后，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积 实验现象 铜粉变黑，注射器活塞向前移动，冷却稳定后，注射器内减少的气体体积约为注射器和具支试管内总气体体积的1/5 实验分析 铜粉在加热条件下与氧气反应，生成黑色氧化铜，冷却后，空气的体积减少了，空气减少的体积就是氧气的体积 实验结论 氧气约占空气总体积的1/5 误差分析 测得氧气的体积分数偏小的可能原因 1.铜粉量不足，氧气没有消耗尽 2.加热时没有缓慢推动注射器，氧气没有消耗尽 3.没有检查装置气密性，装置密封不好，外界空气进入注射器 4.加热时间太短，反应不充分，氧气没有完全消耗尽 5.没有冷却至室温就读数，注射器内气体处于膨胀状态，压强没有降到最低，剩余空气体积偏大 实验推论 密封的空气中的氧气已经耗尽，但仍剩余气体，说明空气是混合物 测定空气中氧气含量的其他实验装置 (1)实验原理：药品与密闭容器内空气中的氧气充分反应，消耗尽氧气，没有生成其他气体，密闭容器内气体减少，减少的体积就是空气中氧气的体积。 (2)常见装置：如图。 (3)常见药品：红磷、白磷、铜丝。 (4)药品的选用原则： ①药品只与氧气反应，不能与空气中的其他成分反应。 ②药品与氧气反应后不能生成气体(若生成气体需能用其他溶液吸收)。 知识点二　空气是一种重要的资源 1．氧气的工业制法 (1)原料：空气。 (2)原理：利用氮气与氧气的沸点不同，氮气的沸点低于氧气的沸点。 (3)过程： 2．空气中各成分的重要性质和用途 (1) 氧气的用途 用途 举例 供给呼吸 正常呼吸、登山、潜水、抢救危急病人 支持燃烧 燃料燃烧、发射火箭、钢铁冶炼、金属焊接 氧气能支持燃烧，是说氧气可支持别的可燃物质燃烧，氧气可作助燃剂；由于氧气自身不能燃烧，故氧气不是可燃物，不能作燃料。 (2)氮气 ①物理性质：氮气是无色无味、难溶于水的气体。 ②化学性质：通常情况下，氮气化学性质不活泼，不燃烧，也不支持燃烧，不供给呼吸。 ③氮气的性质与用途： 性质 用途 化学性质稳定 作粮食、灯泡或焊接金属时的保护气 不燃烧，不支持燃烧 灭火 一定条件下能与一些物质反应 制造硝酸、氮肥 液态时温度低，性质稳定，无毒 作冷冻麻醉剂，用于人工降雨 (3)稀有气体：稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡气体的总称。 ①物理性质：稀有气体都是无色无味的，难溶于水，通电时能发出不同颜色的光。 ②化学性质：一般不跟其他物质发生化学反应(曾被称为“惰性气体”)，只有在特定条件下才能跟其他物质发生反应。 ③稀有气体的性质与用途： 性质 用途 化学性质稳定 作灯泡或焊接金属时的保护气 通电时发出有色光 电光源的填充气 氦气密度小(仅次于氢气)，且化学性质稳定 填充探空气球、飞艇 液氦温度低，性质稳定 制造低温环境，医疗上作麻醉剂 1．稀有气体在通电时会发出不同颜色的光 氩气——蓝紫色光；氦气——粉红色光；氖气——红光；氙气——特强白光。 五颜六色的霓虹灯就是稀有气体的功劳，在石英玻璃管里充入氙气(氙灯)，能发出比荧光灯强几万倍的光，俗称“人造小太阳”。在石英玻璃管里充入氙气，发出的光能穿透浓雾，用作航海灯。试电笔中充有氖气，通电时会发出红光，便于观察。 2．食品袋内常填充保护气保鲜 很多膨化食品，如薯片等，都是充气(填充保护气)包装的，目的是隔绝空气，防止食品与氧气发生反应而变质，同时防止食品在运输中被压碎。 袋内填充的保护气需满足的条件是：①化学性质稳定，不与食品发生反应；②无毒无害；③廉价等。氮气化学性质稳定，无毒无害，价格低廉，稀有气体价格太贵，故食品袋内的填充气主要是氮气，一般不填充稀有气体。 知识点三　关注空气质量 1． 空气的污染 通常情况下，空气中各成分所占的比例保持相对稳定。随着人类向空气排放污染物的增多，造成了空气污染，导致空气质量下降。 污染源 工业污染、交通污染、生活污染 污染物 气体 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 颗粒物 烟、粉尘、铅颗粒等 2．实验探究：探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异 实验原理 ①人的呼吸作用消耗氧气，生成二氧化碳。②二氧化碳与澄清石灰水作用，使澄清石灰水变浑浊，当二氧化碳含量较多时，浑浊现象出现的较快，且较明显 实验步骤 ①用气球、塑料袋或塑料瓶收集至少3种气体样本，如田野或树林中的空气、久未开启的地窖或人流密集商场中的空气，自己或他人呼出的气体、机动车尾气等。②将各种样本气体分别通入盛有澄清石灰水的试管中，观察现象 实验现象 久未开启的地窖或人流密集商场中的空气，自己或他人呼出的气体、机动车尾气等使澄清石灰水变浑浊；田野或树林中的空气通入澄清石灰水中，石灰水几乎不变浑浊 实验结论 久未开启的地窖或人流密集商场中的空气，自己或他人呼出的气体、机动车尾气等气体样品中的二氧化碳含量高，田野或树林中的空气中二氧化碳的含量低 3.空气质量报告 空气质量报告的主要内容 空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况 计入空气污染指数的项目 二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物 1．空气质量分级标准 空气污 染指数 50 以下 50～ 100 101～ 150 151～ 200 201～ 250 251～ 300 300 以上 空气质 量级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ1 Ⅲ2 Ⅳ1 Ⅳ2 Ⅴ 空气质 量状况 优 良 轻微 污染 轻度 污染 中度 污染 中度重 污染 重度 污染 说明：空气污染指数越大，空气质量越差，污染越严重 2．空气污染的危害 (1)损害人体健康；(2)影响植物生长；(3)损坏建筑设施，破坏文物古迹；(4)引发全球三大环境问题，即“温室效应”、“酸雨”、“臭氧层破坏”。 3．空气污染的防治措施 (1)改善燃料结构，尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料； (2)对化石燃料进行脱硫处理，工厂的废气要经过处理再排放； (3)开发新能源，如太阳能、风能、水能、地热能等； (4)大力开展植树造林活动，提高环境的自我净化能力。