（八下）3.1 空气与氧气（第1课时）（导学案）-（浙教版）（教师版）

skybamboo · 发表于 5 小时前

3.1空气与氧气第1课时（导学案）
【学习目标】
1. 知道空气的主要成分。
2. 了解组成空气的各主要成分的体积分数。
3. 了解组成空气的各主要成分的主要用途。
【学习重点】了解组成空气的各主要成分的体积分数。
【学习难点】了解组成空气的各主要成分的主要用途。
【自主学习】（此模块是回顾与预习）
同学们，你们知道吗？在我们的周围，有一种看不见、摸不着却又无处不在的东西，它包围着我们，支撑着我们的生命活动，它就是——空气。
那么，你能想象一个实验或举出一个实例，来证明我们身边确实有空气存在吗？
想象一下，当你吹起一个气球，气球逐渐鼓胀起来，这其中的“动力”正是来源于空气。或者，你可以尝试将一个玻璃杯倒扣在水槽中，然后慢慢提起，你会发现杯内留存了一部分空气，水并没有完全填满整个杯子。这些都是我们生活中能够直观感受到空气存在的简单实例。
接下来，我们来探讨一下，空气中到底有哪些物质呢？
通过科学家们的研究，我们得知空气并非单一成分的气体，而是一个复杂的混合物。其中，最主要的成分是氮气，大约占据了空气体积的78%；而氧气，则是我们呼吸所必需的气体，占据了空气体积的约21%；此外，还有少量的二氧化碳、稀有气体以及微量的水汽和尘埃等。
那么，这些物质在空气中的体积比是多少呢？
就像我们之前提到的，氮气大约占据了78%，氧气占据了21%，而其他的成分则只占据了剩下的1%。这个比例在地球的大气层中相对稳定，为生命体提供了适宜的生存环境。
【课堂探究】
一、空气的成分
思考与讨论：空气是无色无味的，如何证明空气存在？
（1）风——空气的流动
（2）一塑料袋的空气难以压缩——空气有体积
（3）给车胎打气，涨起来——空气有体积
（4）羽毛在空中慢慢下落——空气有阻力
科学史介绍：人类对空气的认识是一个漫长的过程。
远古时代，人们认为空气是简单物质。
1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验，推断空气的组成是复杂的。
1772年，英国人卢瑟福发现空气中有种既不能供动物呼吸也不支持燃烧的氮气。
1773年前后，瑞典化学家舍勒用实验证明，空气中还含有另外一种能够供动物呼吸而且支持燃烧的氧气。
1774年法国的化学家拉瓦锡通过实验，确定空气的组成为氮气和氧气氧气约占空气体积1/5。
思考与讨论：如何设计实验检验空气的这些成分？
1. 二氧化碳（CO2）的检验
用吸管向试管中的澄清石灰水中吹气，观察现象
试剂：澄清的石灰水
现象：澄清的石灰水变浑浊。
解释：
CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O

2. 氧气（O2）的检验
把一根燃着的木条熄灭后插入氧气集气瓶中，观察木条在空气中和氧气集气瓶中燃烧的剧烈程度是否相同？
现象：在氧气中木条燃烧更剧烈
结论：空气中含有氧气

3. 水（H2O）的检验
试剂：无水硫酸铜（白色）
现象：无水硫酸铜遇水变蓝色
解释：CuSO4 ＋5H2O ＝ CuSO45H2O

二、空气中氧气含量的测定
思考：空气中混有多种不同的气体，那么不同气体在空气中的含量分别是多少呢？
1. 空气中氧气含量的测定
实验原理：红磷＋氧气→点燃→五氧化二磷
生成物为固体，使密闭容器内气体体积减小，导致容器内压强小于外界大气压，水进人密闭容器，进人容器内水的体积即为减少的氧气的体积
实验现象：红磷燃烧产生大量白烟，并放出热量；水沿导管进人集气瓶，进人集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5
实验改进：
(1)氧气约占空气总体积的1/5；
(2)氮气不能燃烧，也不支持燃烧，且不易溶于水

2.提醒：
实验成功的关键：
(1)红磷要过量，保证完全消耗容器内空气中的氧气。
(2)装置的气密性必须良好，不能漏气。
(3)必须冷却到室温才能打开止水夹。
3.归纳：
对实验结果的误差分析
(1)测量结果偏小：
①装置漏气，导致冷却到室温后，外界空气会进入一部分。
②红磷的量不足，不能将装置内的氧气消耗完全。
③导管中事先没有注满水，燃烧冷却后，一小部分水滞留于导管中，进入瓶内的水偏少。
④装置未冷却到室温就打开止水夹，此时集气瓶内气体还处于受热膨胀状态，压强变化不明显，进入瓶内的水的体积偏小。
(2)测量结果偏大：
①点燃红磷后插入集气瓶速度太慢，使集气瓶中部分气体受热逸出，冷却至室温后，进入瓶内的水的体积偏大。
②实验前未夹紧止水夹，会使部分空气受热膨胀沿导管逸出，冷却至室温后，进入瓶内的水的体积偏大。
③选用了能与空气中其他气体反应的物质，如镁就可以与空气中的氧气、氮气、二氧化碳发生反应。
各种实验测定表明，空气中有多种成分。
空气中各成分的体积大约是：氮气 78%，氧气21%，稀有气体0.94%，
二氧化碳0.03%、其余气体和杂质0.03%。在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
三、空气的利用
稀有气体在通电时发出不同颜色的光。
氧气在水中不是不溶，而是溶解的量很少，水中的鱼等生物就是依靠这溶解的少部分氧气生存的。

【自我测评】
1．下列关于空气中各组成部分的说法中，正确的是（　　）
A．稀有气体没有任何使用价值 B．氧气极易溶于水
C．二氧化碳是导致酸雨的主要原因 D．氮气可用于食品防腐
【答案】D
【解析】A、稀有气体具有重要的应用、作保护气等，错误；
B、氧气不易溶于水，错误；
C、二氧化碳是导致温室效应的主要气体，错误；
D、氮气的化学性质稳定，用于食品防腐，正确。
故选D。
2．根据图判断下列说法正确的是（　　）

A．空气中主要含氮气和氧气 B．空气是纯净物
C．空气中含量最多的气体是氧气 D．空气中不含二氧化碳气体
【答案】A
【解析】A、从图中可以看出，氮气占78%，氧气占21%，正确；
B、从图中可以看出，空气中含有氮气、氧气等多种气体，空气是混合物，错误；
C、从图中可以看出，空气中含量最多的气体是氮气而不是氧气，错误；
D、空气中各成分的体积分数分别是：氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%。图中的其他成分包括二氧化碳，错误。
故选A。
3．某同学在验证空气成分时采用了以下方法，可行的是（）
A．用大针筒向小试管中的澄清石灰水中注气，检验空气中是否含有二氧化碳
B．向玻璃上哈气，玻璃上会凝结成许多小水珠，检验空气中是否含有水分
C．观察带火星的木条是否在空气中复燃，检验空气中是否含有氧气
D．观察硫酸铜晶体在空气中是否变蓝，检验空气中是否含有水分
【答案】A
【解析】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以用大针筒向小试管中的澄清石灰水中注气，检验空气中是否含有二氧化碳，正确；
B、向玻璃上哈气，不是空气中成分，而是人体呼出的气体成分，错误；
C、氧气能使带火星的木条复燃，但是空气中氧气含量低，不能使带火星木条复燃，所以不能验证是否含有氧气，错误；
D、硫酸铜白色粉末遇到水变为蓝色的硫酸铜晶体，不能通过观察硫酸铜晶体爆露在空气中是否变蓝，检验空气中是否含有水分，错误。
故选A。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？

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