3.1空氣與氧氣第1課時(shí)（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道空氣的主要成分。2.了解組成空氣的各主要成分的體積分?jǐn)?shù)。3.了解組成空氣的各主要成分的主要用途?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】了解組成空氣的各主要成分的體積分?jǐn)?shù)?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】了解組成空氣的各主要成分的主要用途。【自主學(xué)習(xí)】（此模塊是回顧與預(yù)習(xí)）同學(xué)們，你們知道嗎？在我們的周圍，有一種看不見(jiàn)、摸不著卻又無(wú)處不在的東西，它包圍著我們，支撐著我們的生命活動(dòng)，它就是——空氣。那么，你能想象一個(gè)實(shí)驗(yàn)或舉出一個(gè)實(shí)例，來(lái)證明我們身邊確實(shí)有空氣存在嗎？想象一下，當(dāng)你吹起一個(gè)氣球，氣球逐漸鼓脹起來(lái)，這其中的“動(dòng)力”正是來(lái)源于空氣。或者，你可以嘗試將一個(gè)玻璃杯倒扣在水槽中，然后慢慢提起，你會(huì)發(fā)現(xiàn)杯內(nèi)留存了一部分空氣，水并沒(méi)有完全填滿整個(gè)杯子。這些都是我們生活中能夠直觀感受到空氣存在的簡(jiǎn)單實(shí)例。接下來(lái)，我們來(lái)探討一下，空氣中到底有哪些物質(zhì)呢？通過(guò)科學(xué)家們的研究，我們得知空氣并非單一成分的氣體，而是一個(gè)復(fù)雜的混合物。其中，最主要的成分是氮?dú)?，大約占據(jù)了空氣體積的78%；而氧氣，則是我們呼吸所必需的氣體，占據(jù)了空氣體積的約21%；此外，還有少量的二氧化碳、稀有氣體以及微量的水汽和塵埃等。那么，這些物質(zhì)在空氣中的體積比是多少呢？就像我們之前提到的，氮?dú)獯蠹s占據(jù)了78%，氧氣占據(jù)了21%，而其他的成分則只占據(jù)了剩下的1%。這個(gè)比例在地球的大氣層中相對(duì)穩(wěn)定，為生命體提供了適宜的生存環(huán)境?！菊n堂探究】一、空氣的成分思考與討論：空氣是無(wú)色無(wú)味的，如何證明空氣存在？（1）風(fēng)——空氣的流動(dòng)（2）一塑料袋的空氣難以壓縮——空氣有體積（3）給車胎打氣，漲起來(lái)——空氣有體積（4）羽毛在空中慢慢下落——空氣有阻力科學(xué)史介紹：人類對(duì)空氣的認(rèn)識(shí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。遠(yuǎn)古時(shí)代，人們認(rèn)為空氣是簡(jiǎn)單物質(zhì)。1669年梅猷曾根據(jù)蠟燭燃燒的實(shí)驗(yàn)，推斷空氣的組成是復(fù)雜的。1772年，英國(guó)人盧瑟福發(fā)現(xiàn)空氣中有種既不能供動(dòng)物呼吸也不支持燃燒的氮?dú)狻?773年前后，瑞典化學(xué)家舍勒用實(shí)驗(yàn)證明，空氣中還含有另外一種能夠供動(dòng)物呼吸而且支持燃燒的氧氣。1774年法國(guó)的化學(xué)家拉瓦錫通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確定空氣的組成為氮?dú)夂脱鯕庋鯕饧s占空氣體積1/5。思考與討論：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)空氣的這些成分？1.二氧化碳（CO2）的檢驗(yàn)用吸管向試管中的澄清石灰水中吹氣，觀察現(xiàn)象試劑：澄清的石灰水現(xiàn)象：澄清的石灰水變渾濁。解釋：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O2.氧氣（O2）的檢驗(yàn)把一根燃著的木條熄滅后插入氧氣集氣瓶中，觀察木條在空氣中和氧氣集氣瓶中燃燒的劇烈程度是否相同？現(xiàn)象：在氧氣中木條燃燒更劇烈結(jié)論：空氣中含有氧氣3.水（H2O）的檢驗(yàn)試劑：無(wú)水硫酸銅（白色）現(xiàn)象：無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)色解釋：CuSO4＋5H2O＝CuSO45H2O二、空氣中氧氣含量的測(cè)定思考：空氣中混有多種不同的氣體，那么不同氣體在空氣中的含量分別是多少呢？1.空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理：紅磷＋氧氣→點(diǎn)燃→五氧化二磷生成物為固體，使密閉容器內(nèi)氣體體積減小，導(dǎo)致容器內(nèi)壓強(qiáng)小于外界大氣壓，水進(jìn)人密閉容器，進(jìn)人容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，并放出熱量；水沿導(dǎo)管進(jìn)人集氣瓶，進(jìn)人集氣瓶?jī)?nèi)水的體積約占集氣瓶?jī)?nèi)空氣總體積的1/5實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：(1)氧氣約占空氣總體積的1/5；(2)氮?dú)獠荒苋紵?，也不支持燃燒，且不易溶于?.提醒：實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵：(1)紅磷要過(guò)量，保證完全消耗容器內(nèi)空氣中的氧氣。(2)裝置的氣密性必須良好，不能漏氣。(3)必須冷卻到室溫才能打開(kāi)止水夾。3.歸納：對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分析(1)測(cè)量結(jié)果偏?。孩傺b置漏氣，導(dǎo)致冷卻到室溫后，外界空氣會(huì)進(jìn)入一部分。②紅磷的量不足，不能將裝置內(nèi)的氧氣消耗完全。③導(dǎo)管中事先沒(méi)有注滿水，燃燒冷卻后，一小部分水滯留于導(dǎo)管中，進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的水偏少。④裝置未冷卻到室溫就打開(kāi)止水夾，此時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)氣體還處于受熱膨脹狀態(tài)，壓強(qiáng)變化不明顯，進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的水的體積偏小。(2)測(cè)量結(jié)果偏大：①點(diǎn)燃紅磷后插入集氣瓶速度太慢，使集氣瓶中部分氣體受熱逸出，冷卻至室溫后，進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的水的體積偏大。②實(shí)驗(yàn)前未夾緊止水夾，會(huì)使部分空氣受熱膨脹沿導(dǎo)管逸出，冷卻至室溫后，進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的水的體積偏大。③選用了能與空氣中其他氣體反應(yīng)的物質(zhì)，如鎂就可以與空氣中的氧氣、氮?dú)?、二氧化碳發(fā)生反應(yīng)。各種實(shí)驗(yàn)測(cè)定表明，空氣中有多種成分?？諝庵懈鞒煞值捏w積大約是：氮?dú)?8%，氧氣21%，稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03%、其余氣體和雜質(zhì)0.03%。在通常情況下，空氣中各成分的比例保持相對(duì)穩(wěn)定。三、空氣的利用稀有氣體在通電時(shí)發(fā)出不同顏色的光。氧氣在水中不是不溶，而是溶解的量很少，水中的魚(yú)等生物就是依靠這溶解的少部分氧氣生存的。【自我測(cè)評(píng)】1．下列關(guān)于空氣中各組成部分的說(shuō)法中，正確的是（）A．稀有氣體沒(méi)有任何使用價(jià)值 B．氧氣極易溶于水C．二氧化碳是導(dǎo)致酸雨的主要原因 D．氮?dú)饪捎糜谑称贩栏敬鸢浮緿【解析】A、稀有氣體具有重要的應(yīng)用、作保護(hù)氣等，錯(cuò)誤；B、氧氣不易溶于水，錯(cuò)誤；C、二氧化碳是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，錯(cuò)誤；D、氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，用于食品防腐，正確。故選D。2．根據(jù)圖判斷下列說(shuō)法正確的是（）A．空氣中主要含氮?dú)夂脱鯕?B．空氣是純凈物C．空氣中含量最多的氣體是氧氣 D．空氣中不含二氧化碳?xì)怏w【答案】A【解析】A、從圖中可以看出，氮?dú)庹?8%，氧氣占21%，正確；B、從圖中可以看出，空氣中含有氮?dú)?、氧氣等多種氣體，空氣是混合物，錯(cuò)誤；C、從圖中可以看出，空氣中含量最多的氣體是氮?dú)舛皇茄鯕?，錯(cuò)誤；D、空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)分別是：氮?dú)獯蠹s占78%、氧氣大約占21%、稀有氣體大約占0.94%、二氧化碳大約占0.03%、水蒸氣和其它氣體和雜質(zhì)大約占0.03%。圖中的其他成分包括二氧化碳，錯(cuò)誤。故選A。3．某同學(xué)在驗(yàn)證空氣成分時(shí)采用了以下方法，可行的是（

）A．用大針筒向小試管中的澄清石灰水中注氣，檢驗(yàn)空氣中是否含有二氧化碳B．向玻璃上哈氣，玻璃上會(huì)凝結(jié)成許多小水珠，檢驗(yàn)空氣中是否含有水分C．觀察帶火星的木條是否在空氣中復(fù)燃，檢驗(yàn)空氣中是否含有氧氣D．觀察硫酸銅晶體在空氣中是否變藍(lán)，檢驗(yàn)空氣中是否含有水分【答案】A【解析】A、二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以用大針筒向小試管中的澄清石灰水中注氣，檢驗(yàn)空氣中是否含有二氧化碳，正確；B、向玻璃上哈氣，不是空氣中成分，而是人體呼出的氣體成分，錯(cuò)誤；C、氧