第1節(jié)空氣的組成一、知識目標(biāo)1.能依據(jù)觀察的實驗現(xiàn)象初步推斷空氣的主要成分；2.能從組成上對物質(zhì)進行分類，識別純凈物和混合物；3.能體會科學(xué)家在探索空氣成分過程中的智慧和方法。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識與微觀探析：通過觀察“捕獲”空氣、紅磷燃燒等實驗的宏觀現(xiàn)象（如氣體體積變化、生成白色固體等），初步推斷空氣的主要成分；結(jié)合空氣由多種物質(zhì)混合而成的宏觀特征，理解混合物中各成分保持自身性質(zhì)的微觀本質(zhì)；從物質(zhì)組成的宏觀角度，區(qū)分純凈物（如氧氣、氮氣）與混合物（如空氣），建立物質(zhì)組成的宏觀描述與微觀構(gòu)成的關(guān)聯(lián)認知。2.證據(jù)推理與模型認知：基于實驗中“紅磷燃燒后集氣瓶內(nèi)水面上升約1/5”等現(xiàn)象，推理空氣中氧氣的體積占比；通過分析空氣組成的模型（如各成分體積分數(shù)占比示意圖），理解混合物中各成分的共存關(guān)系；結(jié)合科學(xué)家探索空氣成分的史實（如拉瓦錫的定量實驗），學(xué)習(xí)基于證據(jù)推導(dǎo)結(jié)論的邏輯方法，形成“現(xiàn)象→證據(jù)→結(jié)論”的推理模型。3.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：參與設(shè)計“捕獲”空氣、探究空氣成分的簡易實驗，體驗“提出問題→設(shè)計方案→實驗驗證→分析結(jié)論”的探究過程；在區(qū)分純凈物與混合物時，嘗試從生活中列舉實例（如潔凈的空氣是混合物、蒸餾水是純凈物），培養(yǎng)運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；通過模仿科學(xué)家的探究思路，體會定量實驗、對照實驗等方法的價值，初步形成嚴謹?shù)目茖W(xué)探究態(tài)度和創(chuàng)新設(shè)計實驗的意識。一、學(xué)習(xí)重點1.能說出空氣的主要成分及體積分數(shù)；2.掌握測定空氣中氧氣含量的實驗原理、現(xiàn)象及結(jié)論；3.了解混合物與純凈物的概念及實例判斷。二、學(xué)習(xí)難點1.理解“測定空氣中氧氣含量”實驗的設(shè)計邏輯及誤差分析。?2.從宏觀現(xiàn)象到微觀解釋的思維轉(zhuǎn)化。一、空氣的組成1.空氣的存在證明呼吸時，我們能吸入______，呼出______，說明空氣存在。用一個塑料袋在教室中揮舞后扎緊，袋內(nèi)會充滿______（填物質(zhì)名稱）。2.測定空氣中氧氣的體積分數(shù)實驗課本中通過______燃燒實驗測定氧氣含量。實驗現(xiàn)象：燃燒產(chǎn)生大量______，冷卻后打開止水夾，水進入集氣瓶，約占瓶內(nèi)空氣體積的______（填分數(shù)）。實驗結(jié)論：氧氣約占空氣體積的______%。剩余氣體主要是______，其性質(zhì)有______（寫一點）。3.物質(zhì)的分類由多種物質(zhì)混合而成的是______（填“混合物”或“純凈物”），如空氣、海水；只由一種物質(zhì)組成的是______，如氧氣、鐵。判斷：“冰水混合物”屬于______（填類別），因為只含______（填化學(xué)式）。二、氮氣和稀有氣體1.氮氣是空氣的主要成分之一，它的物理性質(zhì)有_____________________，化學(xué)性質(zhì)______（填“穩(wěn)定”或“活潑”），因此常用作保護氣。2.稀有氣體（如氦氣、氖氣）的化學(xué)性質(zhì)______（填“很不活潑”或“較活潑”），通電時會發(fā)出______，可用于制作霓虹燈。一、新課導(dǎo)入問題思考：同學(xué)們，請深呼吸一次——我們每時每刻都在吸入空氣，但空氣看不見、摸不著，你們能想到哪些方法證明空氣的存在呢？空氣中又含有哪些物質(zhì)呢？二、空氣的組成活動一：空氣“捕獲”實驗問題思考：這個實驗現(xiàn)象說明了什么？為什么加水能“捕獲”空氣？歸納總結(jié)：檢查裝置氣密性的方法：①_____________；②____________；③________________________?；顒佣嚎諝庵醒鯕怏w積分數(shù)的測定問題思考1：為了準(zhǔn)確測定空氣中氧氣體積分數(shù)，裝置應(yīng)滿足什么要求？問題思考2：根據(jù)剛才設(shè)計實驗的思路，結(jié)合紅磷燃燒的產(chǎn)物狀態(tài)，說說利用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗原理。問題觀察：實驗中觀察到了哪些現(xiàn)象？問題探究：紅磷在集氣瓶中燃燒，消耗了什么氣體？冷卻后水為什么會進入集氣瓶？問題討論1：已知空氣中氧氣的體積分數(shù)約為五分之一。觀察到的實驗結(jié)果是否接近這個數(shù)值？若相差較大，分析產(chǎn)生誤差的原因。＜1/5的原因：＞1/5的原因：問題討論2：蠟燭在空氣中燃燒生成二氧化碳和水。能否用蠟燭代替紅磷進行相同實驗，為什么？問題討論3：集氣瓶中的水上升到約1/5后，不能繼續(xù)上升，說明剩余氣體有什么性質(zhì)？活動三：物質(zhì)的分類問題討論：根據(jù)實驗可知，空氣中含有氧氣、氮氣等物質(zhì)。從物質(zhì)組成的角度分析，空氣和氮氣、氧氣之間有什么區(qū)別呢？問題探究：判斷下列常見的物質(zhì)中，哪些屬于純凈物？哪些屬于混合物？干凈的空氣、五氧化二磷、氧化汞、澄清石灰水、冰水共存物、稀有氣體、液氧、二氧化碳、河水歸納總結(jié)：閱讀教材P40，將下圖中的數(shù)據(jù)或物質(zhì)補充完整。典例：按如圖裝置進行實驗，下列現(xiàn)象能證明空氣中氧氣含量的是（）A.集氣瓶中紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙B.紅磷燃燒一段時間后熄滅C.冷卻到室溫，打開彈簧夾，燒杯中的水進入集氣瓶D.集氣瓶中水面最終上升至1處典例：生活中常見的下列物質(zhì)屬于純凈物的是（）A.潔凈的空氣B.冰紅茶C.新鮮的牛奶D.冰水混合物三、氮氣和稀有氣體活動一：認識氮氣和稀有氣體歸納總結(jié)1：根據(jù)教材P40，總結(jié)氮氣有哪些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)？歸納總結(jié)2：根據(jù)教材P40，總結(jié)氮氣有哪些用途？歸納總結(jié)3：閱讀教材P41稀有氣體部分，并結(jié)合生活經(jīng)驗總結(jié)稀有氣體的性質(zhì)和用途。1.第一次明確提出空氣是由氧氣和氮氣組成的科學(xué)家是（）A.阿伏伽德羅B.拉瓦錫C.道爾頓D.門捷列夫2.空氣成分中，在醫(yī)療麻醉和食品防腐等方面有著廣泛用途的是（）A.氮氣 B.氧氣C.水蒸氣D.二氧化碳3.空氣是一種寶貴的資源。下列有關(guān)空氣的說法錯誤的是（）A.潔凈的空氣仍然屬于混合物B.食品包裝袋中充入氮氣可以防腐 C.稀有氣體可作焊接金屬的保護氣 D.空氣中氮氣的質(zhì)量分數(shù)約為78%4.下列物質(zhì)屬于混合物的是(填序號，下同)，屬于純凈物的是。①氧氣②水蒸氣③紅磷④純凈的空氣⑤海水⑥冰水混合物

⑦可口可樂⑧氫氣一、空氣的組成1.紅磷燃燒實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生大量白煙，冷卻后水倒吸約占集氣瓶容積的1/5；結(jié)論：氧氣約占空氣體積的1/5。誤差分析：結(jié)果＜1/5：紅磷量不足、裝置漏氣、未冷卻至室溫就打開止水夾。結(jié)果＞1/5：紅磷點燃后未迅速伸入集氣瓶、止水夾未夾緊。2.體積分數(shù)按體積計算：氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質(zhì)0.03%。3.物質(zhì)的分類類別定義實例混合物由兩種或兩種以上物質(zhì)混合而成空氣、海水、可口可樂純凈物只由一種物質(zhì)組成，可用化學(xué)符號表示氧氣（O?）、氮氣（N?）、冰水混合物（H?O）二、氮氣和稀有氣體1.氮氣性質(zhì)：無色無味、難溶于水；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定（常溫下），高溫高壓催化劑條件下可與氫氣反應(yīng)生成氨氣。用途：作保護氣（食品防腐、燈泡填充）、提供低溫環(huán)境（液氮冷凍）、制氮肥和硝酸。2.稀有氣體性質(zhì)：無色無味、化學(xué)性質(zhì)極不活潑；通電時發(fā)出不同顏色的光，氦氣密度比空氣小。用途：作電光源（霓虹燈）、保護氣（焊接金屬）、氦氣填充氣球、液氦制造低溫環(huán)境?？键c1空氣中氧氣體積分數(shù)的測定1．測定空氣中氧氣含量的創(chuàng)新實驗如圖，對該實驗的認識錯誤的（）A．紅磷的量不會影響實驗結(jié)果B．實驗過程中玻璃管內(nèi)的液面先下降后升高C．實驗后玻璃管中剩余的氣體難溶于水D．燃燒匙可以伸入到液面與刻度1之間的位置2．某小組的同學(xué)將過量的白磷放入試管中測定空氣中氧氣含量（如圖），則下列說法不正確的是（）A．取足量的白磷進行實驗是為了減少誤差B．試管中的白磷可以換成硫粉C．實驗結(jié)束等裝置冷卻到室溫后才能打開彈簧夾D．該裝置實驗的優(yōu)點是密閉容器中進行，測量結(jié)果更準(zhǔn)確，污染小3．（2024·河南平頂山·三模）某化學(xué)興趣小組用如圖所示的裝置進行“測定空氣里氧氣的含量”實驗，請回答下列問題。（1）待紅磷燃燒結(jié)束，裝置恢復(fù)到室溫，打開彈簧夾，若集氣瓶中水面最終上升的高度低于刻度1處，其可能的原因是。（2）不能用硫代替紅磷進行實驗，其理由是?？键c2空氣各成分及其體積分數(shù)4．空氣成分中，體積分數(shù)約占的氣體是（）A．氧氣 B．氮氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體5．（2025·湖北武漢·模擬預(yù)測）下列不屬于空氣成分的是（）A．氮氣 B．二氧化碳 C．稀有氣體 D．氫氣考點3純凈物和混合物6．下列物質(zhì)中屬于純凈物的一組是（）①冰水混合物

②潔凈的空氣

③臭氧

④汽水A．①③ B．②④ C．①② D．③④7．（24-25八年級下·北京·期末）下列物質(zhì)中，屬于純凈物的是（）A．空氣 B．二氧化碳 C．海水 D．礦泉水考點4氮氣和稀有氣體8．（2025·重慶·中考真題）氮氣常用作文物保護氣，主要是利用了氮氣（）