初中化学鲁教版（2024）九年级上册（2024）空气的组成课堂教学课件ppt

这是一份初中化学鲁教版（2024）九年级上册（2024）空气的组成课堂教学课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了空气的组成，反应原理，实验一汞与氧气反应，实验分析，实验步骤，实验结论，实验装置，误差分析，实验反思，常见装置等内容，欢迎下载使用。
1.知道组成空气的成分及其含量。（化学观念）2.通过对拉瓦锡空气成分测定实验的反思及空气中氧气含量测定的实验探究，体验定量测定气态混合物组成的思路与方法。（科学探究与实践、科学思维）
一 定量认识空气的组成
我们知道空气是无色、无味的混合气体。它的成分在地球历史上曾经几度发生巨大变化，现在的空气约形成于3.5亿年前。 人们对空气组成的认识经过了艰辛的探索过程。18世纪中叶以前，人们一直把 空气看作是一种单一成分的物质。后来，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们逐渐认识到空气组成的复杂性。
干燥洁净的空气主要是由氮气（N2）、氧气（O2）和稀有气体（主要为氩气，另外还有氦、氖等气体）组成的，还含有少量的二氧化碳（CO2）和极少量的其他气体。空气成分按体积分数计，如图所示。
干燥洁净空气的成分（体积分数）
2.拉瓦锡测定空气成分的实验
测定原理依据空气混合物中各组分性质的差异，利用化学反应，在不引入新的气态杂质的前提下，将氧气转化为固态的氧化汞，从而达到测定空气中氧气含量的目的。
实验二：氧化汞受热分解
空气是由氮气和氧气组成的，氧气约占空气体积的 16%。
将汞表面生成的红色粉末收集起来，放在一个较小的容器里加热。
得到汞和氧气，氧气体积恰好等于密闭容器里所减少的体积，且将生成的气体加到实验一里剩下的气体中，所得气体跟空气性质完全一样。
把银白色液态汞放在密闭容器里连续加热 12 天。
一部分汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了约 16% ；剩余气体不能供给呼吸，也不能支持燃烧。
1. 拉瓦锡测定空气成分的实验为什么选择在密闭容器中进行？2. 加热条件下，汞与氧气化合生成氧化汞。拉瓦锡选择金属汞作为反应物有什么优点？3. 通过观察哪些现象、测量哪些数据就可以判断出空气中氧气的含量？
拉瓦锡测定空气成分的实验
1. 该实验有气体参与且便于测定一定量的空气中减少的物质的体积。2. ①汞与氧气反应生成的是固体，不会对气压造成影响；②生成的氧化汞加热还能分解，重新释放氧气；③汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测定容器内气体体积的变化。3. 汞槽中汞进入玻璃钟罩中的体积即为消耗氧气的体积，因此需要测定密闭容器中空气的总体积以及反应后钟罩内液态汞上升的体积。
实验用品：硬质玻璃管（相同规格2支）、橡皮塞（带玻璃导管及不带玻璃导管各2个）、量筒、酒精灯、铁架台（带铁夹）、注射器、火柴、药匙、气球、铜粉。
实验步骤①将一支硬质玻璃管注满水（两端用橡皮塞封住），然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。②如右图所示：在另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，其中一端用气球密封。移动注射器活塞，在注射器中留存一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将玻璃管固定在铁架台上。③用酒精灯在铜粉部位加热，加热时多次缓慢推拉注射器。④停止加热后，待玻璃管冷却至室温，将气球内的气体全部挤出。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
实验结论：空气中氧气约占空气总体积的 1/5。
实验现象：铜粉加热后变成黑色，冷却至室温后，密闭容器内气体的体积约减少了原体积的 1/5。
间接结论：①空气是一种混合物；②空气中氮气约占空气总体积的 4/5；③氮气在加热条件下不与铜反应。
实验成功关键：①铜粉要足量；②装置必须密封；③加热时温度要高一些，时间要稍长一些；④加热时要缓慢多次推拉注射器活塞；⑤冷却至室温后将气球内的气体全部挤出。
实验分析与结论：铜粉在加热条件下与氧气反应生成黑色固体氧化铜，冷却至室温后，硬质玻璃管中空气的体积减小，减小的体积即为空气中氧气的体积，由此证明，空气中氧气体积约占空气总体积的1/5。
1. 与拉瓦锡的测定实验相比，上述实验有哪些优点与不足？2. 上述实验在哪些环节上可能造成误差？如何避免或减小这些误差？
1. 优点：拉瓦锡的实验时间较长，操作装置比较复杂；汞有毒，实验过程中对环境有污染。本实验用时较短，实验结果明显，使用的铜和生成的氧化铜无毒，对环境无污染。不足：加入的试剂不足或操作不到位可能会影响测定结果。2. 铜粉的量不足、装置的气密性不好，加热温度达不到反应温度、反应不充分等都可能造成误差。避免和减少误差的方法包括铜粉保证足量、装置的气密性良好、加热温度要稍高一些、加热时间稍长一些等。
化学实验中测定物质成分含量可以通过化学反应，除去混合物中的一种成分，再通过测定混合物在反应前后的体积或者质量的变化来确定。空气中氧气含量的测定实验就用到了这种思路和方法，即通过化学反应，除去空气中的氧气，再测定空气在反应前后体积的变化，这种变化通常通过气体压强的改变来体现。
4.测定空气中氧气含量的其他方法
方法：测进入容器内水的体积或容器内水的液位变化。
红磷燃烧，冷却到室温后，打开止水夹，水倒吸进入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的1/5。
闭合开关K后，白磷燃烧，一段时间后左侧水面上升至约刻度1处。
方法：测密闭容器内气体体积的减少量。
白磷燃烧放热，活塞先向右侧移动，冷却后，活塞向左侧移至大约刻度4处。
铜丝逐渐变为黑色，冷却至室温时，两注射器总体积减少约1/5。
稀有气体的发现 很长一段时间人们普遍认为空气中除了少量水蒸气和二氧化碳之外，其余的就是氧气和氮气了。1892年，物理学家瑞利利用灵敏度达0.0001 g 的天平，在长达10年的气体密度测量工作中，发现了从空气中分离得到的氮气密度（1.2572 g/L）与分解含氮物质得到的氮气密度（1.2508 g/L）之间总是有微小的差异。瑞利没有放过这一微小的差异，他与化学家拉姆齐合作，先是仔细去除空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气和氮气，然后利用分光镜观察剩余气体的光谱线，终于发现在空气中还存在着氩气。在以后的几年里，拉姆齐又通过分离液态空气和光谱法陆续发现了氪、氖、氦、氙。 稀有气体是从气体密度测量结果里的微小差异中发现的，因此被称为“第三位小数的胜利”，这是科学家们严谨求实、勇于质疑、不懈探索的结果。1904年，瑞利和拉姆齐因为在稀有气体发现中的杰出贡献分别荣获诺贝尔物理学奖和化学奖。思考：（1）阅读上述材料给了你怎样的启示？（2）你能否举例说明在日常生活、工作和科学研究中关注细节和不忽视“异常”现象的重要性？
（1）对科学结论要实事求是，不能放过任何细小的发现，要追根溯源，探寻问题的本质所在。（2）参考事例：日常生活中要注意饮食卫生，否则就会传染疾病，危害健康。因此，在外出就餐或选购食品时需要注意的细节有：①外出就餐时，不去流动小贩，选择卫生条件好、执照齐全的摊位。如有需要，请业主出示健康证明，同时要注意查看证书是否有效。②选购食品时，不能买没有厂名、厂址、生产日期的“三无”产品。仔细检查是否有任何异常情况以及是否在保质期内；购买熟食时，要注意是否有防蝇设施等。
2. 拉瓦锡测定空气成分的实验
3. 测定空气中氧气的含量
实验原理、用品、装置、步骤、现象、结论、间接结论、成功关键、误差分析等。
探究物质成分含量的一般思路和方法。
4.欲除去密闭容器中空气中的氧气，且不产生其它气体，可选用的物质是（ ）A.红磷 B.铝粉 C.铁丝 D.木炭
5.用如图所示的实验测定空气中氧气的含量，下列操作会使测定结果偏大的是（　　）A.装置漏气B.药匙中放入的红磷量不足C.点燃红磷伸入瓶中时，没有立即塞紧瓶塞D.红磷燃烧结束后，没等装置冷却就打开弹簧夹
6.以下四个实验装置，可用于“测定空气中氧气的含量”。请认真分析，回答下列问题。
（1）拉瓦锡用装置　 　（填写字母）定量研究了空气的成分，在密闭容器中，空气中的氧气与____反应，生成固态物质。人们沿着科学家的足迹，对反应物进行了优化，分别用铜粉、红磷等进行实验，其原理都是采用______（填“物理”或“化学”）方法，从混合气体中除去某种气体，从而达到物质的分离。