九年级化学空气导学案.docx

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九年级化学空气导学案

九年级化学导学案（五）

杨成超

空气

【教学目标】：

（1）从生活经验出发，对空气的成分进行合理的推测及科学探究。

（2）在探究过程中初步学会观察实验现象并加以描述，对相关实验现象能给出合理的解释。

（3）初步认识纯净物、混合物的概念，能区分—些常见的纯净物和混合物。

【师生共同探究，总结】：

●空气是由什么组成的？

正常的空气成分按体积分数计算是：

氮（N2）约占78%，氧（O2）约占21%，稀有气体约占0．94%（氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn、以及不久前发现的Uuo7种元素）,二氧化碳（C02）约占0．03%，还有其他气体和杂质约占0.03%，如。

臭氧（O3）、氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）。

氮：

生命体的基本成分。

氧：

维持生命活动所必需的物质。

二氧化碳：

绿色植物光合作用的原料，对地面起保温作用。

臭氧：

吸收紫外线，保护地球上的生物。

●汞+氧气---（加热）--->氧化汞

氧化汞---（加热）--->汞+氧气

●磷在氧气中燃烧

燃烧匙中物质必须满足的条件：

易燃、足量、只与氧气反应、生成固体。

磷在氧气中燃烧发出白光，有大量白色烟雾，固体五氧化二磷就是所谓的白烟

化学里面描述的烟即分散在空气中的固体小颗粒，雾是分散在空气中的液体小颗粒

●五氧化二磷

白色无定形粉末或六方晶体。

极易吸湿，不纯品为黄色粉末，易吸潮。

。

300℃升华。

不燃烧。

溶于水产生大量热并生成磷酸，对乙醇的反应与水相似。

相对密度2.30。

熔点340℃。

五氧化二磷为酸性氧化物有腐蚀性，不可用手直接触摸或食用，也不可直接闻气味。

●氮气物理性质：

通常状况下无色、无味气体，难溶于水。

化学性质：

一般不能燃烧也不能支持燃烧。

氮气的化学性质不活泼

●利用家中的常用物品设计一个证明空气存在的小实验

一用一盆水和一个玻璃杯就行了，把玻璃杯倒扣在水里，水里加点红或蓝钢笔水更好。

二利用电风扇即可，你可以感受到有风。

三拿一个装满水的烧杯，然后将它倒过来，这样水就会流出来，空气就会进去，这样就收集了一瓶气体（到底有没有还要证明），将一只点燃的蜡烛放在一片木条上，放在水上，让他燃烧，然后将烧杯放在点燃的蜡烛上，烧杯口要浸没在水下，此时，水就会上升，一直上升到1/5处，这样就证明了空气的存在。

●磷在氧气中燃烧得出产生误差可能有以下原因:

   ①装置气密性不好;②红磷不足,没有把氧气耗尽;③没有等到集气瓶冷却就打开止水夹;④导气管的体积被忽略不计了,

●红磷燃烧时与广口瓶内空气中的氧气发生了反应,生成了叫做五氧化二磷的固体。

上述实验中的大量白烟就是生成的五氧化二磷的固体,该固体沉降后溶解于水中。

因此白烟最终消失。

●由于过量的红磷燃烧时耗尽了广口瓶内空气中的氧气,使瓶内气体减少,压强降低,打开止水夹后,烧杯中的水就会进入瓶中。

而且广口瓶内氧气被消耗多少,进入瓶中的水就有多少。

因此,从烧杯中进入广口瓶的水的体积就相当于原瓶内空气中氧气的体积。

●混合物

混合物是由两种或多种物质混合而成的物质。

混合物没有化学式。

无固定组成和性质，组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，他们保持着原来的性质。

混合物可以用物理方法将所含物质加以分离。

没有经化学合成而组成。

如：

含有氧气O2、氮气N2、稀有气体、二氧化碳CO2及其其它气体及杂质等多种气体的空气；含有各种有机物的石油（原油）、天然水、溶液、泥水、牛奶、合金、化石燃料（煤、天然气，石油）、海水、盐水……

混合物的分离有不同的方法，常用的包括过滤、蒸馏、分馏、萃取、重结晶等。

●纯净物

宏观：

由一种物质组成的物质，微观：

由同种分子构成，组成固定,有固定的物理性质和化学性质的物质，有专门的化学符号，例：

氧气、氮气、氯酸钾等都是纯净物。

●氮气

氮气，常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。

氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。

常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。

氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。

由于氮的化学惰性，常用作保护气体。

以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存。

液氨还可用作深度冷冻剂。

作为冷冻剂在医院做除斑,包,豆等的手术时常常也使用,即将斑,包,豆等冻掉,但是容易出现疤痕,并不建议使用。

氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。

例如：

碳酸氢铵NH4HCO3，氯化铵NH4Cl，硝酸铵NH4NO3等等。

●氮气在汽车上的作用

1.提高轮胎行驶的稳定性和舒适性。

氮气几乎为惰性的双原子气体，化学性质极不活泼，气体分子比氧分子大，不易热胀冷缩，变形幅度小，其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30～40%，能保持稳定胎压，提高轮胎行驶的稳定性，保证驾驶的舒适性；氮气的音频传导性低，相当于普通空气的1/5，使用氮气能有效减少轮胎的噪音，提高行驶的宁静度。

2.防止爆胎和缺气碾行。

爆胎是公路交通事故中的头号杀手。

据统计，在高速公路上有46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的，其中爆胎一项就占轮胎事故总量的70%。

汽车行驶时，轮胎温度会因与地面磨擦而升高，尤其在高速行驶及紧急刹车时，胎内气体温度会急速上升，胎压骤增，所以会有爆胎的可能。

而高温导致轮胎橡胶老化，疲劳强度下降，胎面磨损剧烈，又是可能爆胎的重要因素。

而与一般高压空气相比，高纯度氮气因为无氧且几乎不含水份不含油，其热膨胀系数低，热传导性低，升温慢，降低了轮胎聚热的速度，不可燃也不助燃等特性，所以可大大地减少爆胎的几率。

3.延长轮胎使用寿命使用氮气后，胎压稳定体积变化小，大大降低了轮胎不规则磨擦的可能性，如冠磨、胎肩磨、偏磨，提高了轮胎的使用寿命；橡胶的老化是受空气中的氧分子氧化所致，老化后其强度及弹性下降，且会有龟裂现象，这时造成轮胎使用寿命缩短的原因之一。

氮气分离装置能极大限度地排除空气中的氧气、硫、油、水和其它杂质，有效降低了轮胎内衬层的氧化程度和橡胶被腐蚀的现象，不会腐蚀金属轮辋，延长了轮胎的使用寿命，也极大程度减少轮辋生锈的状况。

4.减少油耗，保护环境。

轮胎胎压的不足与受热后滚动阻力的增加，会造成汽车行驶时的油耗增加；而氮气除了可以维持稳定的胎压，延缓胎压降低之外，其干燥且不含油不含水，热传导性低，升温慢的特性，减低了轮胎行走时温度的升高，以及轮胎变形小抓地力提高等，降低了滚动阻力，从而达到减少油耗的目的。

●稀有气体

稀有气体元素指氦、氖、氩、氪、氙、氡以及不久前发现的Uuo7种元素，又因为它们在元素周期表上位于最右侧的零族，因此亦称零族元素。

稀有气体单质都是由单个原子构成的分子组成的，所以其固态时都是分子晶体。

十九世纪被化学家发现以来，由于深入理解其性质而多次改名。

原本它们被称为稀有气体（raregases），因为化学家认为它们是很罕见的。

不过，这种说法只适用其中部分元素，并非所有都很少见。

例如氩气（Ar,argon）在地球大气层的含量占0.9%，胜过二氧化碳；而氦气（He,helium）在地球大气层的含量确实很少，但在宇宙却是相当充沛，它占有25%，仅次于氢。

所以化学家又改称为惰性气体（又称钝气，inertgases），表示它们的反应性很低，不曾在自然中出现化合物过。

对于那些早期需借由化合物来寻找元素的科学家，这些元素是比较难以寻找的。

不过，最近的研究指出他们是可以和其他元素结合成化合物（此即稀有气体化合物），只是需要借助人工合成的方式。

故最后改称为贵重气体，空气中约含0.94%（体积百分）的稀有气体，其中绝大部分是氩气。

　　稀有气体都是无色、无臭、无味的，微溶于水，溶解度随分子量的增加而增大。

稀有气体的分子都是由单原子组成的，它们的熔点和沸点都很低，随着原子量的增加，熔点和沸点增大。

它们在低温时都可以液化。

稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6（氦为1s2），是最稳定的结构，因此，在通常条件下不与其它元素作用，长期以来被认为是化学性质极不活泼，不能形成化合物的惰性元素。

●稀有气体的应用

随着工业生产和科学技术的发展，稀有气体越来越广泛地应用在工业、医学、尖端科学技术以至日常生活里。

利用稀有气体极不活动的化学性质，有的生产部门常用它们来作保护气。

例如，在焊接精密零件或镁、铝等活泼金属，以及制造半导体晶体管的过程中，常用氩作保护气。

原子能反应堆的核燃料钚，在空气里也会迅速氧化，也需要在氩气保护下进行机械加工。

电灯泡里充氩气可以减少钨丝的气化和防止钨丝氧化，以延长灯泡的使用寿命。

稀有气体通电时会发光。

世界上第一盏霓虹灯是填充氖气制成的（霓虹灯的英文原意是“氖灯”）。

氖灯射出的红光，在空气里透射力很强，可以穿过浓雾。

因此，氖灯常用在机场、港口、水陆交通线的灯标上。

灯管里充入氩气或氦气，通电时分别发出浅蓝色或淡红色光。

有的灯管里充入了氖、氩、氦、水银蒸气等四种气体（也有三种或两种的）的混合物。

由于各种气体的相对含量不伺，便制得五光十色的各种霓虹灯。

人们常用的荧光灯，是在灯管里充入少量水银和氩气，并在内壁涂荧光物质（如卤磷酸钙）而制成的。

通电时，管内因水银蒸气放电而产生紫外线，激发荧光物质，使它发出近似日光的可见光，所以又叫做日光灯。

利用稀有气体可以制成多种混合气体激光器。

氦-氖激光器就是其中之一。

氦氖混合气体被密封在一个特制的石英管中，在外界高频振荡器的激励下，混合气体的原子间发生非弹性碰撞，被激发的原子之间发生能量传递，进而产生电子跃迁，并发出与跃迁相对应的受激辐射波，近红外光。

氦-氖激光器可应用于测量和通讯。

氦气是除了氢气以外最轻的气体，可以代替氢气装在飞艇里，不会着火和发生爆炸。

液态氦的沸点为-269℃，是所有气体中最难液化的，利用液态氦可获得接近绝对零度（-273.15℃）的超低温。

氦气还用来代替氮气作人造空气，供探海潜水员呼吸，因为在压强较大的深海里，用普通空气呼吸，会有较多的氮气溶解在血液里。

当潜水员从深海处上升，体内逐渐恢复常压时，溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡，对微血管起阻塞作用，引起“气塞症”。

氦气在血液里的溶解度比氮气小得多，用氦跟氧的混合气体（人造空气）代替普通空气，就不会发生上述现象。

温度在2.2K以上的液氦是一种正常液态，具有一般液体的通性。

温度在2.2K以下的液氦则是一种超流体，具有许多反常的性质。

例如具有超导性、低粘滞性等。

它的粘度变得为氢气粘度的百分之一，并且这种液氦能沿着容器的内壁向上流动，再沿着容器的外壁往下慢慢流下来。

这种现象对于研究和验证量子理论很有意义。

氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离。

利用这个原理，可以在人造地球卫星里设置充有氩气的计数器。

当人造卫星在宇宙空间飞行时，氩气受到宇宙射线的照射。

照射得越厉害，氩气发生电离也越强烈。

卫星上的无线电机把这些电离信号自动地送回地球，人们就可根据信号的大小来判定空间宇宙辐射带的位置和强度。

氪能吸收X射线，可用作X射线工作时的遮光材料。

氙灯还具有高度的紫外光辐射，可用于医疗技术方面。

氙能溶于细胞质的油脂里，引起细胞的麻醉和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。

人们曾试用80%氙和20%氧组成的混合气体，作为无副作用的麻醉剂。

在原子能工业上，氙可以用来检验高速粒子、粒子、介子等的存在。

氪、氙的同位素还被用来测量脑血流量等。

氡是自然界唯一的天然放射性气体，氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的氡子体，进入人体的呼吸系统造成辐射损伤，诱发肺癌。

一般在劣质装修材料中的钍杂质会衰变释放氡气体，从而对人体造成伤害。

体外辐射主要是指天然石材中的辐射体直接照射人体后产生一种生物效果，会对人体内的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。

然而，氡也有着它的用途，将铍粉和氡密封在管子内，氡衰变时放出的α粒子与铍原子核进行核反应，产生的中子可用作实验室的中子源。

氡还可用作气体示踪剂，用于检测管道泄漏和研究气体运动。

【提高练习】：

1．空气中氮气与氧气的体积比约为（）

A．1：

4B.5：

4C.4：

1D.5：

1

2．下列说法正确的是（）

A．空气本来是纯净物，但被污染后变成了混合物；

B．矿泉水不是一种纯净物；

C．空气中的稀有气体肯定是纯净物；

D．澄清的石灰水是一种纯净物；

3、下列物质中，属于纯净物的是（）

A、洁净的空气B、鲜橙多饮料C、冰水混合物D、“快鹿”牛奶

4．下列说法不正确的是（　　）

A．通常状况下，空气是无色无味的气体B．通常状况下，无色无味的气体一定是空气C．空气不是单一物质，而是由多种气体组成的混合物D．空气中氧气的体积分数约为21%

5．下列气体不是空气中固定成分的是（　　）

A．氧气　B．氮气　　C．二氧化硫　D．稀有气体

6．有六种物质：

①汽车排放的尾气；②煤燃烧产生的烟尘；③化工厂排放出的废气；④江河湖泊蒸发出的水蒸气；⑤植物光合作用放出的气体；⑥人呼出的二氧化碳。

其中，能严重污染空气，对人类造成很大危害的物质是（　）

　A．①③⑤　B．②④⑥　C．①②③　D．④⑤⑥

7．空气由多种气体组成，干燥的空气中各组分气体体积占空气总体积的百分数大约是：

氮气＿，氧气＿，稀有气体＿．二氧化碳＿，水蒸气和其他气体＿。

1、下列制取氧气的方法中有一种与其它三种本质不同，它是（）

A．分离液态空气法制氧气B．过氧化氢溶液制氧气

C．加热高锰酸钾制氧气D．加热氯酸钾制氧气

2、下列物质属于纯净物的是（）

A．分离液态空气法制得的氧气B．四氧化三铁

C．高锰酸钾制氧气后的剩余固体D．清澈的河水

3、下列说法不正确的（）

A．氧气具有可燃性，可做燃料

B．氮气常温下化学性质稳定，可食品袋中的填充气

C．氖气的化学性质不活泼，可用作灯泡中的填充气

D．利用红磷燃烧产生大量白烟，可用于制作体育运动会上发令枪的子弹

4、下列说法正确的（）

A．氧气是一种化学性质活泼的混合物

B．某些物质氧气含量不同的气体中燃烧，现象会不同

C．催化剂只能加快化学反应速率

D．红磷燃烧属于缓慢氧化

5、下列实验现象描述正确的是（）

A．木炭燃烧生成二氧化碳B．硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰

C．红磷在空气中燃烧产生大量白雾D．铁在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体

6、加热高锰酸钾制取氧气的主要实验步骤有：

①检验实验装置的气密性②高锰酸钾装入试管中③收集氧气④固定试管⑤熄灭酒精灯。

下列实验顺序正确的（）

A．①②④③⑤B．①④②③⑤C．④①②③⑤D．②④①③⑤

7、下列物质排放到空气中不会使空气受到污染的是（）

A．煤燃烧生成的废气B．飞扬的尘土

C．汽车排放的尾气D．植物光合作用产生的气体

8、除去氮气中的氧气可选用的物质是（）

A．木炭B．硫C．红磷D．铁

9、鉴别下列各组物质所用的试剂或方法（括号内）不正确的（）

A．过氧化氢溶液与水（二氧化锰）B．二氧化硫与二氧化碳（闻气味）

C．高锰酸钾与五氧化二磷（颜色）D．氮气与空气（带火星的木条）

10、下列关于空气的说法中，错误的是（）

A．空气是一种十分重要的天然资源

B．少量有害气体进入空气中，依靠大自然的自净能力，空气仍能保持洁净

C．按质量计算，空气中约含氮气78%，氧气21%，其他气体和杂质约占1%

D．空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应，曾被称为“惰性气体”

11、下列有关氮气的用途中，错误的是（）

A．制氮肥B．直接做燃料

C．做灯泡填充气D．做瓜果保护气

12、下列关于氧气的说法中错误的是（）

A．工业上可以利用分离液态空气法制氧气

B．氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性

C．氧气供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动

D．用含有氧元素的物质反应才有可能产生氧气

13、下列对催化剂描述正确的是（）

A．任何化学反应都需要催化剂B．催化剂在反应前后本身的质量发生了变化

C．只有分解反应才需要催化剂D．某些化学反应可以有多种催化剂

14、下列说法正确的是（）

A．空气中氧气的质量分数为21％B．空气中各成分所占的比例是永恒不变的

C．空气是由多种物质组成的混合物D．空气质量级别数目越大，空气的质量越好

15、夏天从冰箱里拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料外壁会潮湿，说明空气中含有（）

A．氮气B．氧气C．水蒸气D．二氧化碳

16、下列各组物质中，前者属于单质、后者属于混合物的是（）

A．氮气蒸馏水B．澄清石灰水过氧化氢溶液

C．氧气高锰酸钾受热后的剩余物D．二氧化碳空气

17、下列关于物质在氧气中燃烧现象的描述错误的是（）

A．木炭在氧气中燃烧，有黑烟生成B．细铁丝在氧气中燃烧，有黑色固体生成

C．蜡烛在氧气中燃烧，瓶壁有水雾出现D．白磷在氧气中燃烧，有大量白烟生成

18、下列变化不属于缓慢氧化的是（）

A.食物腐烂B.酿酒C.红磷燃烧D.铁生锈

19、下列有关混合物的说法错误的是（）

A．混合物有固定组成B．混合物中各成分不能发生化学变化

C．由多种分子构成的物质为混合物D．红磷和白磷混在一起形成的是混合物

20、下列关于空气的说法中，错误的是（）

A．工业上利用氧气和氮气的沸点不同，从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化

B．物质与氧气发生的反应都是氧化反应

C．鱼、虾等能在水中生存，是由于氧气易溶于水

D．物质在氧气中燃烧的反应一定是化合反应

二、填空题

21、欲鉴别空气、氧气、氮气和二氧化碳四瓶无色气体，可先，再。

22、现有A、B、C、D四种物质。

A是无色、无味的气体。

B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种无色有刺激性气味的气体C。

D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。

试判断A、B、C、D各是什么物质，请将答案填在空格内。

（1）A_________，B_________，C_________，D_________。

（2）写出暗紫色固体生成A的化学方程式。

23、过氧化氢溶液常用于实验室制取氧气

①加入药品通常采用“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量MnO2的反应容器中”，优

点是________________________________________________________；

②MnO2可以连续反应使用，理由是____________。

三、探究题

24、如图是空气中氧气体积分数测定的实验装置。

①实验中看到在集气瓶内产生，燃烧停止一段时间后，钟罩内水面约占。

②若实验后发现测定结果与实际值相差较大，可能的原因是

。

③实验中燃烧匙上为什么要放红磷？

。

25、某同学想利用火柴、澄清的石灰水和一只干燥的烧杯，探究干燥的白纸燃烧后的产物有哪些，请你帮助他完成下列实验报告

猜想燃烧后的生成物

实验步骤

实验现象

结论

可能含有

可能含有

26、现有以下仪器，请回答下列问题：

（1）仪器⑤的名称是；取用粉末状固体必须用到的仪器是（填序号）。

（2）如果用加热高锰酸钾的方法制取氧气，制气装置（即反应装置）应选仪器

（填序号）；收集氧气的方法有和。

（3）如果用过氧化氢溶液分解来制取氧气，制气装置（即反应装置）最好选用仪器

（填序号）；其反应的化学方程式为：

。

（4）比较

（2）和（3）两种制取氧气的方法，最好选用方法（3）的原因是。

（5）把上面分解KMnO4制取氧气的仪器装配好后，检验该装置气密性的操作方法为：

。

（6）实验室里用加热高锰酸钾的方法制取氧气，并用排水法收集氧气实验时，待气泡放

出时，不宜立即收集，其原因是；应待时，再收集。

实验结束时应先把导管，后熄灭，原因

是；集满氧气的集气瓶应放在桌上并盖上玻璃片。

1、空气的成分按计算，大约是：

氮气、氧气、稀有气

体、二氧化碳、其他气体和杂质。

2、下列对空气的描述正确的是（）

A空气中二氧化碳气体约占空气的1/5

B木条可以在空气中燃烧，也可以在氮气中燃烧

C在空气的成分中，含有氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体

D清新的空气是纯净物

3、下列气体排入空气中，不污染空气的是（）

A二氧化碳B一氧化碳C二氧化氮D氮气

4、下列关于氮气的用途中，描述错误的是（）

A食品包装时充氮气，以防腐

B灯泡中充氮以延长使用寿命

C医疗上严禁在液氮冷冻麻醉条件下做手术

D氮气是制化肥的重要原料

5、下列说法正确的是（）

A空气中只有氧气和氮气

B空气的主要成分是由二氧化碳和氧气组成的

C空气是一种十分重要的资源

D由于人口的增长，空气中的氧气会越来约少

6、最近我国北方多次出现沙尘暴天气，沙尘暴使空气中增加了大量的（）

A二氧化硫B一氧化碳C二氧化氮D粉尘

7、请把下列五种物质中能使空气受到严重污染，对人类造成很大危害的物质序

号填在横线上。

1汽车排出的尾气；②石油化工厂排出的废气；③植物进行光合作用放出

的气体；④煤燃烧时产生的烟；⑤天然水蒸发形成的水蒸气

8、下列事实说明空气中含有哪些成分？

（根据所学知识）

（1）蜡烛能在空气中燃烧；

（2）空气是制氮肥的原料之一；

（3）澄清的石灰水长期暴露在空气中会变浑浊；

（4）酥脆的饼干在空气中放置一段时间会变软；

9、下列物质属于纯净物的有。

（1）洁净的空气

（2）氮气（3）二氧化碳（4）盐水（5）氦气

（6）五氧化二磷（7）澄清的石灰水（8）石灰石（含有碳酸钙和杂质）

10、试描述水的物理性质：

。

11、某同学利用下图测定空气中氧气的含量，实验操作有如下主要步骤：

1、将燃烧匙伸入广口瓶，并塞上塞子；2、点燃燃烧匙中的红磷；3、先用弹簧夹夹紧乳胶管；4、燃烧完全并冷却后，打开弹簧夹。

正确的操作顺序是（写序号）。

写出以上实验的现象。

导致测量结果偏低的原因有哪些？