人類賴以生存的空氣 第1課時 同步教案 初中化學滬教版（上海）九年級第一學期（2022-2023學年）

2.1人類賴以生存的空氣第1課時

⑥教學目標

1.了解空氣的組成

2.掌握空氣中氧氣體積分數(shù)測定的實驗（拉瓦錫的實驗、紅磷燃燒的實驗）

3.掌握氮氣的性質(zhì)和用途

4.了解稀有氣體及其性質(zhì)和用途

5.認識到我們需要潔凈的空氣

⑥教學重難1

1.空氣的組成

2.空氣中氧氣體積分數(shù)的測定

羸教學過程

一、空氣的組成

1.大氣圈的構(gòu)造

對流層：形成各種天氣現(xiàn)象

平流層：臭氧層（能吸收紫外線）

中間層、電離層、外層

【練一練】

1.雷雨天氣主要出現(xiàn)在大氣圈的（）

A.中間層B.對流層C.平流層D.外層

【答案】B

2.空氣的成份

按分數(shù)計算：氮氣—、氧氣、稀有氣體、二氧化碳.

其他成分1°

其他氣體和雜質(zhì)一0.03%

答案：體積、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)一0.03%

【練一練】

1.大氣中含有多種氣體，按體積計算，含量最多的氣體是（）

A.氧B.氮氣C.二氧化碳D.稀有氣體

【答案】B

2.下列關(guān)于空氣的說法中正確的是（）

A.按質(zhì)量計算，空氣中含有氮氣約有78%,氧氣21%

B.空氣中的CO?、CH4等氣體濃度增大，可造成氣溫升高

C.空氣中只有氧氣、氮氣與人類的生存發(fā)展密切相關(guān)

D.空氣質(zhì)量報告中所列的空氣質(zhì)量級別數(shù)目越大，空氣質(zhì)量越好

【答案】B

3.空氣是由多種成分組成的,空氣的成分按計算，大約是：氮氣

,氧氣,稀有氣體,二氧化碳,其他氣體和雜質(zhì)

思路解析：本題考查基礎知識。適合預習后進行自我測試。

【答案】混合物、體積分數(shù)、占78%、占21%、占0.94%、占0.03%、占0.03%

4.空氣中各成分所占的體積由大到小的順序是（）

①氧氣②氮氣③二氧化碳④稀有氣體

A.①，②汲射B.②＞①＞（!）＞（§）

C.②〉①，③〉④D.①〉③>3④

思路解析：本題考查空氣的基本組成。

【答案】B

二、空氣中氧氣含量測定的實驗

1.拉瓦錫的曲頸甑實驗

200多年前法國科學家拉瓦錫用定量試驗的方法測定了空氣成分。

他把少量汞放在密閉容器中加熱12天，發(fā)現(xiàn)部分汞變成紅色粉末，同時，空氣體積減少了1/5左右。通過

對剩余氣體的研究，他發(fā)現(xiàn)這部分氣體不能供給呼吸，也不助燃，他誤認為這全部是氮氣。

拉瓦錫又把加熱生成的紅色粉末收集起來，放在另一個較小的容器中再加熱，得到汞和氧氣，且氧氣體積

恰好等于密閉容器中減少的空氣體積。他把得到的氧氣導入前一個容器，所得氣體和空氣性質(zhì)完全相同。

討論：拉瓦錫實驗的原理是什么？

答案：汞+氧氣盧。氧化汞

通過實驗，拉瓦錫得出了空氣是由____________組成，氧氣占0在測定中，裝置中剩余

的氣體約占空氣體積的4/5,該實驗從另一方面說明該氣體具有的性質(zhì)是

【答案】氧氣和氮氣組成，氧氣占其中的1/5。不能燃燒或不能支持燃燒。

19世紀前，人們認為空氣中僅有氮氣與氧氣。后來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些稀有氣體。目前，人們已能精確測量空

氣成分。

【練一練】

1.二百多年前，法國化學家拉瓦錫通過實驗得出了空氣是由___________和組成的，其

中約占空氣總體積的1/5,約占空氣總體積的4/5。

思路解析：本題考查化學史和空氣的基本組成常識。

【答案】氮氣氧氣氧氣氮氣

2.人類對空氣是一種怎樣的物質(zhì)進行了長期和艱難的探索，許多的探索者都提出過他們的觀點。較早通

過實驗研究得出“空氣是由氧氣和氮氣組成的”這一結(jié)論的科學家是()

A.普利斯特里B.舍勒C.侯德榜D.拉瓦錫

思路解析：本題考查化學史。

【答案】D

2.空氣中氧氣體積分數(shù)的測定：在集氣瓶中用點燃紅磷的方法測定

學生活動：觀看“空氣中氧氣含量的測定”視頻

(1)實驗裝置圖：

(2)實驗操作

①在集氣瓶內(nèi)要加少量水，并做上記號。

②連接裝置：在集氣瓶口連接一個雙孔膠塞，一孔插燃燒匙，另一孔插導管，并配上彈簧夾。

③檢查氣密性：把導管的一端放入水中，用手緊握集氣瓶外壁，如果在導管口有氣泡冒出，則證明

答案：氣密性良好

④點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入集氣瓶中，并把塞子塞緊。

⑤待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾。

(2)觀看視頻

(3)回答下列問題

a.記錄實驗現(xiàn)象：______________________________________________________________

b.反應的文字表達式：_________________________________________________________

c.反應原理是什么：

d.實驗結(jié)論：____________________________________________

【答案】a.紅磷劇烈燃燒，黃色火焰，放熱，有大量白煙產(chǎn)生；待集氣瓶冷卻后，打開止水夾，集氣瓶

內(nèi)液面上升約1/5體積。

b.磷（P）+氧氣（Ch）五氧化二磷（P2O5）

c.在一個密閉的容器中，用一種足量的易燃的物質(zhì)（如：紅磷或白磷）與容器中的氧氣反應，生成一種

固體，燃燒停止，溫度降到室溫時，瓶內(nèi)氣壓減小，如果將其打開與外界相連且一端伸入盛水燒杯中導

管上的止水夾，燒杯中的水在大氣壓強的作用下，流入密閉容器內(nèi)，進入的水的體積，填補消耗掉的氧

氣的體積。

d.空氣中氧氣的體積分數(shù)約占空氣體積的1/5。

（4）思考與討論

【思考1】集氣瓶內(nèi)水位為什么只能上升到一定高度？

【答案】集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗完后，剩余的氣體不可然不助燃，也不易溶于水，瓶內(nèi)壓強不再減小，所以

水位上升到一定程度就不再上升。

【思考2】集氣瓶內(nèi)剩下的是什么氣體？該實驗可推出剩余氣體具有什么性質(zhì)？

【答案】集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，不可燃不助燃，難溶于水。

【思考3】做測定氧氣體積分數(shù)的實驗時選用的固體一般應具備的條件？

【答案】①能在空氣中燃燒②不與其它氣體反應，只與氧氣反應③與氧氣反應后生成物是固體

（5）實驗時的注意事項總結(jié)

答案：①點燃紅磷前要檢查裝置的氣密性

②紅磷要過量（或足量）

③點燃紅磷前要夾緊止水夾

④當燃燒停止，溫度接近室溫時再打開止水夾

⑤不能用碳、硫、蠟燭來代替紅磷，因為它們?nèi)紵蠖加袣怏w生成。使瓶內(nèi)氣體的體積幾乎沒有變化，瓶

內(nèi)外氣壓差很小，水不能進入或進入的水很少，但如果在瓶內(nèi)先放入能與生成氣體反應的物質(zhì)除去該氣

體，也能用碳、硫、蠟燭等代替紅磷

⑥不能用鎂代替紅磷，因鎂也能與氮氣、二氧化碳反應，使測得的氧氣體積比實際偏大

(5)對做完實驗后水量的分析

I.吸入瓶內(nèi)的水不足1/5的原因有哪些？

答案：①紅磷不足，消耗太少。②氣密性不好。③裝置沒有冷卻到室溫就打開了止水夾

n.吸入瓶內(nèi)的水大于1/5的原因分析

答案：

①燃的紅磷插入集氣瓶時趕跑了瓶內(nèi)的一部分空氣

②點燃紅磷前未夾緊止水夾，使瓶內(nèi)的空氣沿導管跑出

③能選用了能與氮氣反應的物質(zhì)，如：鎂等。

(6)實驗結(jié)論：

答案：本實驗的結(jié)論是說明空氣不是單一的物質(zhì)；氧氣約占空氣總體積的1/5。

(7)實驗結(jié)論延伸

該實驗除證明空氣中02的體積量約為空氣體積的1/5外，還可得到以下結(jié)論。

答案：①氮氣體積含量約占空氣體積的4/5：空氣主要由02和N2組成，因為實驗測得空氣中的02約占空

氣體積的1/5,則剩余氣體體積基本為N2。

②氮氣不支持紅磷燃燒：紅磷在瓶內(nèi)燃燒消耗大部分。2后熄滅，剩下的N2并不能支持紅磷繼續(xù)燃燒。

③氮氣本身也不能燃燒：燃著的紅磷伸入瓶中，若N2也能燃燒，則可能出現(xiàn)瓶內(nèi)的水上升超過1/5。

④氮氣不易溶于水：實驗中紅磷開始燃燒時，瓶內(nèi)壓強增大，實驗結(jié)束后瓶內(nèi)壓強降低，水被吸入瓶內(nèi)。

這中間，N2都充分與水接觸，若N2易溶于水，則瓶內(nèi)的水的上升可能超過1/5。

【練一練】

1.用右圖的裝置來測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

(2)實驗中觀察到的現(xiàn)象是,同時水進入廣口瓶，水的體積約占廣口瓶容積的

(3)如果實驗步驟是：①先用夾子夾緊橡皮管；②點燃燃燒匙內(nèi)的固體物質(zhì)；③將燃燒匙插入廣口瓶，

并塞緊橡皮塞；④燃燒完畢后，打開橡皮管上的夾子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測定的氧氣體積分數(shù)低于21%。問：這

可能是由哪幾種原因引起的？

思路解析：該實驗的原理是利用紅磷在密閉容器中燃燒，消耗氧氣，生成五氧化二磷固體，而無氣體生

成，同時壓強減小，可通過倒流入廣口瓶內(nèi)的水的體積來確定空氣中氧氣的體積分數(shù)。

【答案】(1)紅磷⑵廣口瓶內(nèi)產(chǎn)生大量白煙、1/5(或21%)(3)①紅磷用少了，瓶內(nèi)氧氣沒有反應完；②裝

置漏氣，瓶外的空氣進入瓶內(nèi)；③瓶內(nèi)未冷卻到室溫使壓強變大。

2.某容器所盛的空氣里含有氧氣10g,則此容器所盛的空氣是50g。這句話是否正確?若不正確請改正。

思路解析：已知氧氣的質(zhì)量求空氣的質(zhì)量必須借助密度和體積。錯解的原因是，利用氧氣的體積約占空氣

體積的1/5,則有空氣的體積=1OL+1/5=5OL。誤認為空氣成分按質(zhì)量劃分。

【答案】不正確。應改為某容器所盛的空氣里含有氧氣10L,則此容器所盛的空氣是50L。

3.下圖是實驗驗證空氣中氧氣含量的裝置。紅磷與氧氣反應后生成固體五氧化二磷，該固體極易溶于水，

而木炭與氧氣反應后生成氣體二氧化碳，該氣體在水中溶解性不大。下圖為兩個同學設計的測定空氣中氧

(1)圖I實驗時，燃燒匙里為什么要盛過量的紅磷？

(2)圖I實驗除了可以得出氧氣約占空氣體積1/5的結(jié)論外，還可以得出有關(guān)氮氣性質(zhì)的哪些結(jié)論？

(3)圖II裝置燃燒匙中放點燃的木炭，可以得到氧氣約占空氣體積1/5的結(jié)論嗎？為什么？

思路解析：紅磷燃燒，消耗了空氣中的氧氣，只剩下氮氣和惰性氣體等，因為氮氣和惰性氣體不支持燃

燒，也不溶于水。氧氣約占空氣成分的20%,故氣體剩余的約占80%。

【答案】（1）紅磷過量，才能把氧氣消耗完全。（2）氮氣不支持燃燒，也不溶于水。

（3）不可以；因為碳燃燒產(chǎn)生二氧化碳氣體或一氧化碳，氣體體積沒有減少，無法判斷氧氣的量。

3.空氣中氧氣含量測定的其他拓展裝置（老師根據(jù)學生情況，這部分內(nèi)容可刪減）

裝置實驗操作評價

用凸透鏡將太陽光聚焦到白磷，使

白磷燃燒，一段時間后，白磷燃原方法操作時，燃

燒。著的磷伸入瓶內(nèi)的

燃燒完畢，待冷卻至室溫，打開彈一瞬間，瓶內(nèi)的空

簧夾，燒杯中的水倒吸進入瓶內(nèi)。氣膨脹，總會有一

閉合電源開關(guān)，電阻絲發(fā)熱，溫度部份空氣會排出，

達到40℃時白磷燃燒，產(chǎn)生大量白那排出的部份的4/5

煙。

的（N2）也當成了02

足量白磷

裝置冷卻后，由于左側(cè)中氧氣被消被“測定”了。

電阻絲

耗，氣體壓強減小，水會在左側(cè)中

水

上升，且上升到1刻度處。

在一封閉的試管內(nèi)放一顆白磷，用此法在不透氣的情

酒精燈微微加熱白磷，白磷燃燒，況下進行，幾乎可

有大量白煙生成，注射器被推向外以完全防止漏氣。

側(cè)（右側(cè)）。用注射器的刻度代

待裝置冷卻，注射器逐漸向內(nèi)側(cè)替了“水”的體積，

（左側(cè)）移動，根據(jù)注射器停止時設計思路上的創(chuàng)

的位置，確定空氣中氧氣的體積。新。

此法在不透氣的情

在一端封閉的粗玻璃管內(nèi)放一顆白

況下進行，幾乎可

磷，用膠塞塞住，并推入到玻璃管

以完全防止漏氣。

中部，記下位置。

熱量來源新穎。用

用酒精燈微微加熱白磷，白磷燃

刻度代替了“水”的

燒，有大量白煙生成，膠塞被推向

體積，設計思路上

外側(cè)（右側(cè)）。

的創(chuàng)新。

待裝置冷卻，膠塞逐漸向內(nèi)側(cè)（左

推入時，須在膠塞

側(cè)）移動，根據(jù)膠塞停止時的位

上插一根注射器針

置，確定空氣中氧氣的體積。

頭，以便排出氣

體，待膠塞推到合

適位置時，拔出針

頭即可。

玻璃管不宜太短，

太短，加熱時膠塞

會被推出管外。

此法在不透氣的情

在一個耐熱活塞的底部放一小塊況下進行，幾乎可

（足量）白磷，然后迅速將活塞下以完全防止漏氣。

*

壓，使空氣內(nèi)能增大，溫度達到熱量來源新穎，符

合低碳.綠色化學

40℃o

1白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，冷卻至的理念。用注射器

1原來溫度時，松開手，活塞最終將的刻度代替了“水”

回到刻度4處。的體積，設計思路

上的創(chuàng)新。

將燃著的紅磷迅速插入集氣瓶內(nèi)，

用注射器的刻度代

紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙。

替了“水”的體積，

待紅磷熄滅并冷卻后，根據(jù)注射器

設計思路上的創(chuàng)

J1停止時的位置，確定空氣中氧氣的

新，操作簡單。

體積。

推動注射器活塞，

在一玻璃管的兩端，通過橡皮塞裝空氣可以通過裝銅

上兩只注射器，玻璃管內(nèi)裝幾團細絲的玻璃管在兩只

的銅絲，把一個注射器內(nèi)的空氣體注射器間來回傳

積調(diào)到50mL的位置，另一只注射器送，不會泄漏，且

1銅絲不留空氣加熱玻璃管的銅絲部位。反應充分（氧氣消

1''1j=e&=LLlLL_|=O

ffl"加熱待銅絲被灼熱后，把注射管緩慢地耗徹底）。

以2?3次/分的速度左右推動。做該實驗時，要注

大約3?4min之后停止加熱。待玻意注射器不宜太

璃管冷卻至室溫后，注射器內(nèi)空氣小，太小體積變化

減少。不大，現(xiàn)象不明

顯。

鐘罩下方敞口，氣

用鐘罩代替集氣瓶進行實驗，將燃著體受熱膨脹時，可

的紅磷迅速插入鐘罩內(nèi)，紅磷燃燒，將水壓出一部分從

產(chǎn)生大量白煙。產(chǎn)生減壓作用，減

一紅碳

3待紅磷熄滅并冷卻后，鐘罩內(nèi)水面上少了氣體泄漏的可

升約處。能，準確性比原實

二二三三——水1/5

:::

驗方案高。

【練一練】

1.小偉同學在探究空氣組成實驗時做了下面的實驗，在注射器內(nèi)放入石棉并在上面放一塊白磷（常溫下白

磷可以自燃），然后，把注射器活塞推至如圖所示位置，再把注射器的注入端密封，放在盛有熱水的燒杯

上進行實驗試回答：

①驗過程中可觀察到的現(xiàn)象.

②此實驗可以得出的結(jié)論是_____________________________________

【答案】①白麟燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出大量熱，活塞先右移，冷卻至室溫后活塞左移至大約刻度4處

②氧氣約占空氣總體積的五分之一

2.小麗同學想用如圖所示的裝置探究空氣中氧氣的含量。請你參與探究：

（1）將兩只燃燒匙內(nèi)放入過量的木炭和紅磷；

（2）分別用酒精燈點燃木炭和紅磷，將燃燒匙迅速放入集氣瓶內(nèi)，并塞緊橡膠塞；紅磷燃燒觀察到有

產(chǎn)生，反應的化學方程式：.

（3）待完全冷卻后打開兩側(cè)止水夾.觀察到右側(cè)集氣瓶幾乎無水進入，而左側(cè)集氣瓶進水量約為

結(jié)論解釋：右側(cè)集氣瓶中水不能進入的原因是

【答案】（2）大量白煙生成，4P+5Q點燃＞2月。5（3）集氣瓶容積的1/5、消耗氧氣的體積等于產(chǎn)生

二氧化碳的體積，使得氣體總體積沒變，壓強不變，水不能進入

三、氮氣的性質(zhì)及用途

1.氮氣的性質(zhì)和用途

（1）物理性質(zhì)：.

答案：無色、無味的氣體，不易溶于水，密度比空氣略小。

（2）化學性質(zhì)：,一定條件下，氮氣可以和某些物質(zhì)反應，例

如：合成氨、制氮肥、生物固氮等。

答案：不活潑，一般情況下不能支持燃燒，不供給呼吸，較難與其他物質(zhì)反應，

2.氮氣的性質(zhì)和用途

（1）制硝酸和化肥的重要原料；

（2）用作保護氣，如焊接金屬時常用氮氣作保護氣、燈泡中充氮氣以延長使用壽命、食品包裝時充氮氣

用來防腐；

（3）醫(yī)療上用液氮治療一些皮膚病和在液氮冷凍麻醉條件下做手術(shù)；

（4）超導材料在液氮的低溫環(huán)境下能顯示超導性能。

【練一練】

1.空氣是人類寶貴的自然資源，下列說法是與但其化學性質(zhì)有關(guān)的是（）

A.潔凈的空氣是純凈物

B.空氣中的氮氣可以做燈泡的填充氣、糧食瓜果的保護氣等

C.分離液態(tài)空氣得到氧氣和氮氣的過程中發(fā)生了化學反應

D.新鮮空氣中不含二氧化碳

【答案】B

2.空氣成分中體積分數(shù)含量最高的是是（）

A.氮氣B.氫氣C.二氧化碳D.稀有氣體

【答案】A

3.學習科學知識可以用來辨別“真”、“偽”，通過分析下列敘述屬于“真”的是（）

A.綠色食品是不含任何化學物質(zhì)的食品

B.為延長燈泡的使用壽命，可在燈泡中充入氮氣

C.某氣體能使燃著的木條熄滅，該氣體是二氧化碳

D.稀有氣體化學性質(zhì)極不活潑，不能與任何物質(zhì)發(fā)生反應

【答案】B

四、稀有氣體的性質(zhì)及用途

1.稀有氣體的性質(zhì)和用途

（1）稀有氣體是等氣體的總稱。

答案：氨、窟、氨、氯、M

（2）物理性質(zhì)：稀有氣體都是顏色、氣味的氣體，溶于水。

答案：沒有，沒有，難

（3）化學性質(zhì)：極不活潑，過去稱為惰性氣體，但現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有些稀有氣體在一定條件下也能與某些

物質(zhì)發(fā)生化學反應，生成其他物質(zhì)。

2.廣泛用途

（1）保護氣，如焊接金屬時用稀有氣體來隔絕空氣，燈泡中充入稀有氣體以使燈泡耐用；

（2）電光源，稀有氣體在通電時能發(fā)出不同顏色的光；

（3）用于激光技術(shù)；

（4）氯氣可作冷卻劑；

（5）債氣可作麻醉劑。

【補充】燈管里充入氨氣，通電時發(fā)出藍紫色的光；充入氨氣發(fā)出粉紅色光；充入鏡氣發(fā)出紅光，這種光

能穿透濃霧，可作航標燈；在石英玻璃管里充入管氣的敬燈，通電時能發(fā)出比熒光燈強幾萬倍的強光，因

此被叫做“人造小太陽

【練一練】

1.屬于稀有氣體的是（)

A.氫氣B.氨氣C.氮氣D.氯氣

【答案】B

2.電工使用的“電筆”內(nèi)充有一種氣體，此氣體是（）

A.氧氣B.氮氣C.速氣D.氫氣

【答案】C

3.、、、、等氣體總稱為稀有氣體。它們一般其他物質(zhì)發(fā)

生化學反應。人們利用這種性質(zhì)，在一些工業(yè)生產(chǎn)中，常把它們用作。稀有氣體在通電時

會發(fā)出__________,因此它們在_____________中有特殊的應用。

思路解析：本題考查惰性氣體的性質(zhì)及用途。

【答案】氮短氤氟氤不與保護氣不同顏色的光燈具制造業(yè)

五、我們需要潔凈的空氣

1.目前計入空氣污染指數(shù)的項目為：

答案：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、吸入顆粒物和臭氧。

2.臭氧空洞、酸雨和溫室效應是人類所面臨的三大環(huán)境問題

其中造成溫室效應是因為人類活動的加劇，從而向環(huán)境排放了大量的二氧化碳.溫室效應產(chǎn)生的原因是

由于空氣中二氧化碳（還包括甲烷）含量的增加，使得熱量散失能力減弱；臭氧空洞是由于臭氧層被

氮的氧化物和氟利昂等破壞造成的。

【練一練】

1.下列不會造成空氣污染的是（）

A.煤燃燒時產(chǎn)生的煙B.汽車排放的尾氣

C.化工廠排放的廢氣D.人和動物呼出的二氧化碳

【答案】D

2.目前我國對城市空氣質(zhì)量監(jiān)測項目中，一般不考慮的是（）

A.二氧化碳B.氮氧化物C.硫氧化物D.可吸入顆粒物

【答案】A

3.隨著工業(yè)的發(fā)展，排放到空氣中的和對空氣造成了污染，“溫室效應”“酸

雨”“臭氧層空洞”等都是空氣污染引發(fā)的環(huán)境問題。

思路解析：空氣中的污染物主要是二氧化硫等有害氣體和灰塵等顆粒狀物質(zhì)。

【答案】有害氣體、煙塵

4.有五種物質(zhì)，其中能對空氣造成污染的是（）

①汽車排出尾氣形成的煙霧②石油化工廠排出的廢氣③天然水蒸發(fā)成水蒸氣

④植物光合作用放出的氣體⑤煤燃燒產(chǎn)生的煙塵

A.②④B.①②⑤C.⑧⑤D.①③④

思路解析：汽車排出的煙霧中含有一氧化碳等有毒氣體；石油化工廠排出的廢氣中含有一氧化氮、二氧化

氮、二氧化硫等有害物質(zhì)；煤燃燒時產(chǎn)生了煙塵和二氧化硫等有害氣體，它們都能造成空氣的污

染。而天然水蒸發(fā)成水蒸氣并沒有產(chǎn)生有害物質(zhì)；綠色植物進行光合作用放出的氣體是氧氣，是人類和

其他生物生存所必需的物質(zhì)。二者均不會污染空氣。

【答案】B

課堂檢測

知識點1：空氣的組成

【例1】下列現(xiàn)象與空氣中何種成分有關(guān)，請寫出相關(guān)物質(zhì)的名稱：

A,酥脆的餅干在空氣中變軟

B.澄清的石灰水長期敞口在空氣中表面有一層白膜

C.火柴在空氣中能夠燃燒

D.空氣作為氮肥的原料

【難度】★

【答案】A水B二氧化碳C氧氣D氮氣

變式1：鐵暴露在空氣中會生銹。不知你注意了沒有，將蘋果切開不久，果肉上就會產(chǎn)生一層咖啡色的物

質(zhì)，也好象是生了“銹”一樣。某化學活動小組對此進行了探究。

【提出問題】切開的蘋果“生銹”與什么因素有關(guān)？

【猜想與假設】

猜想①：可能與空氣沒有關(guān)系，只是果肉內(nèi)的物質(zhì)自身相互反應而“生銹”。

猜想②：可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氧氣作用而“生銹”；

猜想③：可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氮氣作用而“生銹”；

猜想④：可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的二氧化碳作用而“生銹”；

猜想⑤：可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的氧氣作用而“生銹”，并且蘋果“生銹”的速度還可能與溫度有關(guān)。

【收集證據(jù)】

（一）查閱有關(guān)資料：已知蘋果"生銹”是果肉里的物質(zhì)（酚和酶）與空氣中的一種物質(zhì)發(fā)生反應，生成咖

啡色的物質(zhì)。

（二）實驗探究：針對上面的猜想①至猜想⑤，化學活動小組依次設計了實驗方案，進行了實驗驗證，并

依次觀察到下列實驗現(xiàn)象。請你將他們設計的可行的實驗探究方案，填寫在下表中

猜想可行的實驗方案觀察到的實驗現(xiàn)象

猜想①將一小塊果肉浸入盛有蒸儲水的燒杯中，觀察現(xiàn)果肉表面不變色

象。

猜想②果肉表面變色。

猜想③果肉表面不變色。

猜想④果肉表面不變色。

猜想⑤溫度高的先變色

【得出結(jié)論］________________________

【反思與評價】（1）在2⑤四種猜想中，你認為猜想填代號）最不合理，理由是

（2）在驗證猜想①時，同學們發(fā)現(xiàn)，如果水不與空氣隔絕，果肉放在水中時間長了也會變色，其可能的

原因是。

【應用】根據(jù)上述結(jié)論，要防止果汁變質(zhì)，果品加工廠加工和保存果汁時可采取的措施是

【難度】★★

【答案】

【收集證據(jù)】

猜想可行的實驗方案

猜想②將一小塊切開的蘋果放入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象。

猜想③將切開的蘋果放入盛有氮氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象。

猜想④將切開的蘋果放入盛有二氧化碳的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象

猜想⑤各取一小塊蘋果分別放入兩支集滿氧氣的試管中，將其中一支

試管放入熱水中，觀察兩試管中蘋果的變色速度

【得出結(jié)論】是果肉中的成分與氧氣作用的結(jié)果，“生銹”的速度與溫度有關(guān)，溫度越高，果肉變色速度越

快。

【反思與評價】

(1)③氮氣化學性質(zhì)很穩(wěn)定，通常不與其它物質(zhì)反應。

(2)水中溶解了氧氣

【應用】將水果在隔絕空氣的條件下加工，采用真空包裝并低溫保存。

變式2：小明同學發(fā)現(xiàn)銅制的眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色的物質(zhì)，通過化學學習知識了該物質(zhì)為銅綠，主要成

分是CM2(OH)2CO3

提出問題：銅是在什么條件下銹蝕的？

猜想：根據(jù)銅綠的化學式，小明猜想銅生銹可能是銅與空氣中的,共同作用的結(jié)果。

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設計與實驗：小明通過實驗對銅片銹蝕的條件進行了探究，如上圖所示。實驗進行較長時間后，發(fā)現(xiàn)

試管中光亮的銅片生銹。

思考：其余三支試管中銅片不生銹的原因分別是：

(1)O

(2)o

(3)o

小結(jié)：銅片銹蝕的條件是銅與空氣中的長期接觸。

【難度】★★

【答案】猜想：氧氣、二氧化碳、水

【解析】猜想不是憑空想象出來的，必須有事實和理論的支持，通過對。與（04）2。。3的化學式分析，結(jié)

合質(zhì)量守恒定律，可知銅的生銹過程中一定有含碳元素的物質(zhì)參與反應，再結(jié)合鐵的生銹過程，從而得知

銅生銹是銅與空氣中的水、氧氣、二氧化碳共同作用的結(jié)果，所以B試管中由于反應物同時具備，因此里

面的銅片會逐漸生銹。而另三支試管中由于反應物不全，所以里面的銅片依舊光亮。

【方法提煉】解答此類問題時，掌握和識記空氣中各種成分是關(guān)鍵，尤其能夠熟悉掌握各種成分的性質(zhì)和

作用。

知識點2：空氣中氧氣含量的測定

【例1】小軍根據(jù)燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗原理，認為可用木炭替代紅磷測定。

空氣中氧氣的含量，并按圖所示裝置進行實驗。

（1）依據(jù)的實驗原理是o

小軍檢查裝置氣密性后，將盛有足量紅熱木炭的燃燒匙迅速伸入廣口瓶中，并把塞子塞緊，待紅熱的木炭

熄滅并冷卻至室溫后，就打開彈簧夾，并未發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象。經(jīng)過認真分析，小軍發(fā)現(xiàn)實驗失敗的原因是

（答一條）。

（2）小軍反思上述實驗的探究過程后認為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的實驗時，在藥品的選擇和生

成物的要求上應考慮是（答一條）o

【難度】★★

【答案】（1）木炭在空氣中燃燒消耗空氣中的氧氣；木炭在空氣中燃燒雖然消耗了空氣中的氧氣，但生成了

二氧化碳氣體，致使廣口瓶內(nèi)氣體壓強未減小。（2）藥品要能在空氣中燃燒，燃燒時只消耗氧氣（或生

成物不能是氣體）

變式1：誤差分辨型

如圖裝置測定空氣里氧氣的含量。先用彈簧夾夾住乳膠管。點燃紅磷伸入瓶中并塞上瓶塞。待紅磷熄滅并

冷卻后，打開彈簧夾，觀察廣口瓶內(nèi)水面變化情況。實驗完畢，甲同學的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯小于瓶內(nèi)

空氣體積的1/5,乙同學的廣口瓶內(nèi)水面上升顯大于瓶內(nèi)空氣體積的1/5。下列對這兩種現(xiàn)象解釋合理的是

（）

①甲同學可能使用的紅磷量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有消耗完

②甲同學可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時外界空氣進入瓶內(nèi)

③乙同學可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內(nèi)空氣受熱從導管逸出

④乙同學可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內(nèi)空氣受熱逸出

A.有①③B.有②④C.有①②③D.②③④

【難度】★

【答案】D

【解析】探究空氣中氧氣的含量的實驗誤差分析，要根據(jù)實驗原理進行推斷，關(guān)鍵看操作的結(jié)果是導致密

閉體系內(nèi)氣體的壓強變大還是減小。甲同學的實驗結(jié)果比實際偏低，原因可能有：（1）紅磷量不足，瓶

內(nèi)氧氣沒有耗完；（2）未塞緊瓶塞，外界空氣進入瓶內(nèi)；（3）未冷卻到室溫就打開彈簧夾；乙同學的實

驗結(jié)果比實際偏高，原因可能是廣口瓶內(nèi)的部分空氣受熱逸出，致使廣口瓶內(nèi)氣體的體積減小更多。

變式2：創(chuàng)新裝置

為測定空氣中氧氣的含量，小華同學打算設計如下方案：

選用實際容積為40mL的試管作反應容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過導管與實

際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如右圖的實驗裝置。

假設此實驗能按照小華的設想正常進行，且白磷所占體積與導管內(nèi)的氣體體積忽略不計，請回答

下列問題: