課題1 空氣

課時：40分鐘

重點：

（1）空氣成分的探究實驗

（2）空氣中各成分的用途

（3）保護空氣

（4）過程與方法：通過白磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗，培養學生用實驗的方法對科學問題進行探究的能力。

難點：學生自主設計實驗，探究空氣中O2的體積分數。

一、空氣的組成

人類每時每刻都離不開空氣，沒有空氣就沒有生命，也沒有生機勃勃的地球。既然空氣如此重要，它是一種成分組成，還是多種成分組成的呢？

在古時的中國和希臘，科學家都認為空氣是組成世界的一種基本物質，但這種看法是對的嗎?随着科學水平的發展，這中思想逐漸受到了質疑，直到二百多年前，法國化學家拉瓦錫用定量方法研究了空氣的成分。

他把少量汞放在密閉容器中加熱12天，發現部分汞變成紅色粉末，同時，空氣體積減少了1/5左右。通過對剩餘氣體的研究，他發現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完全相同。

通過實驗，拉瓦錫得出了空氣由氧氣和氮氣組成，氧氣占其中的1/5。在測定中，裝置中剩餘的氣體約占空氣體積的4/5，該實驗從另一方面說明這些氣體具有的性質是不能燃燒或不能支持燃燒。

實驗：用實驗測定空氣中氧氣的含量

1、實驗原理：空氣是由氧氣和氮氣等多種氣體組成的，為了測定空氣中氧氣的體積分數，可以選擇某種能與氧氣反應而不與空氣中其他氣體反應的固體物質，利用氧氣與該物質反應後生成固體物質，使密閉容器中氣體體積減小，氣體壓強減小，引起水面發生變化，從而确定氧氣的體積分數。

紅磷 氧氣→五氧化二磷

2、實驗現象:

（1）紅磷燃燒産生白煙，

（2）燒杯中的水沿導氣管進入集氣瓶裡，進入瓶中水的體積約占瓶内空間1/5。

3、實驗成功的關鍵：

（1）不能用木炭代替紅磷燃燒作上述實驗

（2）進入瓶中水的體積一般小于瓶内空間的1/5的可能原因是

①紅磷量不足 ②氣密性不好，使外界空氣進入瓶内 ③未冷卻至室溫

19世紀前，人們認為空氣中僅有氮氣與氧氣。後來人們陸續在空氣中發現了二氧化碳，水蒸氣和一些稀有氣體。目前，人們已能精确測量空氣成分。

二、空氣是一種寶貴的資源

前面我們知道，空氣主要是由氧氣、氮氣等多種氣體混合而成，空氣的各種成分作為原料廣泛用于生産化肥、化工産品、煉鋼、石油加工、運輸等領域，是人類生産活動的重要資源。

1、氧氣：通常用于醫療急救、燃料助燃、煉鋼、氣焊、宇航事業等

2、氮氣：制造硝酸和氮肥、由于氮氣不活潑用作保護氣體。燈泡充氮延長壽命、食品充氮防腐、醫療利用液氮冷凍麻醉、超導材料在液氮低溫下顯示超導性能等。

3、稀有氣體：包含氦、氖、氩、氪、氙、氡，在空氣中所占比重較小，但是一類很重要的氣體。它們無色、無味、化學性質很不活潑。稀有氣體通電情況下發出不同顔色的光，可制成多種用途的光源，如航标燈、強照明燈、霓虹燈。氦氣可用于制造低溫環境。

三、保護氣體

潔淨的空氣對于人類和其他動植物都很重要。但是随着工業的發展，排放到空氣中的有害氣體和煙塵對空氣造成了嚴重的污染，被污染的空氣會影響人的健康，影響作物的生長，破壞生态平衡。全球變暖臭氧層破壞、酸雨等都與空氣污染有關。

為了是天空更藍，我們要積極行動起來，改善環境狀況。比如植樹造林、使用清潔能源、種草等措施。

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