第四单元 我们周围的空气 第一节 空气的组成 第1课时 定量认识空气的组成 素养目标 1.认识空气的组成及定量表示方法,并通过测定空气中氧气的含量认识空气的组成 。(物质的多样性) 2.通过认识空气的成分发现史,提高学生的化学科学素养。(物质的多样性) 知识概览 基础主干落实 一、空气的成分(体积分数) 成分 氮气 氧气 氩气 二氧化碳 其他气体 含量% 78% 21% 0.934% 0.038% 0.002% 特别提醒 空气中各成分所占的是体积分数而不是质量分数。 二、空气中氧气含量的测定 1.实验现象为 铜粉由红色变黑色,注射器缩进约气体总体积的1/5 。 2.文字表达式为 铜+氧气氧化铜 。 3.实验结论:氧气约占空气体积的 1/5 。 4.误差分析 误差 因素 影响 测量结 果偏小 ①装置漏气 冷却至室温后,外界空气会进入装置,导致空气体积的变化减小 ②铜粉量不足 不能将装置内的氧气完全消耗 ③加热时间太短 ④没有不断推拉注射器活塞 反应不充分,氧气不能被完全消耗 ⑤未冷却至室温就读数 剩余气体处于受热膨胀状态,压强变化不明显 测量结 果偏大 ⑥实验后小气球未排尽气体 有一部分气体留在气球内,反应后注射器读数偏小,计算出的氧气体积偏大 5.注意事项 ①装置气密性要好;②铜粉的量必须充足;③第二次读数必须等温度降到室温; ④实验中读数前、后气球内应排出空气。 巧思妙记 记忆空气成分口诀 氮七八,氧二一, 零点九三四是氩; 还有零点零三八, 二氧化碳就是它; 体积分数要记清, 莫与质量混一起。 交流讨论 1.“空气中氧气含量的测定”实验中,铜粉的替代品需要满足什么条件 提示:只能与空气中的氧气反应,且生成物为固体。 2.气球的作用是什么 提示:①便于气体流通,使气体与铜粉充分反应; ②缓冲气压防止加热时气体膨胀将橡皮塞冲出。 重点案例探析 考点空气中氧气体积含量的测定 典题(2023秋·东营质检)化学兴趣小组设计了测定空气中氧气含量的两套实验装置,请结合图示回答问题。 【实验一】用装置一测定空气中氧气含量。点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞。待燃烧停止并冷却后,打开止水夹,发现水被吸入集气瓶中,且约占瓶中空气总体积的。 【交流讨论】根据装置一的实验现象,可以得到的结论有 氮气不支持燃烧 、 氧气约占空气总体积的五分之一(答案合理即可) (任答两点,合理即可)。 【实验二】经过向老师请教并查阅资料后,同学们初步了解了红磷燃烧的生成物会污染环境,决定用装置二来进行实验探究。 【反思交流】(1)写出装置二实验过程中硬质玻璃管内的现象: 红色固体变黑色 ,该反应的文字表达式为 铜+氧气氧化铜 ,该装置中气球的作用是 形成密封装置(或平衡装置内外气压,防止橡胶塞飞出,答案合理即可) (答一条)。 (2)利用装置二进行实验,记录数据如下: 盛有铜粉的仪器中空气体积 反应前注射器中空气体积 反复推拉注射器,当气球恢复原状时,停止推拉并熄灭酒精灯。观察注射器中气体体积 20 mL 14 mL 8 mL 分析数据,实验测得空气中氧气的体积分数是 17.6% (结果保留到一位小数),实验测得的结果出现偏差的原因可能是 铜粉不足(或装置漏气等,答案合理即可) (答一条)。 【拓展提升】查阅资料:镁+氧气氧化镁;镁+氮气氮化镁,根据提供的资料回答下列问题,请问镁条能否用来代替红磷测定空气中氧气的含量 不能 (填“能”或“不能”),原因是 镁燃烧同时消耗氧气和氮气 。 方法点拨 空气中氧气含量的测定实验 测定空气中氧气含量的装置虽然不同,但解题方法相同,需要明确以下两点: 1.选择试剂应满足的条件:(1)在空气中加热时只与空气中的氧气反应(铜粉或红磷等)。(2)该物质反应后生成物为固体。 2.实验成功的关键:(1)试剂:反应物要足量。 (2)装置:气密性要好。(3)操作:(顺序)要规范。 课堂达标反馈 1.[空气中氧气体积含量的 ... ...
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