第1章 第2节 第2课时 教学课件

第1章开启化学之门第2节化学研究些什么第1章开启化学之门第2课时1.能用实验事实说明空气是混合物。2.了解空气中的主要成分在生产、生活中的用途。3.初步理解混合物和纯净物的含义，并能举例说明。4.知道空气中氧气含量的测定方法。5.在活动与探究中，初步学会“观察”的基本方法。学习目标自主探究二、化学研究物质的组成和结构空气看不见，也摸不着，但实实在在存在着。你能证明它的存在吗？你知道空气中含有哪些物质吗？答：1.把杯子倒扣在水中,水无法进入杯子,证明杯子中的空气存在。2.拿个塑料袋开口向风,然后捏紧开口,鼓起塑料袋里面就是空气。空气中含有氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体等。1.空气中氧气含量的测定实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。实验用品：集气瓶、燃烧匙、酒精灯、导管、烧杯、止水夹、胶管、橡皮塞、火柴、红磷、水。实验装置：如图所示。实验步骤：（1）连接装置；（2）检查装置的气密性；（3）塞好橡皮塞后，将集气瓶的容积划分为5等份，并加以标记；（4）用止水夹夹紧胶管，将燃烧匙内装满红磷；（5）在酒精灯上点燃红磷后，迅速伸入集气瓶内并把橡皮塞塞紧，观察现象；（6）燃烧结束冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，观察现象。实验现象：红磷在集气瓶内燃烧，产生黄色火焰，放出大量热，生成大量白烟。冷却后，打开止水夹，烧杯中的水倒吸，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。实验分析：红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，生成的五氧化二磷为固体，集气瓶内气体的压强减小。冷却后打开止水夹，大气压把烧杯内的水压进集气瓶，进入的水的体积约等于集气瓶内消耗的氧气的体积。实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。反应的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷点燃观察与思考空气中氧气体积分数的测定1.如果集气瓶中吸入的水少于集气瓶内空气体积的1/5，可能的原因是什么？答：装置漏气；红磷量不足；装置未冷却至室温就打开止水夹。2.如果集气瓶中吸入的水大于集气瓶内空气体积的1/5，可能的原因是什么？答：燃着的红磷插入集气瓶中的操作太慢，集气瓶内空气受热逸出；止水夹没夹紧，集气瓶内红磷燃烧时放热，瓶内空气从导管逸出等。3.可不可以用蜡烛代替红磷进行相同的实验。原因是什么？答：不可以。因为蜡烛燃烧后的生成物是二氧化碳和水，而二氧化碳是气体，会弥补所消耗的氧气的体积，导致实验失败。测定空气中氧气含量时，需要注意以下几点：（1）装置的气密性要良好，否则瓶外空气进入集气瓶内，导致进入水的体积减小，使测得的氧气的体积分数偏小。（2）红磷要过量，如果红磷的量不足，则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得的空气中氧气的体积分数偏小。（3）不能用木炭、硫等代替红磷，木炭、硫燃烧后的生成物分别是二氧化碳、二氧化硫气体，会弥补所消耗氧气的体积，瓶内压强不会减小。（4）必须冷却至室温后再打开止水夹，由于气体体积随温度升高而增大，如不冷却到室温就打开止水夹，会使进入水的体积偏小，导致测量结果偏低。（5）烧杯内的水要足量。（6）该实验同时证明了剩余气体（氮气）的性质是不支持燃烧，难溶于水。2.测定空气中氧气含量的其他方法破底集气瓶内水面上升，上升的水的体积约占其内空气总体积的1/5。通电后，白磷燃烧，一段时间后左侧水面升高至约刻度1处。白磷燃烧，冷却至室温后，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。白磷燃烧，冷却后，活塞左移至约刻度4处。实验时应交替缓慢推动注射器活塞，使氧气与细铜丝充分反应，熄灭酒精灯冷却至室温后将气体推进一个注射器内，根据刻度读出体积。减少的体积为氧气的体积，再将它与原空气体积比较，就可得氧气的体积分数。用酒精灯加热充分反应一段时间，熄灭酒精灯，冷却稳定后，注射器内减少的气体体积为注射器和硬质玻璃管内气体总体积的1/5。3.混合物与纯净物空气是由氮气和氧气等多种物质组成的混合物，而氮气、氧气都是由一种物质组成的纯净物，两者的区别和联系如下表所示：

混合物纯净物组成由两种或两种以上物质混合而成，组成不固定由一种物质组成，组成固定表示方法无固定符号有固定的符号，如氮气（N2）性质无固定的物理性质，混合物中各组分都保持各自的化学性质有固定的物理性质和化学性质举例空气、海水、糖水等氧气（O2）、二氧化碳（CO2）等联系混合物

纯净物（1）判断一种物质是纯净物还是混合物，关键看其由几种物质组成，不能与物质的名称混淆。如五氧化二磷是一种物质的名称，属于纯净物。（2）不要被一些字词误导，如清新（或纯净）的空气仍是混合物，冰水混合物只是不同状态的同种物质混合，为纯净物。4.空气成分的发现（1）18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国化学家普里斯特利分别制得了氧气。（2）1774年，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。（3）后来，许多科学家研究发现，空气中还含有氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等稀有气体。实验步骤：取少量葡萄糖、砂糖和面粉，分别放在燃烧匙中，在酒精灯上加热。实验现象：完全烧焦后，得到黑色的残渣。实验结论：这几种物质的组成中均含有碳元素。活动与探究5.世间万物仅仅由100多种元素组成（1）少量物质只由一种元素组成，如氧气由氧元素组成，金刚石由碳元素组成。金刚石、石墨都是由碳元素组成的，也都是由碳原子直接构成的，但由于碳原子的排列方式不同，导致二者在物理性质上有很大的差异。如图所示。金刚石及其微观结构模型石墨及其微观结构模型（2）多数物质由两种或更多种元素组成，如二氧化碳由碳和氧两种元素组成，碳酸氢铵由碳、氢、氧、氮四种元素组成。（3）各种物质都是由肉眼看不见的、极小的微粒构成的，且都具有一定的组成与结构。物质组成和结构的不同导致了物质性质的差异。6.物质的变化遵循一定的规律一种物质通过化学变化可以变成其他物质，但反应物、生成物中应含有相同的元素。即在化学变化中，组成物质的元素种类不变。如铁矿石可以炼成铁，却不能炼成金；用水可以制取氢气，却不能通过化学方法把水变成油。三、化学研究物质的用途与制法交流与讨论请指出下列用途中，哪些是金刚石的用途，哪些是石墨的用途，并说明该用途分别利用了金刚石或石墨的哪些性质？1.制作钻石；答：金刚石的用途，利用了金刚石是无色透明的晶体，具有特殊的光学性质。2.作为电池的电极；答：石墨的用途，石墨是一种能导电的物质。3.制作铅笔的铅笔芯；答：石墨的用途，利用了石墨为黑色质软的固体，在纸上划过会留下痕迹4.切割玻璃。答：金刚石的用途，利用了金刚石的硬度大。1.研究物质的化学反应，可以揭示物质之间的转化规律。以此为基础，科学家充分利用自然界的自然资源，生产出现代社会中人们需要的各种用品，并不断拓展着各种物质的使用范围。2.物质的性质与物质变化、用途、制法之间的关系。化学研究的是物质而不是物体。占有空间、具有质量、具有特性的东西称为物质，如玻璃、木材等；由物质组成，具有一定形状、大小和用途的东西称为物体，如玻璃杯、桌椅等。化学主要研究物质，物理学主要研究物体及其运动。3.人们以煤、石油、天然气等为原料，通过化学工艺，制造和合成价值更高的药物、化学纤维、塑料和合成橡胶等产品。4.历史上几项重要的化学研究成果（1）法国化学家拉瓦锡通过实验研究空气的成分。（2）门捷列夫于1869年发表了元素周期表。（3）著名化学家、发明家诺贝尔多年研究炸药，改进引爆装置。（4）1898年，居里夫妇从沥青铀矿中发现了有放射性的钋和镭。（5）1965年，我国化学家首次人工合成了结晶牛胰岛素。（6）三位科学家研究导电塑料，获得2000年诺贝尔化学奖。本节课你学会了哪些知识？收获了什么方法？还有什么疑惑吗？课堂达标1.如图所示是“测定空气中氧气体积分数”的实验装置，关于该实验下列说法正确的是（）A.不用考虑装置气密性是否良好B.红磷火焰熄灭后立即打开止水夹C.依据实验现象推测，氧气约占空气总体积的1/5D.红磷点燃后，慢慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞

C

3.下列物质属于混合物的是（）A.氧气 B.澄清的石灰水C.碳酸氢铵 D.五氧化二磷2.下列研究课题不属于化学研究领域的是（）A.研究物质的组成和结构B.研究物质的性质与变化C.研究物体的运动规律D.研究物质的用途与制法

C

B4.下列科技成果不属于化学成就的是（）A.科学家发现“宇宙微波背景辐射的的黑体形式”，获得诺贝尔奖B.科学家用单个分子制成“纳米车”，它能在人工操纵下运输药物分子C.科学家发现“真核转录的分子基础”，获得诺贝尔奖D.1965年，我国化学家首次人工合成了结晶牛胰岛素

A5.研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体