演示实验：空气中氧气含量的测定

介绍可燃物──红磷(展示红磷样品  暗红色固体)。

介绍实验装置。提出问题：

(1) 盛放红磷的集气瓶内，除了水，还有什么?  (空气)

(2) 将红磷点燃后放到集气瓶里，见到什么现象?

(黄色火焰、放热、产生大量白烟)

(3) 红磷熄灭冷却后把弹簧夹打开后会有什么现象?为什么?

(水进入集气瓶约1/5体积，因为红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，且生成物是固体，导致集气瓶内的气压减小，因而水倒流。)

(4) 该反应是什么?        (磷+氧气 五氧化二磷      P+O2 P2O5)

(5) 通过该实验得出的结论是什么?

(氧气约占空气体积的1/5体积。)

实验结束后，提出下列问题让学生讨论思考5分钟后回答：

(1) 燃烧匙内放过量红磷的目的是什么?

(使瓶内的氧气全部参加反应)

(2) 为什么实验开始前要关闭弹簧夹?如未关闭，可能的后果是什么?

(防止瓶内的空气受热膨胀后逸出，使测定结果偏大。)

(3) 为什么要等集气瓶冷却后才能打开弹簧夹?

(因为燃烧放热，瓶内温度较高气体气压较大，引起测量结果偏低。)

(4) 如果装置的气密性不好，结果可能是什么?

(燃烧结束时瓶内压强减小，瓶外的空气会进入集气瓶，引起测量结果偏低。)

(5) 红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气?

(有;红磷在氧气含量过低的实验条件下不能继续燃烧。)

(6) 在实验中，为什么气体减少的体积小于1/5?可能的原因有哪些?

(①装置漏气;②红磷量不足;③装置未冷却就打开弹簧夹。)

(7) 若剩余气体主要是氮气，上述实验可以知道N2的什么性质?

(无色气体，难溶于水、不能燃烧也不支持燃烧。) 熟悉药品、装置。

预测、观察实验现象。

记录实验现象，完成探究报告。在观察、思考、讨论的基础上进行交流，得出结论。

产生认知冲突，进一步激发探究欲望。

提供资料，启发学生对实验结果作出合理的猜想。

在前面两个小实验的基础上，初步理解空气中氧气含量测定的实验原理，知道气体体积的测定方法。对学生的实验设计做激励性的评价，增强其对事物认识的好奇心、求知欲。

总结 【讲述】两百多年前，法国著名化学家拉瓦锡研究空气成分所做的实验与我们今天的实验异曲同工。打开课本课本26页。

通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。

【讲述】在十九世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气之外，还有其他的成分。目前人们已能用实验方法精确的测定空气的成分。实验表明，空气的成分按体积计算，大约是

【板书】

2、空气的组成

(1)空气是混合物

名称      氮气      氧气     稀有气体      二氧化碳        其他

符号

体积分数

【讲述】 大气有自净作用.进入大气的污染物,经过自然条件下的物理和化学作用,或是向广阔的空间稀释,使其浓度下降,或是受重力作用,使较重粒子沉降于地面,或是在雨水洗涤下返回大地,或是被分解破坏等从而使空气净化.这种大气的自净作用是一种自然环境的调节的重要机能..应当指出的是,绿色植物的光合作用也是一种自净过程. 所以，正常情况下，空气各组分的含量是比较稳定的。

(2)含量比较稳定(自净作用)

【课后自学】 你如何理解空气是一种宝贵的资源?随着现代化工业的发展，排放到空气中的有害物质的数量超过其自净能力时,就会出现空气污染。空气污染严重影响人类和自然界万物的生长。空气是人类生命和生活不可缺少的物质，人在5周内不吃饭，5天内不因水，尚能生存，而隔绝空气5分钟就会死亡。所以，空气污染会对人类造成很大的危害。那么，那些物质会造成空气污染呢?这些污染物是从哪里来的呢?我们怎样防治空气污染呢?

德育教育：通过空气成分发现过程的学习，认识到科学研究过程中美的真谛在于求真，作为科学家最大的美德是严谨的科学态度，要敢于质疑权威。了解，最初化学研究的手段

把探究从课堂引向课外，进一步激发学生的探究欲望。

组织学生小结。

提出进一步探究的问题：

1、空气中的各成分是怎样被发现的呢? 各成分又有何种用途呢?

2、地球上没有空气会怎样?

谈这节课的收获：从知识的获得、认识气体的途径和测量气体体积的方法等方面谈。 梳理知识，归纳方法，进行自我评价。

【板书设计】

课题1   空  气   (第一课时)

一、 空气的组成

1、测定空气中氧气的含量：

(1)原理：红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内压强减小，使集气瓶内外产生压力差，烧杯内的水在外界大气压的作用下进入集气瓶，烧杯内水的体积约为空气中氧气的体积。

(2)装置

(3)现象：红磷在空气中燃烧，发出黄色火焰，产生大量白烟，放出热量，松开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶中，约占集气瓶总体积的1/5

(4)反应：红磷+氧气 ───→五氧化二磷   (化学式)

(5)结论：氧气约占空气总体积的1/5

讨论：

(1) 燃烧匙内放过量红磷的目的是什么?

(使瓶内的氧气全部参加反应)

(2) 为什么实验开始前要关闭弹簧夹?如未关闭，可能的后果是什么?

(防止瓶内的空气受热膨胀后逸出，使测定结果偏大。)

(3) 为什么要等集气瓶冷却后才能打开弹簧夹?

(因为燃烧放热，瓶内温度较高气体气压较大，引起测量结果偏低。)

(4) 如果装置的气密性不好，结果可能是什么?

(燃烧结束时瓶内压强减小，瓶外的空气会进入集气瓶，引起测量结果偏低。)

(5) 若剩余气体主要是氮气，上述实验可以知道N2的什么性质?

(无色气体，难溶于水、不能燃烧也不支持燃烧。)

(6) 红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气?

(有;红磷在氧气含量过低的实验条件下不能继续燃烧。)

(7) 在实验中，为什么气体减少的体积小于1/5?可能的原因有哪些?

(①装置漏气;②红磷量不足;③装置未冷却就打开弹簧夹。)

2、空气的组成

(1)空气是混合物

名称 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质

化学式 N2 O2  CO2

体积分数 78% 21% 0、94% 0、03% 0、03%

无色无味气体难溶于水 无色无味气体难溶于水 无色无味气体;

化学性质很不活泼

用途 制硝酸、化肥，保护气，(灯泡、食品、焊接)冷冻麻醉，超导材料 潜水、医疗、炼钢、气焊、化工生产、宇宙航行 ②不活泼(稳定性)可作保护气(焊接金属、充入灯泡)

③通电时发出有色光(物理性质)(可作各种用途的电光源)等

④激光技术

⑤制造低温环境(氦)

⑥医疗麻醉(氙)

混合物：由两种或多种物质混合而成的物质   这些物质之间没有发生反应，各自保持着各自的性质。

纯净物：只由一种物质组成(可用专门的化学符号表示;有固定的熔、沸点)

(2)含量比较稳定(自净作用)

三.保护空气:

烟尘——煤烟、金属尘、

1.污染源                 二氧化硫 — 金属冶炼厂、化工厂、含硫燃料

有害气体    一氧化碳 — 煤的燃烧

二氧化氮 — 汽车尾气

2.防止和减少空气污染的方法

(1) 工业三废的回收与处理      (2)提高汽油、柴油的质量

二氧化硫污染对健康的影响

health effects of sulfur dioxide pollution

二氧化硫 (SO2)是一种常见的和危害较大的大气污染物。在五种主要大气污染物(一氧化碳、二氧化硫、碳氢化物、飘尘、氮氧化物)中，它的含量约占15%。二氧化硫形成对人类健康有害的硫酸雾有两种过程：一是二氧化硫遇水蒸汽可生成具有腐蚀性的亚硫酸，进而被氧化成硫酸雾;一是二氧化硫在阳光或空气中氧化物的作用和催化下，可氧化成吸湿性强的三氧化硫而形成硫酸雾。此外，飘尘中所含的铁、锰、镁等金属成分，也可催化二氧化硫氧化成三氧化硫。若大气干燥清洁，二氧化硫可停留1～2个星期。若大气潮湿或含有其他污染物，则只需 1小时就可能氧化成三氧化硫并以硫酸雾的形式沉降到地面。

污染来源 　主要有下列三个来源:①含硫燃料(如煤和石油)的燃烧;②含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼;③化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。到20世纪60年代后期,全世界二氧化硫的年排放量约为1.5亿吨。二氧化硫在大气对流层中的平均浓度约为0.2ppb;在城市上空的年平均浓度则高达0.1～0.15ppm。

危害和机理 　①二氧化硫的刺激作用。二氧化硫易溶于水,当通过鼻腔、气管、支气管时,多被管腔内膜水分吸收阻留,变为亚硫酸、硫酸和硫酸盐,使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌内因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反应,使气管和支气管的管腔缩小,气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。当二氧化硫的浓度达到10～15ppm时,呼吸道的纤毛运动和粘膜分泌功能均受到抑制。浓度达20ppm时,刺激作用明显增强，引起咳嗽,眼睛难受,即使习惯于低浓度二氧化硫的人也会感到不适。浓度达 25ppm时，喉头的纤毛运动有65～70%受到障碍。若每天8小时连续吸入浓度为100ppm,则支气管和肺都将出现明显的刺激症状，使肺组织受损。如果浓度达到400ppm则可使人呼吸困难。②二氧化硫和飘尘的联合毒作用。二氧化硫和飘尘一起进入人体，飘尘气溶胶微粒能把二氧化硫带到肺的深部，使毒性增加3～4倍。此外，飘尘中含有三氧化二铁等金属成分，可以催化二氧化硫氧化成为硫酸雾,吸附在飘尘微粒的表面,被带入呼吸道深部。硫酸雾的刺激作用比二氧化硫约强10倍。二氧化硫和飘尘等污染物一起侵入细支气管和肺泡后，一部分随血液输至全身各个器官，造成危害;另一部分则沉积在肺泡内或粘附在肺泡壁上。这些微粒的长期作用会促使肺泡壁纤维增生，如果范围扩大，还会形成肺纤维性变。同时，这些微粒又能刺激和腐蚀肺泡壁，使纤维断裂，形成肺气肿。③二氧化硫的促癌作用。动物实验证明,10毫克/米3的二氧化硫可以增强致癌物苯并(a)芘的致癌作用。在二氧化硫和苯并(a)芘的联合作用下,动物肺癌的发病率高于单个致癌因子的发病率。浓度为28.6毫克/米3的二氧化硫的长期单独作用,只能引起组织内发生一些肿瘤前期的改变，而262毫克/米3的大剂量二氧化硫和苯并(a)芘的联合作用,在短期内即可诱发肺部扁平细胞癌。④二氧化硫对健康的其他有害作用。在正常情况下,维生素B1和维生素C能形成结合性维生素C，使之不易被氧化,以满足身体的需要。二氧化硫进入人体，便会与血中的维生素B1结合,使体内维生素C的平衡失调，从而影响新陈代谢。二氧化硫还能抑制和破坏或激活某些酶的活性,使糖和蛋白质的代谢紊乱,从而影响机体生长和发育。

防治措施 　①城镇建设要合理布局，实行功能分区，将排放二氧化硫的工厂配置在当地暖季风向频率最小的上风侧。②改造锅炉,改进燃烧方法,以消烟除尘。③发展区域集中供暖，适当增加烟囱高度，安装净化、除尘设备，以减轻或消除污染。④改革生产工艺，开展综合利用，将金属冶炼厂排放的二氧化硫适当回收。⑤加强环境污染管理，制订环境卫生标准和排放标准等。