课题1 空气精品学案

空 气 (第一课时)

教学目标

1、知识与技能：

（1）了解空气的主要成分；

（2）了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途；

（3）初步认识纯净物、混合物的概念，能区分—些常见的纯净物和混合物

2、过程与方法：

（1）通过对“测定空气里氧气含量”实验的操作、观察、分析，了解空气的组成；

（2）通过对空气、氧气等几种常见物质的比较，了解混合物和纯净物的概念；

（3）通过对空气污染情况的调查，知道污染空气的途径及污染的危害，学会一些简单的防治方法。

3、情感、态度与价值观：

（1）初步了解空气污染给人类带来的严重危害；

（2）知道空气是一种宝贵的自然资源； （3）养成关注环境、热爱自然的情感。

（4）在自主设计实验探究的过程中，体验探究的乐趣，保持和增强对生活中和自然界中科学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣。

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

引入课题

【引入】通过第一单元的学习，我们知道化学与我们的生活密切相关，今天我们就来研究我们人类每时每刻都离不开的物质——空气。

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。

根据中国《工业企业设计卫生标准》的规定，居住区大气中二氧化硫一次最高容许浓度为0.5 毫克／米3；日平均最高容许浓度为0.15毫克／米3。