师：同学们大家好，欢迎来到周老师的化学课堂。今天，让我们一同走进奇妙的化学世界。在课程开始前，先来猜个小谜语：一物到处有，用棒赶不走，眼睛看不见，手摸也没有，咀嚼无滋味，没它活不久。大家猜猜这是什么呢？
生：（思考后回答）是空气！
师：没错，这就是我们今天要学习的空气。现在请同学们思考一下，生活中有哪些办法能证明空气的存在呢？
生：（积极发言）把水杯压入水里，水不能进入杯顶；树叶煽动时有风。
师：非常好，这些方法都能证明空气的存在。其实，对空气成分的探究经历了漫长历程。很久以前，人们以为空气只是单一物质。到了18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国化学家普利斯特利分别制得了氧气，可惜他们没意识到自己的发现。1774年，法国化学家拉瓦锡首次通过实验证明空气中有氮气和氧气。后来，英国物理学家瑞利发现了稀有气体氩气，随后各种稀有气体陆续被发现。在这些发现者中，拉瓦锡的成就最为突出。接下来，我们跟随老师一起看看拉瓦锡的探究过程。
空气看不见、摸不着，却无处不在，是生命必需品。离开空气，动植物都无法生存，地球将一片死寂。那么空气究竟由什么组成？从古至今，科学家们从未停止探索。但因实验条件限制，人们对空气成分的研究长期停留在想象阶段，直到实验大牛拉瓦锡出现。这就是拉瓦锡的实验装置，那时没有酒精灯，聪明的拉瓦锡就用大火炉加热，就像现在烤红薯一样。火炉上的曲颈甑里装有液态汞，曲颈甑另一端插入扣在拱槽中的玻璃钟罩内。拉瓦锡把曲颈甑里的汞放在火炉上连续加热12天。他发现曲颈甑里一部分银色液态汞变成红色粉末，同时整个密闭容器内气体体积减少了1/5。剩下的气体，燃着的火柴靠近会熄灭，说明该气体不支持燃烧；昆虫进去会窒息而死，说明该气体不支持呼吸。因此，拉瓦锡给这部分气体取名为氮气，拉丁文含义是不可维持生命之气。科学家要有刨根问底的精神，拉瓦锡不满足于这些实验现象。于是，他将得到的红色粉末放到另一个较小容器里再次加热。这次，他重新得到白色液态汞以及氧气，且氧气的体积与之前密闭容器中减少的空气体积恰好相等。就这样，拉瓦锡得出空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气体积1/5的结论。
同学们，这就是拉瓦锡的实验过程。现在，我们一起回顾一下他的实验装置。他把银白色液态金属汞放在曲颈甑中，用大火炉连续加热12天。期间，银白色液态汞部分变成红色粉末，容器内气体体积减少约1/5。当时拉瓦锡不知道消失的是什么气体，便研究剩余气体，发现其既不支持燃烧，也不能供给呼吸，于是取名氮气。后来，拉瓦锡继续加热红色粉末，发现其又变成银白色，还得到一种气体，该气体体积与刚才消失的气体体积相等。拉瓦锡就这样找回神秘失踪的气体，并得出空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气总体积1/5的结论。这就是当年拉瓦锡的探究过程。同学们，今天我们在实验室能否模仿拉瓦锡的实验呢？接下来，跟随老师进入今天的实验环节——空气中氧气含量的测定。
这是一套测定空气中氧气含量的实验装置。集气瓶中加入少量水，按容量将水面以上的集气瓶高度分成五等分并做好记号。瓶口塞有带玻璃导管与燃烧匙的双孔橡皮塞，导管出口端插入盛有足量水的烧杯中。先用弹簧夹夹紧导管中的乳胶管，检查气密性，完好后取少量红磷放在燃烧匙内。用酒精灯点燃红磷后迅速插入瓶中，并立即塞紧橡皮塞。等红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察。会看到烧杯中的水被压入集气瓶内，其体积大约是集气瓶内空气体积的1/5，这说明空气中的氧气约占空气体积的1/5。
好，实验看完了，我们再来回顾一下实验装置。这就是我们在实验室用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的装置。大家认识这些仪器吗？那这个实验的原理是什么呢？我们在密闭装置内燃烧红磷，让红磷消耗瓶内氧气，生成五氧化二磷固体，从而使瓶内压强减小。外界大气压将烧杯内的水压入集气瓶中，进入水的体积就是消耗氧气的体积，这样就能确定空气中氧气的体积分数。这是反应的文字表达式：红磷和氧气在点燃条件下生成五氧化二磷。现在，让我们回到实验现象，请同学们思考，刚才实验过程中观察到了什么现象呢？
生：红磷燃烧产生大量白烟，放出大量热；红磷熄灭冷却后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶内，水面上升大约是原来空气体积的1/5。
师：非常好，由此我们得出氧气约占空气总体积1/5的结论。那做这个实验有哪些需要注意的地方呢？请同学们积极思考。
生：要保证装置气密性良好；红磷量要充足；点燃红磷后要迅速塞入集气瓶并塞紧瓶塞；等集气瓶冷却到室温后才能打开弹簧夹。
师：同学们回答得很对。在实验过程中，可能会出现一些误差，比如进入水的体积有时小于1/5，有时大于1/5，大家知道是什么原因导致的吗？