空氣組成和氧氣含量的測(cè)定基礎(chǔ)

1、空氣組成和氧氣含量的測(cè)定(基礎(chǔ))【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 記住空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)；了解空氣主要成分的性質(zhì)和用途；了解空氣污染的原因、危害及防治 措施。2. 掌握空氣中氧氣含量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)原理、裝置、操作方法以及誤差分析。3. 認(rèn)識(shí)純凈物、混合物的概念，并能從物質(zhì)的組成上區(qū)分純凈物和混合物。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分二百多年前，法國化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。這個(gè)著名實(shí)驗(yàn)是：把少量的汞放在一個(gè)密閉的容器里連續(xù)加熱12天，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成了紅色粉末，同時(shí)容器里空氣的體積減少了約1/5 ;他研究了剩余的那部分氣體，發(fā)現(xiàn)它既不能供動(dòng)物呼吸，也不支持燃

2、燒，這正是氮?dú)?；他把汞表面生成的紅色粉末收集起來，放在另一個(gè)容器里 加熱，除了得到汞以外，還得到了氧氣，而且氧氣的體積恰好等于密閉容器里減少的氣體體積；他把得 到的氧氣加到前一個(gè)容器中剩下的約4/5體積的氣體里，結(jié)果得到的氣體與空氣的性質(zhì)完全一樣?！疽c(diǎn)詮釋】拉瓦錫實(shí)驗(yàn)結(jié)論：空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5。要點(diǎn)二、測(cè)定空氣中氧氣含量的方法1 實(shí)驗(yàn)原理：利用紅磷在空氣中燃燒， 將集氣瓶內(nèi)氧氣消耗掉， 生成五氧化二磷白色固體， 使密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小; 在大氣壓作用下，進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。2 .實(shí)驗(yàn)裝置：3 .實(shí)驗(yàn)步驟：(1 )將儀器連接好并檢查裝置的氣密

3、性。(2)在集氣瓶底裝入少量的水，再把剩余的容積分成五等份并做上記號(hào)。(3 )用彈簧夾夾緊乳膠管。(4 )在燃燒匙內(nèi)放入過量的紅磷。(5) 點(diǎn)燃紅磷迅速伸入集氣瓶中，并把塞子塞緊。(6) 紅磷燃燒停止，待集氣瓶冷卻到室溫后，打開彈簧夾。4. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(1 )紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙并放出熱量。(2)打開彈簧夾后燒杯中的水倒吸入集氣瓶中，進(jìn)入水的體積約占集氣瓶中空氣體積的1/5。5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧氣約占空氣體積的 1/5?！疽c(diǎn)詮釋】1. 可燃物必須選用燃燒后生成物為固體的物質(zhì)。不能選用木炭、硫等，因?yàn)槟咎?、硫燃燒產(chǎn)生的是氣 體物質(zhì)，且與所耗氧氣體積相同，使瓶內(nèi)外氣壓相等，水不會(huì)倒吸入瓶中。2.

4、紅磷必須過量，燃燒時(shí)才能使容器內(nèi)氧氣消耗完。3. 紅磷燃燒停止后，要等集氣瓶內(nèi)溫度降至室溫，方可打開彈簧夾。4. 該實(shí)驗(yàn)還能得到的結(jié)論：氮?dú)?集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮?dú)?具有不能燃燒、不支持燃燒和難溶 于水的性質(zhì)。5. 實(shí)驗(yàn)后測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于21%勺原因：（1）紅磷的量不足（則不能將集氣瓶內(nèi)空氣中的氧氣完全反應(yīng)掉，集氣瓶內(nèi)水面上升不到原瓶內(nèi)空氣 體積的1/5，導(dǎo)致測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小）。（2 ）裝置漏氣（當(dāng)集氣瓶內(nèi)氧氣耗盡時(shí)，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，瓶外空氣會(huì)進(jìn)入集氣瓶內(nèi)，導(dǎo)致進(jìn)入水的體 積減小，測(cè)得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小）。（3）裝置未冷卻到室溫就打開彈簧夾（溫度較高氣體壓強(qiáng)較大，進(jìn)入瓶

5、內(nèi)水的體積減小，引起測(cè)定結(jié) 果偏低）。6. 測(cè)定結(jié)果大于21%的原因：（1）點(diǎn)燃紅磷前未用彈簧夾夾緊乳膠管（紅磷燃燒放熱會(huì)使部分空氣由導(dǎo)管逸出，燒杯水中冒氣泡； 最后造成水進(jìn)入集氣瓶的體積大于1/5 ）。（2 ）將點(diǎn)燃的燃燒匙伸入瓶內(nèi)太慢（放出的熱將瓶內(nèi)的部分空氣趕出瓶外；冷卻后打開止水夾，進(jìn)入 集氣瓶水的體積大于 1/5 ）。要點(diǎn)三、空氣的組成空氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕?，分別約占空氣總體積的4/5和1/5?？諝獾某煞职大w積計(jì)算如下表：氣體氮?dú)猓∟2）氧氣（02）稀有氣體（氦 氣、氖氣、氬 氣等）二氧化碳（C02）其他氣體和 雜質(zhì)占空氣總體 積的比例78%21%0.94%0.03%0.03%【

6、要點(diǎn)詮釋】1. 空氣中各氣體的含量是體積分?jǐn)?shù)，不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2. 空氣是一種混合氣體，組成比較固定，特別是氧氣、氮?dú)狻⑾∮袣怏w的成分幾乎不變，但個(gè)別地區(qū)略 有不同。要點(diǎn)四、純凈物和混合物物質(zhì)純凈物混合物概念只由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)叫純凈物由兩種或多種物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫混合物區(qū)別 由同種物質(zhì)組成，即相同的分子、原子或離子， 具有固定的組成 可以用化學(xué)式表示，如氧氣用 02表示 有固定的性質(zhì) 由不同種物質(zhì)混合而成，各種物質(zhì)彼此間不 反應(yīng)，沒有固定的組成 不能用化學(xué)式表示 無固定性質(zhì)（如熔、沸點(diǎn)等），各自保持原 物質(zhì)的性質(zhì)舉例氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、蒸餾水、氫氧化鈣等空氣、鹽水、糖水、礦泉水、鋁合金、

7、醬油等聯(lián)系Ul*混純械【要點(diǎn)詮釋】混合物是由純凈物混合而成。要點(diǎn)五、空氣是一種寶貴的自然資源1. 氮?dú)猓菏菬o色、無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑。主要用途是用作 保護(hù)氣、合成氮肥等。2. 氧氣：是無色、無味的氣體，密度比空氣大，不易溶于水。主要用途是供給呼吸和支持燃燒；醫(yī)療、 潛水、氣焊、煉鋼、宇航等都需要用到氧氣。3. 稀有氣體：氦、氖、氬、氟、氙等氣體的總稱。是無色、無味的氣體，難溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，一般情況下不與其他物質(zhì)反應(yīng)。通常作保護(hù)氣、制成多種電光源、用于激光技術(shù)；氦用于制造低溫環(huán)境;氙用于醫(yī)療麻醉。4. 空氣的污染及防治污染空氣的物質(zhì)粉塵；有害氣體（

8、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等）污染物的主要來源礦物燃燒；工廠的廢氣；汽車排放的尾氣等空氣污染的危害損害人體的健康；影響作物生長；破壞生態(tài)平衡；導(dǎo)致全球 氣候變暖；破壞臭氧層；形成酸雨空氣污染的防治使用清潔能源；工廠的廢氣經(jīng)過處理后再排放；使燃料充分燃燒；對(duì)化石燃料進(jìn)行脫硫處理；積極植樹、造林、種草等【要點(diǎn)詮釋】1. 空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、粉塵（可吸入顆粒物）和臭 氧等。2. 氮?dú)夂拖∮袣怏w作為保護(hù)氣，是利用它們的穩(wěn)定性。但是“穩(wěn)定”是“相對(duì)”而不是絕對(duì)的，在一定 條件下，氮?dú)饧坝行┫∮袣怏w也能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?！镜湫屠}】 類型一、考查空氣的組

9、成1. （2015?重慶中考）空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)大約是（）A. 21% B. 31% C. 50% D. 78%【思路點(diǎn)撥】根據(jù)空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析判斷即可?！敬鸢浮緿【解析】空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)分別是：氮?dú)獯蠹s占78%氧氣大約占21%稀有氣體大約占0.94%、二氧化碳大約占0.03%、其他氣體和雜質(zhì)大約占 0.03%?！究偨Y(jié)升華】 本題考查了空氣中各種氣體的含量，同學(xué)們要記憶有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，在理解的基礎(chǔ)上應(yīng)用。2. 空氣中含量較多且性質(zhì)比較活潑的氣體是（）A.水蒸氣E.氮?dú)釩.氧氣 D.二氧化碳【答案】C【解析】氮?dú)饧s占空氣體積的 4/5，氧氣約占空氣體積的 1/5,且氧氣的化學(xué)

10、性質(zhì)比較活潑，在一定條件 下，能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?！究偨Y(jié)升華】要掌握空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)及主要?dú)怏w的性質(zhì)。舉一反三：【變式1】最早通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定出空氣組成的科學(xué)家是（）B.英國的湯姆生D.意大利的阿伏加德羅）B. 都是無色無味的氣體D. 在空氣中的含量為 0.94%A.瑞典的舍勒C.法國的拉瓦錫【答案】C【變式2】關(guān)于稀有氣體的敘述中，錯(cuò)誤的是（A.稀有氣體是空氣中含量最多的氣體C. 一定條件下能跟其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)【答案】A類型二、考查空氣中氧氣含量的測(cè)定C3.為了測(cè)定空氣的成分，按右圖所示裝置做實(shí)驗(yàn)：（1） 裝置連接好后，先要檢查裝置的 。（2） 將燃燒匙中過量的紅磷點(diǎn)燃后放入集氣

11、瓶中，紅磷燃燒產(chǎn)生。（3） 反應(yīng)停止，待集氣瓶冷卻后打開止水夾，燒杯中的水會(huì) , 約達(dá)到集氣瓶內(nèi)空氣體積的為止。（4）此實(shí)驗(yàn)說明空氣中含有，大約占空氣總體積的【答案】（1）氣密性（2 ）大量白煙（3 ）倒吸入集氣瓶中1/5(4)氧氣1/5【解 析】過量的紅磷燃燒，將集氣瓶中的氧氣完全消耗掉，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減?。焕鋮s后打開止水夾，燒 杯中的水被倒吸入集氣瓶內(nèi)，所進(jìn)水的體積和消耗掉氧氣的體積相等?！究偨Y(jié)升華】 該實(shí)驗(yàn)還能得到的結(jié)論：氮?dú)猓瘹馄績?nèi)剩余的4/5氣體主要是氮?dú)猓┚哂胁荒苋紵?、不支持燃燒和難溶于水的性質(zhì)。舉一反三：【變式】同學(xué)們用上圖（例 3圖）所示裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量，實(shí)驗(yàn)前在集氣瓶內(nèi)

12、加入少量的水， 并做上記號(hào)。下列說法中，不正確的是（）A. 實(shí)驗(yàn)時(shí)紅磷一定過量B. 點(diǎn)燃紅磷前先用彈簧夾夾緊乳膠管C. 紅磷熄滅后立刻打開彈簧夾D. 最終進(jìn)入瓶中水的體積約等于氧氣的體積【答案】C類型三、考查純凈物和混合物4下列物質(zhì)中，屬于純凈物的是（）A.海水B.汽油C.蒸餾水D.空氣【答案】C【解析】蒸餾水為純凈物，其他物質(zhì)都是混合物?！究偨Y(jié)升華】只由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)叫純凈物，由兩種或多種物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫混合物。 舉一反三：【變式】（山東中考）下列物質(zhì)屬于混合物的是（）A 氧氣 B 生鐵C.氯酸鉀D 金剛石【答案】B【解析】 氧氣、氯酸鉀、金剛石都分別由一種物質(zhì)組成，都是純凈物。生鐵是鐵和碳的合金，因?yàn)槭怯?兩種或兩種以上物質(zhì)組成的，故屬于混合物。類型四、考查空氣污染5. 在治理城市空氣污染中所采取的措施不正確的是（）A .少用煤作燃料B .增加綠地面積C .焚