空氣組成和氧氣含量的測定基礎知識講解

1=1|==|空氣組成和氧氣含量的測定（基礎）-知識講解作者:日期:

空氣組成和氧氣含量的測定(基礎)撰稿：熊亞軍審稿：于洋【學習目標】記住空氣中各成分的體積分數(shù)；了解空氣主要成分的性質和用途；了解空氣污染的原因、危害及防治措施。掌握空氣中氧氣含量測定的實驗原理、裝置、操作方法以及誤差分析。認識純凈物、混合物的概念，并能從物質的組成上區(qū)分純凈物和混合物?！疽c梳理】要點一、拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分(高清課堂《空氣組成和氧氣含量的測定》)a二百多年前，法國化學家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。實驗裝置圖如下：曲頸瓶玻璃鐘罩汞槽拉瓦錫研究空氣成分所用的■裝置曲頸瓶玻璃鐘罩汞槽拉瓦錫研究空氣成分所用的■裝置A這個著名實驗是：把少量的汞放在一個密閉的容器里連續(xù)加熱12天，結果發(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)它既不能供動物呼吸，也不支持燃燒，這正是氮氣；他把汞表面生成的紅色粉末收集起來，放在另一個容器里加熱，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容器中剩下的約4/5體積的氣體里，結果得到的氣體與空氣的性質完全一樣。【要點詮釋】拉瓦錫實驗結論：空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5。要點二、測定空氣中氧氣含量的方法a1.實驗原理：利用紅磷在空氣中燃燒，將集氣瓶內氧氣消耗掉，生成五氧化二磷白色固體，使密閉容器內壓強減小;彈黃夾在大氣壓作用下，進入集氣瓶內水的體積即為減少的氧氣的體積。2a.實驗裝置：彈黃夾:裝置的氣密性o2(a:裝置的氣密性o2(a)在集氣瓶底裝入少量的水,'份并做上記號。a(3)用彈簧夾夾緊乳膠管。將儀器連接好并檢查再把剩余的容積分成五等在燃燒匙內放入過量的紅磷。點燃紅磷迅速伸入集氣瓶中，并把塞子塞緊。6(a)紅磷燃燒停止，待集氣瓶冷卻到室溫后，打開彈簧夾。4.實驗現(xiàn)象:a(1)紅磷燃燒產生大量白煙并放出熱量。2(a)打開彈簧夾后燒杯中的水倒吸入集氣瓶

中，進入水的體積約占集氣瓶中空氣體積的1/5。實驗結論：氧氣約占空氣體積的1/5?！疽c詮釋】可燃物必須選用燃燒后生成物為固體的物質。不能選用木炭、硫等，因為木炭、硫燃燒產生的是氣體物質，且與所耗氧氣體積相同，使瓶內外氣壓相等，水不會倒吸入瓶中。紅磷必須過量，燃燒時才能使容器內氧氣消耗完。紅磷燃燒停止后，要等集氣瓶內溫度降至室溫，方可打開彈簧夾。4A該實驗還能得到的結論:氮氣(集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣)具有不能燃燒、不支持燃燒和難溶于水的性質。實驗后測得氧氣的體積分數(shù)小于21%的原因：紅磷的量不足(則不能將集氣瓶內空氣中的氧氣完全反應掉，集氣瓶內水面上升不到原瓶內空氣體積的1/5,導致測得空氣中氧氣的體積分數(shù)偏小)。裝置漏氣(當集氣瓶內氧氣耗盡時，瓶內壓強減小，瓶外空氣會進入集氣瓶內，導致進入水的體積減小，測得的氧氣的體積分數(shù)偏小)。裝置未冷卻到室溫就打開彈簧夾(溫度較高氣體壓強較大，進入瓶內水的體積減小，引起測定結果偏低)。測定結果大于21%的原因：(1)點燃紅磷前未用彈簧夾夾緊乳膠管(紅磷燃燒放熱會使部分空氣由導管逸出，燒杯水中冒氣泡;最后造成水進入集氣瓶的體積大于1/5)。將點燃的燃燒匙伸入瓶內太慢(放出的熱將瓶內的部分空氣趕出瓶外;冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶水的體積大于1/5)。要點三、空氣的組成a空氣的主要成分是氮氣和氧氣，分別約占空氣總體積的4/5和1/5?？諝獾某煞职大w積計算如下表:氣體氮氣(n2)氧氣(o2)稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣等)二氧化碳(co2)其他氣體和雜質占空氣總體積的比例78%21%0.94%0.03%0.03%【要點詮釋】空氣中各氣體的含量是體積分數(shù)，不是質量分數(shù)?？諝馐且环N混合氣體，組成比較固定，特別是氧氣、氮氣、稀有氣體的成分幾乎不變，但個別地區(qū)略有不同。要點四、純凈物和混合物物質純凈物混合物概念只由一種物質組成的物質叫純凈物由兩種或多種物質混合而成的物質叫混合物區(qū)別由同種物質組成，即相同的分子、原子或離子，具有固定的組成可以用化學式表示，如氧氣用O2表示有固定的化學性質由不同種物質混合而成，各種物質彼此間不反應，沒有固定的組成不能用化學式表示無固定性質(如熔、沸點等)，各自保持原物質的性質舉例氧氣、氮氣、二氧化碳、蒸餾水、氫氧化鈣等空氣、鹽水、糖水、礦泉水、鋁合金、醬油等

聯(lián)系混合物專/純凈物【要點詮釋】混合物是由純凈物混合而成。要點五、空氣是一種寶貴的自然資源14氮氣:是無色、無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。氮氣的化學性質不活潑。主要用途是用作保護氣、合成氮肥等。24.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。43.稀有氣體：氦、氖、氬、氪、氙等氣體的總稱。是無色、無味的氣體，難溶于水。化學性質很不活潑，一般情況下不與其他物質反應。通常作保護氣、制成多種電光源、用于激光技術；氦用于制造低溫環(huán)境；氙用于醫(yī)療麻醉?？諝獾奈廴炯胺乐挝廴究諝獾奈镔|①粉塵;②有害氣體（二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等）污染物的主要來源①礦物燃燒;②工廠的廢氣;③汽車排放的尾氣等空氣污染的危害①損害人體的健康;②影響作物生長;③破壞生態(tài)平衡;④導致全球氣候變暖；⑤破壞臭氧層；⑥形成酸雨空氣污染的防治①使用清潔能源;②工廠的廢氣經過處理后再排放；③使燃料充分燃燒；④對化石燃料進行脫硫處理;⑤積極植樹、造林、種草等【要點詮釋】空氣質量日報中的“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。氮氣和稀有氣體作為保護氣，是利用它們的穩(wěn)定性。但是“穩(wěn)定”是“相對”而不是絕對的，在一定條件下，氮氣及有些稀有氣體也能與某些物質發(fā)生化學反應?！镜湫屠}】類型一、考查空氣的組成。1.按體積計算，空氣中含量最多的是（）氮氣B.氧氣C.稀有氣體D.水蒸氣【答案】A【解析】空氣的成分按體積分數(shù)計算，大約是：氮氣78%,氧氣21%，稀有氣體0.94%,二氧化碳0.03%，其他氣體和雜質0.03%?！究偨Y升華】要牢記空氣中各成分的體積分數(shù)。。2.空氣中含量較多且性質比較活潑的氣體是（）A.水蒸氣B.氮氣C.氧氣D.二氧化碳【答案】C【解析】氮氣約占空氣體積的4/5,氧氣約占空氣體積的1/5,且氧氣的化學性質比較活潑，在一定條件下，能與許多物質發(fā)生化學反應?！究偨Y升華】要掌握空氣中各成分的體積分數(shù)及主要氣體的性質。舉一反三：【變式1】最早通過實驗測定出空氣組成的科學家是（）A.瑞典的舍勒B.英國的湯姆生C.法國的拉瓦錫D.意大利的阿伏加德羅【答案】C【變式2】關于稀有氣體的敘述中，錯誤的是（）

A.稀有氣體是空氣中含量最多的氣體B.都是無色無味的氣體C.一定條件下能跟其他物質發(fā)生化學反應D.在空氣中的含量為0.94%【答案】A類型二、考查空氣中氧氣含量的測定為了測定空氣的成分，按右圖所示裝置做實驗：（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燃后放入集氣瓶中，紅磷燃燒產生。（3）反應停止，待集氣瓶冷卻后打開止水夾，燒杯中的水會，約達到集氣瓶內空氣體積的為止。（4）此實驗說明空氣中含有，大約占空氣總體積的（2）大量白煙^（3）倒吸入集氣瓶中1/5a（4）氧氣【答案】（1）氣密性/5【解析】過量的紅磷燃燒，將集氣瓶中的氧氣完全消耗掉，使瓶內壓強減小;（2）大量白煙^（3）倒吸入集氣瓶中1/5a（4）氧氣【總結升華】該實驗還能得到的結論:氮氣（集氣瓶內剩余的4/5氣體主要是氮氣）具有不能燃燒、不支持燃燒和難溶于水的性質。舉一反三：【變式】同學們用上圖（例3圖）所示裝置測定空氣中氧氣的含量，實驗前在集氣瓶內加入少量的水，并做上記號。下列說法中，不正確的是（）實驗時紅磷一定過量點燃紅磷前先用彈簧夾夾緊乳膠管紅磷熄滅后立刻打開彈簧夾最終進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下列物質中，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，其他物質都是混合物。【總結升華】只由一種物質組成的物質叫純凈物，由兩種或多種物質混合而成的物質叫混合物。舉一反三：【變式】下列物質中，屬于混合物的是（）A.高錳酸鉀B.二氧化碳C.氧氣D.澄清的石灰水【答案】D類型四、考查空氣污染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