空氣組成和氧氣含量的測定基礎(chǔ)

1、空氣組成和氧氣含量的測定(基礎(chǔ))【學習目標】1. 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(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定的實驗原理、裝置、操作方法以及誤差分析。3. 認識純凈物、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?！疽c梳理】要點一、拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分二百多年前，法國化學家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。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(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

2、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(jié)果得到的氣體與空氣的性質(zhì)完全一樣。【要點詮釋】拉瓦錫實驗結(jié)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1 實驗原理：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)壓強減小; 在大氣壓作用下，進入集氣瓶內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。2 .實驗裝置：3 .實驗步驟：(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。(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. 實驗現(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，進入水的體積約占集氣瓶中空氣體積的1/5。5. 實驗結(jié)論：氧氣約占空氣體積的 1/5?！疽c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，因為木炭、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，水不會倒吸入瓶中。2.

4、紅磷必須過量，燃燒時才能使容器內(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. 該實驗還能得到的結(jié)論：氮氣(集氣瓶內(nèi)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(zhì)。5. 實驗后測得氧氣的體積分數(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)致測得空氣中氧氣的體積分數(shù)偏?。?。（2 ）裝置漏氣（當集氣瓶內(nèi)氧氣耗盡時，瓶內(nèi)壓強減小，瓶外空氣會進入集氣瓶內(nèi)，導(dǎo)致進入水的體 積減小，測得的氧氣的體積分數(shù)偏?。?。（3）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

5、內(nèi)水的體積減小，引起測定結(jié) 果偏低）。6. 測定結(jié)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(dǎo)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 ）。（2 ）將點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，進入 集氣瓶水的體積大于 1/5 ）。要點三、空氣的組成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（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、要點詮釋】1. 空氣中各氣體的含量是體積分數(shù)，不是質(zhì)量分數(shù)。2. 空氣是一種混合氣體，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(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 不能用化學式表示 無固定性質(zhì)（如熔、沸點等），各自保持原 物質(zhì)的性質(zhì)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、

7、醬油等聯(lián)系Ul*混純械【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1. 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(zhì)不活潑。主要用途是用作 保護氣、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。化學性質(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；對化石燃料進行脫硫處理；積極植樹、造林、種草等【要點詮釋】1. 空氣質(zhì)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。2. 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(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)?！镜湫屠}】 類型一、考查空氣的組

9、成1. （2015?重慶中考）空氣中氮氣的體積分數(shù)大約是（）A. 21% B. 31% C. 50% D. 78%【思路點撥】根據(jù)空氣中各成分的體積分數(shù)進行分析判斷即可?！敬鸢浮緿【解析】空氣中各成分的體積分數(shù)分別是：氮氣大約占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，同學們要記憶有關(guān)的知識點，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

10、性質(zhì)比較活潑，在一定條件 下，能與許多物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)?！究偨Y(jié)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(zhì)。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（）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)生化學反應(yīng)【答案】A類型二、考查空氣中氧氣含量的測定C3.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

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 , 約達到集氣瓶內(nèi)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【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)壓強減??；冷卻后打開止水夾，燒 杯中的水被倒吸入集氣瓶內(nèi)，所進水的體積和消耗掉氧氣的體積相等。【總結(jié)升華】 該實驗還能得到的結(jié)論：氮氣（集氣瓶內(nèi)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(zhì)。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(nèi)

12、加入少量的水， 并做上記號。下列說法中，不正確的是（）A. 實驗時紅磷一定過量B. 點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，因為是由 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