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第二单元 空气之谜
课题1 空气
【问题1】:人们发现空气的存在比较晚,你知道是什么原因吗?
空气是一种无色、无味的气体。
【问题2】:空气看不到踪影又闻不到气味,
很不易觉察,你能用一个简单的实验或列举
实例来说明空气确实存在吗?
1)空集气瓶在盛满水的水槽中向下压
——集气瓶内的水无法上升到顶部。
2)空集气瓶在盛满水的水槽中侧立
——有气泡冒出。
3)扁的密实塑料袋开袋后抖动,然后封好
——双手挤压,有压力
4)扇子朝脸扇、树叶在动 ———有风
5)给车胎打气 ———涨起来
【问题3】:如何收集空气呢?
【问题4】:空气是一种单一的物质吗?请用事实说明。
定性:冰箱里取出饮料瓶壁潮湿,
动物的呼吸作用;自然界的雨雪
定量:根据生活常识,我们知道空气中含
有氧气,含有多少呢
一、空气的组成
1.空气
氧气
二氧化碳
水蒸气
稀有气体
氮气
其他气体杂质
78%
21%
0.03%
0.03%
0.94%
( N2 )
( O2 )
( CO2 )
( H2 O )
(体积分数)
一百份体积的空气
氧气(O2)
21%
氮气(N2) 78%
稀有气体
0.94%
二氧化碳
0.03%
其他气体杂质
0.03%
注意:各成份的体积分数
意识到空气的存在就不是一件容易的事,而知道空气不是一种单一的物质更是难上加难,科学家们经过了几百年的研究才解开了空气的成分之谜。
阅读课本24、25页
思考:
拉瓦锡测定空气中氧气含量的思路
方法的不足之处
汞蒸气有毒 反应时间较长
温度不好控制
对药品的改进
对装置的改进
思考:你想对拉瓦锡实验如何改进?
信息:
碳 + 氧气 二氧化碳(气体)
C O2 CO2
镁 + 氧气 氧化镁(固体)
Mg O2 MgO
磷 + 氧气 五氧化二磷(固体)
P O2 P2O5
点燃
点燃
点燃
镁 + 氮气 氮化镁
点燃
为什么选用红磷?
足量(或过量)
容易燃烧、能且只能消耗氧气
生成物不能是气体(或易除去)
对药品要求:
2.氧气含量的测定
实验2-1测定空气里氧气的含量
演示实验
产生大量白烟,放出热量,发出黄色火焰,冷却后打开止水夹,烧杯中水进入集气瓶,约占集气瓶原有空气体积的五 分之一。
现象
结论
红磷在空气中的燃烧
磷 + 氧气 五氧化二磷
P O2 P2O5
点燃
空气中氧气大约占空气体积的1/5
【问题5】:实验2-1测定空气里氧气的含量的原理是什么?
红磷燃烧消耗了空气中的一部分气体,冷却到室温后,使玻璃容器内的压强减小,玻璃杯内外形成压强差,大气压把水压入杯内,,进入水的体积即氧气的体积。
【问题6】:氧气约占空气体积的1/5,而我们在实验中,为什么测得的体积往往小于1/5?可能的原因有哪些
1)装置的密闭性不好
2)红磷的量不足
3)瓶内温度没有降到室温
为什么要在集气瓶里放少量的水?
让P2O5溶于水中,降温。
防止白烟污染空气,
防止瓶内空气受热膨胀溢出造成误差。
有没有可能测出的结果大于1/5?
1、实验前没有夹紧止水夹
2、点燃的红磷要立即伸入集气瓶中?
红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气?
氧气含量较低时,红磷不能继续燃烧
【问题7】:根据刚才的实验总结氮气有哪些性质。
1)无色、无味气体,
2)难溶于水
3)不可燃,不助燃。
【问题8】:你能不能对上述实验进行改进,或重新设计一个实验来测定空气里氧气的含量?
白磷
纯净物 混合物
区别 (1)由同种物 质组成 (2)有固定的 物理性质 (1)由不同种物质混和而成
(2)没有固定的物理性质
(如熔点、沸点),各成分
保持原物质的性质
联系 纯净物 混合物
混 合
分离、提纯
3.纯净物和混合物
纯净物:可以用专门的化学符号表示
如:N2、O2、CO2、P、P2O5、H2O
混合物:
如:空气、矿泉水、泥沙、汤水
易错的分类:
纯净物:
水、蒸馏水、纯净水、冰水混合物
液氧
混合物:
雨水、湖水、矿泉水
食盐水
洁净的空气
二、空气是一种宝贵的资源
氧气的用途
供给呼吸(医疗急救、登山、潜水、航空)和支持燃烧(炼钢、气焊、化工生产、宇宙航行)。
氮气(N2)的用途
化工原料:制硝酸和化肥
液氮冷冻麻醉条件下手术
保护气:
焊接金属、灯泡、食品包装
超导材料在液氮的低温下能显示超导性能
稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称,这些气体没有颜色、没有气味,一般不与其他物质发生化学反应(一定条件下也能与某些物质反应),故又叫惰性气体。
稀有气体
稀有气体的用途:
(1)不活泼,可作保护气体,
如:焊接金属、充入灯泡;
(2)可作多种用途的电光源
(3)可用于激光技术;
(4)氦可制造低温冷冻环境,
氙用于医疗麻醉。
⑸用于飞艇
氦气还用来代替氮气作人造空气,供深海潜水员呼吸,因为在压强较大的深海里,用普通空气呼吸,会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员从深海处上升,体内逐渐恢复常压时,溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡,对微血管起阻塞作用,引起“气塞症”。氦气在血液里的溶解度比氮气小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通空气,就不会发生上述现象。此外,这种含氦的人造空气,还可用来医治支气管气喘,因为它的平均密度比普通空气小三倍,容易吸入或呼出。
一般说来,空气的成分是比较固定的,空气的密度为1.293克/升。
空气的污染
粉尘污染 可吸入颗粒物
二氧化硫(SO2)
气体污染 一氧化碳(CO)
二氧化氮(NO2)
臭 氧
三、保护空气
污染的来源
1、矿物燃料(煤和石油)的燃烧
2、工厂的废气
3、汽车的尾气
自然因素
防止污染的方法
1、改变燃料的结构:煤燃烧产生的
烟尘比石油大110倍 ,天然气放
出杂质较少。降低煤、石油中硫
的含量。
2、安装除尘装置:排出废气前进行
除尘及废气处理。
3、加强大气质量检测
4、积极植树、造林、种草等
医院给病人输氧时用到
类似如图所示的装置。
关于该装置,下列说法
中不正确的是( )
A、使用该装置用来观测氧气输出的速率
B、b导管连接病人吸氧气的塑料管
C、使用该装置用来观测是否有氧气输出
D、b导管连接供给氧气的钢瓶
a
b
b
在一个具有刻度和
一具可以左右滑动的
活塞的玻璃容器中放
入一粒白磷(适量),
将玻璃容器固定好,如上图,放在盛
有80℃水的烧杯上(白磷燃烧所需的温
度为40℃),进行实验,试回答:
(1)实验中可观察到的现象为 ;
(2)你可得出哪些结论 。
1 2 3 4 5 6
白磷