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情境导入
活动一:哪些事实能证明空气的存在?
2.1 空 气
空气发现史
17世纪中叶
人们认为空气只是单一的某种物质
1773 年
舍勒和普利斯特里独立发现空气中含有氧气,并制取出了氧气
1774 年
拉瓦锡利用实验证明出空气中含有氧气
19世纪
英国化学家瑞利发现了空气中存在氩气
一.空气的组成
1.拉瓦锡测定空气中氧气含量
现象
表达式
结论
汞槽中有红色粉末生成,汞进入到玻璃钟罩中,进入的汞的体积玻璃钟罩体积的1/5。
汞 + 氧气 氧化汞
△
空气是由氮气和氧气组成,氧气占空气体积的1/5,氮气占空气体积4/5。
思考1.拉瓦锡测量空气中氧气含量实验有哪些局限性?
时间太长。
不安全。
装置复杂。
思考2:拉瓦锡的实验原理是什么?
汞反应消耗氧气,玻璃钟罩中的压强变小,
汞倒吸进入钟罩。V汞=V氧气
【讨论】
1.如何快速将密闭容器中的氧气消耗掉?
2.如何测得消耗掉的氧气的体积?
可用燃烧的方法。
反应结束后,让水进入密闭的反应容器,待装置温度恢复至室温后,测量水的体积就行了。
进入的水的体积=消耗的氧气体积
水代氧气法
2.空气中氧气含量的测定
【实验2-1】空气中氧气含量的测定
①实验装置
②反应原理:红磷+氧气 五氧化二磷
点燃
说出仪器名称。
红磷燃烧消耗瓶中氧气,导致瓶内气体压强下降,在大气压强的作用下,水回流入集气瓶内,观察水回流的体积即可得出氧气的体积分数。
③实验原理
a.在集气瓶中加入少量的水,将集气瓶内空气部分分为五等份。
b.在集气瓶口加上双孔橡胶塞,分别插上燃烧匙和导管,加上弹簧夹。
c.检查装置的气密性。
d.弹簧夹加紧橡皮管,点燃烧匙上过量的红磷,然后立即伸入集气瓶内,把塞子塞紧。
e.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察集气瓶内水面上升的情况。
③实验步骤
④实验现象:
⑤实验结论:
(2)剩余气体
红磷燃烧,产生大量白烟,放出大量的热量,打开弹簧夹后,进入集气瓶的水的体积约占空气总体积的五分之一。
(1)集气瓶内水面上升约五分之一,说明氧气约占空气总体积的五分之一。
既难溶于水,也不支持燃烧。
基本为氮气氮气
化学性质
物理性质
⑥误差分析
(3)未冷却至室温就打开弹簧夹。
测量结果偏小
(1)
红磷量不足。
(2)
装置气密性不好。
红磷不过量
(4)一部分的水残留在了导管中。
(2)燃烧匙未迅速伸入集气瓶。
(1)弹簧夹未夹紧橡皮管。
测量结果偏大
装置改进
装置①
装置②
动脑思考
1.为什么事先要在集气瓶底部放少量水?(提示:燃烧放热,五氧化二磷有毒,易溶于水。)
①主要作用:吸收热量,防止集气瓶过热而炸裂。
②吸收有毒的五氧化二磷。
2.为什么 燃烧匙位置位于集气瓶下部 (提示:氧气密度大于空气)
充分消耗氧气。
3.能否用木炭或者蜡烛代替红磷进行试验?
(提示:碳+氧气 二氧化碳,二氧化碳为气体)
点燃
不能;生成的二氧化碳是气体,会弥补反应所消耗的氧气的气体体积,导致测量结果有误差。
深入思考:能否用铁丝代替红磷进行试验?(提示:铁丝在空气中不燃烧)
镁能代替吗 (镁+氧气 氧化镁,镁也能和空气中的氮气反应。)
点燃
反思:若选择其他药品代替红磷,该药品需要满足哪些条件?
以下事实说明空气中有哪些成分?
①呼吸作用和光合作用。
②饼干暴露在空气中会变软。
③澄清石灰水敞口放置一段时间会变浑浊。
氧气,二氧化碳。
水。
二氧化碳。
3.空气中的成分
三.纯净物和混合物
纯净物 混合物
概念
特性
举例
联系 由一种物质组成的物质
氧气、氮气、二氧化碳、
水、冰水混合物、红磷
可以用化学符号来表示
由两种或两种以上的物质混合而成的物质
(干净)空气、稀有气体、海水、 自然水、矿泉水、溶液、合金
混合物由两种或两种以上的纯净物组成
组成混合物的各种纯净物保持着各自的性质
不可用化学符号来表示
下列哪些物质属于纯净物,哪些属于混合物?
请你分辨
①洁净的空气 ②湿润的氧气 ③二氧化碳
④海水 ⑤冰水混合物 ⑥冰
⑦土壤 ⑧生理盐水 ⑨干冰 ⑩臭氧
纯净物:③⑤⑥⑨⑩
混合物:①②④⑦⑧
氧气
三.空气是一种宝贵的资源
1
木柴燃烧
火箭发射
炼钢
气割气焊
化学性质:助燃性
用途1:支持燃烧(气焊气割、炼钢、宇航等)
注:氧气没有可燃性,不能做燃料。
化学性质:氧化性
用途2:供给呼吸(医疗、潜水、登山、航空等)
动植物呼吸
潜水
宇宙航行
医疗急救
燃烧着的红磷熄灭了,这种现象说明氮气具有什么化学性质?
在测定空气中氧气含量的实验中,集气瓶内剩下的气体主要是 。
集气瓶内水平面上升一定高度后,还能继续上升吗?这种现象说明氮气具有什么物理性质?
状态
标准状况下的密度
气味
通过日常生活对空气的观察及上面的讨论,描述氮气的性质
颜色
熔点
沸点
是否易溶于水
1.251g / L
-209.9℃
-195.8℃
无色
无味
气体
物理性质
化学性质
难溶于水
不可燃不助燃
化学性质稳定
1
2
氮气
氮气
2
焊接金属时的保护气
灯泡中充氮气以延长使用寿命
食品袋中充氮气以防腐
化学性质:稳定性
用途1:做保护气
用途2:提供低温环境
物理性质:易汽化吸热
医疗上可在液氮冷冻条件下做手术
超导材料在液氮低温环境下能显示超导性能
氮肥
硝酸
用途3:制造氮肥和硝酸
3
稀有气体
①包括氦,氖,氩,氪,氙,氡。
注:稀有气体是混合物
②物理性质:通常状况下,无色无味的气体;难溶于水。
③化学性质:很不活泼(与绝大多数物质不反应)。
④用途:
(1)保护气
(2)电光源
(3)氦气制造低温环境,氙气可以用于医疗麻醉。
焊接金属保护气、灯泡填充气
四.保护空气
1、污染来源:工厂废气、汽车尾气、化石燃料燃烧。
化石燃料
工业废气
汽车尾气
含多种有害气体
含一氧化碳、二氧化氮等
产生烟尘、二氧化氮、 二氧化硫
2、主要污染物:
①、烟尘:固体颗粒物、PM10、PM2.5
②、有害气体:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧。
易错警示:二氧化碳不是污染空气的有害气体。
讨论:大气污染会造成哪些危害?
全球气温变暖
酸雨
臭氧空洞
二氧化碳
二氧化硫
二氧化氮
氟氯烃等
讨论:我们现在能做些什么?
减少化石能源,使用清洁能源
植树种草
低碳生活,乘坐公共交通出行
练习
1.下列实验现象描述,错误的是( )
A、蜡烛燃烧,产生黄色火焰,火焰分为三层。
B、稀盐酸和大理石混合,产生大量气泡。
C、红磷燃烧,生成五氧化二磷。
D、向氢氧化钠溶液中滴加两滴无色酚酞,溶液变为红色。
C
2.下列各组前者属于纯净物,后者属于混合物的是( )
A、净化后的空气;受污染的空气。
B、氧气;五氧化二磷。
C、蜡烛燃烧后的气体;呼出的气体。
D、冰水混合物;澄清石灰水
D
3.下列物质的性质和用途,说法不正确的是( )
A、氧气用于火箭发射,利用氧气的可燃性。
B、氮气用来做保护气,因为其常温下化学性质稳定。
C、稀有气体充入霓虹灯,利用稀有气体通电后发出不同颜色的光。
D、二氧化氮用于人工降雨,利用二氧化碳升华吸热。
A
4. (2022 绥化中考改编)“绿水青山就是金山银山”是建设生态文明的重要理念。下列做法与之相违背的是( )
A.直接焚烧秸秆
B.增加绿化面积
C.禁放烟花爆竹
D.利用风力发电
A
会产生烟尘、有害气体等大量空气污染物
5.为了帮助同学们更好理解空气中氧气含量测定的实验原理,老师利用传感器实时测定了实验装置(如图1)内的压强、温度和氧气浓度,三条曲线变化趋势如图2所示。