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第二章 空气、物质的构成
2.1 空气的成分
第二章 空气、物质的构成
第 1 课 时
1.了解空气的主要成分,知道空气中主要成分的含量。
2.知道空气中氧气含量的测定方法。
3.记住空气中各成分的主要用途。
学 习 目 标
自 主 探 究
网购已成为时代宠儿,我们从网上买一些易碎的物件时,快递包装盒里通常有一些鼓起的小袋子,你们知道袋子通常通入的是什么吗?
看不见、摸不着的空气
一、空气的成分
最初人们以为空气是一种单一的物质
18世纪70年代,法国化学家拉瓦锡通过实验证明了其中有氧气和氮气
19世纪末,英国物理学家瑞利发现了稀有气体氩。后经许多科学家的实验和探究得出空气中的稀有气体还含有氦、氖、氪、氙等成分。
1.空气成分的发现
法国化学家拉瓦锡的贡献
拉瓦锡研究空气成分所用的装置
汞 + 氧气 氧化汞(红色粉末)
加热
拉瓦锡通过实验得出空气由氧气和氮气组成
【实验2-1】实验装置如图所示。
空气是由什么组成的?
实验现象:
1.红磷燃烧时产生大量白烟,放出大量的热;
2.等到燃烧停止,冷却到室温后,瓶内水面上升了约1/5体积
实验结论:
氧气约占空气总体积的1/5。
2.实验室测定空气中氧气的含量
五氧化二磷
点燃
实验原理:
红磷 + 氧气
P O2 P2O5
实验成功的关键
(1)装置不能漏气;
(2)集气瓶中加少量水(防止高温熔融物溅落使瓶底炸裂);
(3)红磷足量;
(4)点燃红磷后要立即伸入集气瓶中,并塞紧胶塞;
(5)待红磷冷却后,打开弹簧夹。
1.根据实验现象,分析瓶内剩余气体具有怎样的性质?
答:不能燃烧,也不能支持燃烧;不溶于水。
2.红磷燃烧后生成的“大量白烟”可以说“大量白雾”吗?
答:不能。烟是固体小颗粒,雾是小液滴。
想一想?
3.能否用木炭、硫代替红磷做此实验?红磷代替品应满足什么条件?
答:木炭和硫燃烧生成二氧化碳和二氧化硫气体,生成气体的体积会弥补反应消耗氧气的体积,测量结果偏小。
代替品应满足以下条件:(1)在空气中能燃烧且只能与氧气反应;(2)该物质燃烧后生成物是固体。
4.在实验中如果进入水的体积小于集气瓶总体积的1/5,会有什么原因呢?
答:(1)红磷熄灭后未冷却到室温,就打开弹簧夹;
(2)装置漏气;
(3)红磷的量不足;
(4)有部分水留在导管中未进入集气瓶;
(5)燃烧一定程度时,瓶内氧气含量小,红磷不能继续燃烧。
5.在实验中如果进入水的体积大于集气瓶总体积的1/5,会是什么原因呢?
答:(1)点燃红磷后,插入集气瓶的速度太慢,导致部分气体从集气瓶口膨胀逸出。
(2)弹簧夹未夹紧,红磷燃烧放热,导致部分空气从导管口膨胀逸出。
3.空气的组成(体积分数)
空气 的成分 氮气 氧气 稀有 气体 二氧 化碳 其他气体杂质
体积 分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
巧记空气的成分
氮七八,氧二一,
零点九四是稀气;
还有两个点零三,
二氧化碳和杂气;
以上都是体积数,
莫与质量混一起。
注意
(1)上述比例是体积分数不是质量分数。
(2)空气中的成分和含量不是固定不变的,不同地区、不同时间都会有变化。
二、氮气和稀有气体
1.燃烧着的红磷熄灭了,这种现象说明氮气能不能支持燃烧?
2.集气瓶内水平面上升一定高度后,还能继续上升吗?这种现象能不能说明氮气不易溶于水?
答:氮气不能支持燃烧。
答:不能继续上升。能说明氮气不易溶于水。
不能燃烧,不能支持燃烧。
无色、无味的气体
难溶于水,熔沸点低
标准状况下密度为1.251g/L,比空气的密度略小
不易溶于水
1.氮气的性质和用途
物理性质
化学性质
(1)性质
(2)用途
氮气
常温条件下化学性质稳定
高能量条件下可参与化学反应
充氮包装,保存食品
充氮灯泡
制取氮肥
合成染料
制造炸药
2.稀有气体的性质和用途
(1)稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。
(2)稀有气体是无色、无味的气体,化学性质很不活泼。
性质 用途
物理性质 通电时会发出各种颜色的光 用于霓虹灯、激光技术
化学性质 一般不跟其他物质反应 作焊接保护气
举例(氦气) 密度很小、很稳定 作探空气球填充气
(3)稀有气体性质及对应用途
1.请根据图示回答下列问题:
(1)现象:红磷在集气瓶内燃烧,产生_________;冷却后打开弹簧夹,烧杯内的水______________,瓶中的水面上升约占 体积。
(2)结论:_____________________。
大量白烟
倒流入集气瓶
1/5
氧气约占空气体积的1/5
课 堂 达 标
2.某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量,红磷燃烧后恢复到室温,打开弹簧夹后,发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的 1/5.造成这一现象的原因可能是( )
A.实验前没有将弹簧夹夹紧
B.实验装置可能漏气
C.实验中所取的红磷过量
D.冷却到室温才打开弹簧夹
B
3.用如图所示的实验测定空气中氧气的含量,下列操作会使测定结果偏大的是( )
A.装置漏气
B.药匙中放入的红磷量不足
C.点燃红磷伸入瓶中时,没有立即塞紧瓶塞
D.红磷燃烧结束后,没等装置冷却就打开弹簧夹
C
4.空气中按体积计算,含量最多的气体是( )
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.稀有气体
B
5.下列关于氮气用途的说法错误的是( )
A.制造硝酸和氮肥的重要原料
B.食品包装中充入防腐
C.灯泡中充氮气延长寿命
D.氮气支持燃烧
D
6.空气是一种宝贵的自然资源,下列气体不可直接从空气分离获得的是( )
A.用作医疗急救的氧气
B.用作焊接保护气的稀有气体
C.用作食品防腐剂的氮气
D.用作清洁燃料的氢气
7.霓虹灯能发出五颜六色的光是由于充入了哪种气体( )
A.氧气 B.氮气 C.稀有气体 D.二氧化碳
8.为了使灯泡经久耐用,常向灯泡里面充的气体是( )
A.二氧化碳 B.氧气
C.氮气或稀有气体 D.氮气和氧气
D
C
C
谢 谢 观 看