内容正文:
第二单元:《我们周围的空气》知识汇总精讲
【知识结构】
【知识梳理】
一、空气成分及其用途
1、法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分,得出结论:空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5。
2、空气的成分及其体积分数(大约)
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
水蒸气和其它成分
体积分数
78%
21%
0.934%
0.034%
0.02%
3、空气各成分的用途:
(1)分离液态空气制取各成分
降温 加热 氧气 该过程是物理变化
空气 液态空气 氮气 (石油蒸馏同这里的原理一样)
加压 原理:各成分沸点不同 稀有气体
(2)用途: 氮气 工业生产硝酸和氮肥,食品防腐,液态氮气用作制冷剂; O2供给呼吸,支持燃烧,钢铁冶炼,金属焊接; 稀有气体用作保护气,制作多用途电光源;
4、空气质量:
(1)空气中的有害物:SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物;
(2)空气污染指数越高,污染越严重;
(3)CO2不属于空气污染物,但含量增多会引起温室效应。
典例1 【2019.北京】空气成分中,体积分数最大的是( )
A.氧气 B.氮气 C.稀有气体 D.二氧化碳
典例2【2019.重庆A卷】某些袋装食品需要充气防腐,下列最宜作充入气体的是( )
A.氮气 B.氧气 C.甲烷 D.一氧化碳
典例3【2019湖南衡阳】有关空气的叙述中,正确的是( )
A.空气中的氧气具有可燃性,可用作火箭燃料
B.化工厂废气及汽车尾气,不会造成空气污染
C.稀有气体有广泛的用途,可制成多种用途的电光源
D.空气中的氮气与氧气体积比约为5:1
二、测定空气中氧气的含量
1、基本思路:通过化学反应,除去混合物中的一种成分,再测定混合物在反应前后的体积或质量的变化。
2、药品选择:生成物是固体,只与氧气反应。例如:红磷或铜等。
3、原理:4P+5O2 2P2O5
4、装置:
5、步骤:连接装置,检查装置气密性;把集气瓶的容积分成5等份,做好记号;用止水夹夹紧胶管;在燃烧匙内放入过量的红磷;点燃燃烧匙中的红磷,立即伸入集气瓶中,把塞子塞紧;待红磷熄灭并冷却后,打开止水阀。
6、现象:集气瓶中有大量的白烟生成,并放出热量;打开止水夹,烧杯中的水倒流到集气瓶中,上升到约1/5处。
7、结论:空气中的氧气含量大约是1/5;
8、氧气含量偏小的原因:没有冷却至室温就读数;铜红磷量不足;加热时间不够;装置漏气;
典例4 【2019辽宁营口】实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量,最适宜选用的可燃物是( )
A.红磷 B.木炭 C.细铁丝 D.蜡烛
典例5【2018河北省】图6所示是测定空气里氧气含量的装置、气密性良好,在集气瓶内加入少量水,将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧橡皮管、点燃红磷后,迅速伸入集气瓶中并塞紧塞子;
待燃烧停止并冷却至室温后,打开弹簧夹。
(1)红磷燃绕的化学方程式为__________________。
(2)打开弹簧夹后,烧杯中的水能够进入到集气瓶中的原因是:_______________。
(3)实验结束,进入集气瓶中水的体积小于瓶内空间的五分之一,可能的一种原因是_________________。
三、氧气的性质
1、物理性质:无色、无味的气体,不易溶于水(故可以用排水法收集); 密度比空气大(故收集的一瓶氧气,要正放在桌面上)。
2、化学性质:
(与木炭反应;原理:C+O2CO2。
现象:空气中:发红光,放热,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。氧气中:发白光,放热,生成使澄清石灰水变浑浊的气体
注意:木炭伸入瓶中时,要自上而下,缓慢伸入(目的使木炭与氧气充分反应)。
(与铁丝反应;原理:3Fe+2O2Fe3O4。
现象:空气中:变红热,不燃烧;氧气中:剧烈燃烧,火星四射,放热,生产黑色物质
注意:铁丝用砂纸打磨(除去表面的氧化物); 在铁丝一端系一根火柴棒(引燃);铁丝绕成螺旋状(预热未燃烧的的铁丝);在瓶底加少量水或铺一层细沙(防止高温生成物使集气瓶炸裂);燃着的铁丝不能接触瓶壁(防止炸裂瓶壁)。
(与木石蜡反应
现象:空气中:发红光,放热,生成水雾和使澄清石灰水变浑浊的气体。氧气中:发白光,放热,生成水雾和使澄清石灰水变浑浊的气体
思考:木炭等在空气中反应与在氧气中反应剧烈程度明显不同,为什么?物质与氧气反应时,单位体积的空间里氧分子