内容正文:
微专题2-1 空气
知识·解读
一、认识空气的组成
1、空气成分的发现
(1)二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,得出了空气由氧气和氮气组成,氧气占空气总体积的1/5的结论。
(2)以后经过许多科学家研究发现,空气中还含有氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体。
2、空气中氧气含量的测定
(1)实验原理:红磷+氧气eq \o(――→,\s\up7(点燃))五氧化二磷
点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧。过量的红磷燃烧时消耗尽瓶中的氧气,生成五氧化二磷固体(没生成气体),瓶内气体减少,压强降低,低于外界大气压,水会自动进入容器中来补充。进入水的体积即为消耗的氧气的体积。
(2)实验装置:如图。
(3)实验步骤:
①先在集气瓶里加入少量水,再把剩余容积用记号划分成5等份。
②用弹簧夹夹紧胶皮管。
③在燃烧匙内放入红磷,点燃红磷,立即伸入瓶中并把瓶塞塞紧。
④冷却至室温后,打开弹簧夹。
(4)实验现象:
①红磷燃烧产生大量白烟,放出大量热,生成白色固体。
②冷却至室温后,打开弹簧夹,水经导管流入集气瓶,约上升到刻度“1”处。
(5)分析与结论:
红磷燃烧消耗掉集气瓶内的氧气,生成的五氧化二磷固体极易溶于水,几乎不占有体积,因此,水进入集气瓶来补充氧气的体积。由此证明氧气约占空气体积的1/5。
(6)该实验成功的关键是什么?
①红磷要稍过量; ②装置不能漏气; ③弹簧夹要夹紧胶皮管;
④点燃红磷后伸入集气瓶中的速度要快; ⑤待集气瓶的温度达到室温后再打开弹簧夹,不要过早打开。
(7)红磷要过量的原因
过量的红磷可保证消耗尽全部的氧气。若红磷不足,氧气没消耗尽,集气瓶中减少的气体会偏少,进入的水将少于1/5。
二、纯净物和混合物
1、二者的比较
纯净物
混合物
区别
含一种物质
含两种或多种物质
特性
有固定组成和性质
无固定组成和性质
表示
能用化学符号表示
不能用化学符号表示
举例
氧气、二氧化碳
空气、盐水、糖水
联系
混合物纯净物
2、判断的方法
(1)看所含物质种类:含一种物质的是纯净物;含不同种物质的是混合物。如冰水共存物是纯净物。
(2)看表示方法:能用化学符号表示的物质是纯净物;不能用化学符号表示的物质是混合物。
(3)看有无固定熔、沸点:有固定熔、沸点的物质是纯净物,无固定熔、沸点的物质是混合物。
3、判断纯净物、混合物常见的错误
①被“洁净、混合”等字眼迷惑。洁净不一定纯净,如洁净的空气只是没有污染,仍含有氧气、氮气等多种气体,属于混合物,不属于纯净物。
②被物质的名称迷惑。二氧化碳是物质的名称,“氧”“碳”指组成物质的基本成分——氧元素、碳元素(第三单元中将学习),不是两种物质。二氧化碳是纯净物,不是混合物。
三、空气是宝贵的自然资源
1、氧气的用途
(1)供给呼吸,如医疗急救、潜水、航空等。
(2)支持燃烧。燃料燃烧、炼钢、气焊等。
(3)辨误区:氧气能助燃,不可燃
氧气支持燃烧,是指燃料燃烧时需要氧气助燃,但氧气并不可燃。更不能说成氧气可作燃料。
2、氮气的性质和用途
(1)物理性质
颜色
状态
气味
密度
熔点
沸点
溶解性
无色
气态
无味
1.251 g/L
-209.9 ℃
-195.8 ℃
难溶于水
(2)化学性质:不活泼,不燃烧,不支持燃烧,无毒无害。
(3)用途:
a.用作保护气。氮气在低温、常温下难与其他物质发生化学反应。灯泡中充氮气可延长使用寿命,食品包装时充氮气可防止食品腐败,保鲜食品。
b.制造化肥、合成染料、炸药的重要原料。高温条件下,氮气也能与其他物质发生反应,用于制取有用的新物质。
c.液态氮用作冷冻剂。液态氮汽化时需吸收大量的热,能使局部温度降低。医疗上常用液氮冷冻、麻醉或冷藏人体细胞组织。在液氮的低温环境下,超导材料显示超导性能。
3、稀有气体的用途
稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称,它们是没有颜色、没有气味,化学性质很不活泼的气体,一般情况下不跟其他物质发生化学反应 (曾被称为“惰性气体”)。
(1)制电光源。稀有气体在通电时能发出不同颜色的光:氩气——紫蓝色光,氦气——粉红色光,氖气——红光,氙气——特强白光,能穿透浓雾。人们常用稀有气体制成各种用途的电光源,如航海灯(氙灯)、闪光灯、霓虹灯等。
(2)氦气密度小(仅次于氢气),性质稳定,用于填充飞艇、探空气球。
(3)稀有气体还可用于激光技术(氦气),制造低温环境,用于医疗麻醉(氙气)。
4、辨误区:稀有气体的化学性质不活泼是相对的
一般情况下,稀有气体的化学性质很不活泼。但一定条件下,它们也能与其他物质发生化学反应,只是反应条件较高而已。
5、释疑点:正确认识保护气
保护气是具有保护作用的气体,氮气能作保护气是由