【培训机构暑期培优】2.1 空气（学生版+教师版）-广东省2021年九年级化学讲义

课题2.1 空气 一、空气的组成 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。 2．空气的成分及其含量按体积分数计算，大约氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，CO2占0.03%，其它气体和杂质占0.03%。 二、空气中氧气含量的测定实验 1．测定原理：利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷，则容器内气体压强减小，烧杯中的水在外界大气压的作用下 进入集气瓶，进而通过进入集气瓶中水的体积来确定空气中氧气的含量。 2．实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟，过一会儿火焰熄灭，装置冷却后打开弹簧夹，观察到烧杯内的水被压入集气瓶中，集气瓶内水平面上升约 1/5，说明氧气约占空气体积的1/5。 三、纯净物和混合物 纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成 由两种或两种以上的物质混合而成 特性 有固定的组成和性质 没有固定的组成和性质，各物质都保持各自的性质 表示方法 可用化学符号表示，如氮气(N2) 不能用固定的化学符号来表示 举例 氧气(O2)、硫（S）、等 空气、溶液、矿石、合金等 四、空气是一种宝贵的资源 1．氧气的用途 氧气可以供给呼吸，支持燃烧。举例：医疗急救、炼钢、气焊、宇宙航行等。 2．氮气的性质和用途 （1）物理性质： 氮气 颜色 状态 气味 标准状况下的密度 熔点 沸点 是否易溶于水 无色 气态 无味 1.251g/L -209.9℃ -195.8℃ 不易溶于水 （2）化学性质：氮气的化学性质不活泼，通常不支持燃烧。 （3）用途：制硝酸和氮肥的重要原料；用作保护气（如焊接金属……、灯泡充氮……、食品防腐……）；医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。 3．稀有气体的性质和用途 （1）稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等。 （2）物理性质：没有颜色、没有气味的气体，难溶于水。 （3）化学性质：很不活泼。 （4）用途：作保护气（焊接金属时隔绝空气，灯泡充稀有气体使灯泡耐用）；制电光源（发不同颜色光的霓虹灯）。 五、保护空气 1．空气的污染源与防护措施 （1）空气的污染源：有害气体和烟尘。其中有害气体包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。 （2）空气污染的危害 ①严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡； ②导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。 （3）保护空气的措施 ①改善燃料结构，尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料。 ②化石燃料进行脱硫脱氮处理，工厂废气要经过处理后再排放。 ③开发新能源（绿色能源、清洁能源）。 ④植树造林，提高环境自我净化能力。 2．空气质量日报 （1）空气质量日报内容包括：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等。 （2）空气污染指数项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。 一、一、拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验 1．实验方法和原理 在曲颈甑（盛空气）里加热汞。 实验装置： 拉瓦锡测定空气的组成的原理： 汞+氧气氧化汞， 氧化汞汞+氧气。 2．实验现象及分析 （1）银白色的液态汞变成红色粉末(氧化汞）。生成气体的体积和所消耗气体的体积恰好相等，且将生成的气体加入到前一容器中剩余的气体里，所得气体跟空气的性质完全一样。 （2）容器里空气：①体积减小约1/5（氧气）②剩余气体约4/5（氮气） （3）实验结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。 3．汞的优缺点粉分析 （1）使用汞的优点 ①汞在加热的条件下，只与氧气反应。 ②汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。 ③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气加到剩下的体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。 ④汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。 ⑤氧化汞的密度小于汞的且不溶于汞，因此易与汞分离 （2）使用汞的缺点 汞有毒，汞蒸气易挥发，会造成环境污染，甚至危害人体健康。 二、实验室测定空气中氧气含量的实验 1．原理 利用红磷在空气中燃烧，将瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷固体，使集气瓶内压强减少，在大气压作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。 2．实验装置 3．实验中的注意事项： （1）测定空气中氧气的体积分数时，所用物质应满足的条件： ①此物质能够在空气中燃烧，不能用铁丝代替红磷，铁丝在空气中不能燃烧。 ②此物质在空气中燃烧时只能消耗氧气，不能消耗其他气体。不能选用镁代替红磷，因为镁不仅与空气中的氧气反应，还和二氧化碳、氮气反应。 ③此物质在空气中燃烧时只能生成固体，而不能生成气体，一般不用木炭、硫代替红磷；若生成的气