第二单元我们周围的空气知识点汇总--2022-2023学年九年级化学人教版上册

第二单元  我们周围的空气

课题1  空气组成和氧气含量的测定

【学习目标】

1.记住空气中各成分的体积分数；了解空气主要成分的性质和用途；了解空气污染的原因、危害及防治措施。

2.掌握空气中氧气含量测定的实验原理、装置、操作方法以及误差分析。

3.认识纯净物、混合物的概念，并能从物质的组成上区分纯净物和混合物。

【知识点梳理】

知识点一、拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分
　　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。
   这个著名实验是：把少量的汞放在一个密闭的容器里连续加热12天，结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积减少了约1/5；

汞与氧气的反应：汞+氧气氧化汞

汞的化学符号Hg,氧气的化学符号O2,氧化汞的化学符号HgO,上述反应可表示为：Hg+O2HgO

他研究了剩余的那部分气体，发现它既不能供动物呼吸，也不支持燃烧，这正是氮气；他把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个容器里加热，除了得到汞以外，还得到了氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里减少的气体体积；他把得到的氧气加到前一个容器中剩下的约4/5体积的气体里，结果得到的气体与空气的性质完全一样。

汞受热分解的反应：HgOHg+O2

 

知识点二、测定空气中氧气含量的方法

1．实验原理：
　利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小；在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。
2．实验装置：

3．实验步骤：

（1）将仪器连接好并检查装置的气密性。
（2）在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。
（3）用弹簧夹夹紧乳胶管。

（4）在燃烧匙内放入过量的红磷。

（5）点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。
（6）红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。

4．实验现象：
（1）红磷燃烧产生大量白烟并放出热量。
（2）打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
5. 实验结论：

氧气约占空气体积的1/5。

【知识点诠释】

可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。不能选用木炭、硫等，因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质，且与所耗氧气体积相同，使瓶内外气压相等，水不会倒吸入瓶中。

1. 红磷必须过量，燃烧时才能使容器内氧气消耗完。
2. 红磷燃烧停止后，要等集气瓶内温度降至室温，方可打开弹簧夹。
3. 该实验还能得到的结论：氮气（集气瓶内剩余的气体主要是氮气）具有不能燃烧、不支持燃烧和难溶于水的性质。
4. 实验后测得氧气的体积分数小于21%的原因：

(1)      红磷的量不足（则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小）。

(2)      装置漏气（当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减小，测得的氧气的体积分数偏小）。

(3)      装置未冷却到室温就打开弹簧夹（温度较高气体压强较大，进入瓶内水的体积减小，引起测定结果偏低）。

5. 测定结果大于21%的原因：

(1)      点燃红磷前未用弹簧夹夹紧乳胶管（红磷燃烧放热会使部分空气由导管逸出，烧杯水中冒气泡；最后造成水进入集气瓶的体积大于1/5）。

(2)      将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢（放出的热将瓶内的部分空气赶出瓶外；冷却后打开止水夹，进入集气瓶水的体积大于1/5）。

 

知识点三、空气的组成
　空气的主要成分是氮气和氧气，分别约占空气总体积的4/5和1/5。

空气的成分按体积计算如下表：

【知识点诠释】

1.空气中各气体的含量是体积分数，不是质量分数。

2.空气是一种混合气体，组成比较固定，特别是氧气、氮气、稀有气体的成分几乎不变，但个别地区略有不同。

 

知识点四、纯净物和混合物

1.   混合物

(1)      定义：由两种或两种以上物质混合而成的物质叫作混合物。

(2)      混合物的性质：组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。

(3)      常见的混合物：石油、煤、天然气、洁净的空气、生理盐水、矿泉水、汽水、碘酒、白酒、双氧水、盐酸、合金等都是混合物。

2.   纯净物  

(1)      定义：只由一种物质组成的物质叫作纯净物。

(2)      纯净物可用化学符号来表示，如氮气可表示为N2,氧气可表示为O2、二氧化碳可表示为CO2等。  

(3)      常见的纯净物：水银、液态氧、液态氮、蒸馏水(纯水)、干冰、冰水共存物、金刚石、石墨、氯化钠、氧化铁等都是纯净物。

3.二者比较

 

 

知识点五、空气是一种宝贵的自然资源
1.空气中的各种成分作为原料广泛用于化工、炼钢、石油加工运输、电光源等领域，是人类生产活动的重要资源。

	性质	用途
氧气	物理性质：通常状况下为无色、无味的气体，不易溶于水，密度比空气略大；化学性质：活泼，与磷等在点燃条件下可发生反应	(1)              供给呼吸，可用于医疗急救、潜水、登山、航空等。 (2)   支持燃烧，可用于气焊、炼钢等
氮气	物理性质：通常状况下为无色、无味的气体，不易溶于水，密度比空气略小；化学性质：一般不燃烧也不支持燃烧，常温下不易与其他物质反应，化学性质稳定	(1)作保护气：焊接金属时作保护气；灯泡中填充氮气以延长灯泡的使用寿命；食品包装袋中充有氮气以防止食品腐败变质，延长保质期。(2)医疗上可以在液氮冷冻麻醉的条件下做手术。(3)超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。(4)制氮肥和硝酸的重要原料
稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡、氮)	物理性质：通常状况下，都是无色、无味的气体，难溶于水，通电时都能发出不同颜色的光；化学性质：极不活泼，一般不与其他物质发生反应	(1)作保护气，如焊接金属的时候用稀有气体来隔绝空气。(2)作电光源—物理变化，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等。(3)氦气用于制造低温环境；氙气可用于医疗麻醉。(4)用于激光技术等

2.空气污染
(1)  空气污染的形成
   随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘等对空气造成了污染。
(2)  空气污染物及其来源
   空气污染物包括烟尘和有害气体两大类。其中有害气体包括：二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)等。