内容正文:
第3讲 空气
1、 空气的成分和用途
空气是一种天然资源,混合均匀,相对稳定,它的主要成分和体积分数:
空气成分
氮气
氧气
二氧化碳
稀有气体
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.03%
0.94%
0.03%
注意:这里指的是体积分数,不是质量分数,考试中常出现,要警惕。
2、 空气成份测定实验
1.拉瓦锡测定空气成分的实验
二百多年前,法国化学家拉瓦锡通过实验,得出了空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。拉瓦锡将少量的汞放在密闭容器中连续加热12天,结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色的粉末(那就是氧化汞),同时容器里空气的体积差不多减少了五分之一。剩余的五分之四体积的气体既不能供给呼吸,也不能支持燃烧,这些气体就被称为氮气。
将生成的红色粉末收集起来,高温加热,又得到了汞和氧气,而且得到的氧气的体积恰好就是密闭容器里所减少的气体体积。最后将得到的氧气和剩下的五分之四体积的气体混合,得到的气体跟空气的性质完全一样。从而拉瓦锡就得到“空气由氧气和氮气组成,且氧气约占空气总体积的五分之一”的结论。下图就是拉瓦锡实验的设置简图:
实验步骤:
把汞表面上所生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器里再加强热。
实验现象:
红色粉末又生成了银白色物质和能使带火星木条复燃的气体。
实验结论:
空气由氮气和氧气组成,其中氧气约占空气总体积1/5的结论。
拉瓦锡测定空气成分的实验的优缺点
优点:科学家用严肃认真的科学态度进行反复的实验。
缺点:实验时间较长,操作装置比较复杂,且实验过程中对环境有污染。
2.探究空气成分的实验
实验原理:
利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器内压强减小,在大气压的作用下,水进入容器,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积
实验装置:
①仪器:集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、乳胶管、弹簧夹、烧杯、酒精灯及火柴
②药品:红磷、水
实验步骤:
①连接装置并检查装置的气密性;
②在集气瓶内装入少量的水,再把剩余的容积分成五等份,并用橡皮筋做上记号;
③用弹簧夹夹紧乳胶管,点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中,并把塞子塞紧;
④燃烧结束并冷却至室温后,打开弹簧夹。
实验现象:
①红磷燃烧,发出黄色火焰,有大量白烟生成,放出热量;
②冷却后,打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶,进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
实验分析:
实验结论:
空气中氧气约占空气总体积的1/5。
注意事项:
①红磷要过量;
②装置必须密封;
③完全冷却后打开弹簧夹;
④插入燃烧匙的速度要快;
⑤弹簧夹要夹紧;
⑥集气瓶内加入少量水
⑦实验所用药品一般为红磷,不能用硫、木炭、铁丝等物质代替。
三、纯净物和混合物
1.纯净物:只由一种物质组成
纯净物单指一种物质如氧气、氮气、水(冰水混合物)等
2.混合物:由多种物质组成
混合物是指两种或两种以上的物质混合一起,如:空气、糖水、海水、河水等
四、课堂练习
一.选择题(共15小题)
1.(2023•济阳区二模)我国2023年世界环境日的主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”。下列做法中,不符合这一主题的是( )
A.植树种花,扩大绿地面积
B.发展快速公交,减少私家车出行
C.回收利用废弃金属,防止污染
D.大力发展火力发电,满足工业用电需求
2.(2023•丹阳市模拟)下列属于纯净物的是( )
A.液氮 B.香醋 C.煤炭 D.水垢
3.(2023春•岳麓区期中)空气无处不在。下列关于空气的说法中,正确的是( )
A.空气的成分按质量计算,N2 约占78%
B.空气是一种混合物
C.空气中的 N2的化学性质很活泼
D.空气中的O2可作燃料
4.(2023•天心区校级三模)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法正确的是( )
A.空气中含量最多的是氧元素
B.空气中分离出的氮气,可作食品保鲜的保护气
C.空气中氧气的质量分数为21%
D.空气中的稀有气体没有任何使用价值
5.(2023•乾安县模拟)下列物质中,属于纯净物的是( )
A.自来水 B.空气 C.钢 D.金刚石
6.(2023•禅城区二模)下列属于纯净物的是( )
A.沼气 B.酱油 C.铁锈 D.冰水
7.(2023•巴南区模拟)中国空间站的“人造空气”与空气成分含量基本相同,“人造空气”中含量最多的是( )
A.氧气 B.二氧化碳 C.氮气 D.稀有气体
8.(2023•高州市一模)空气中体积分数约占21%的是( )
A.二氧化碳 B.氧气 C.氮气 D.氦气
9.(2008秋•宣武区期末)如图是测定空气中氧气含量的实