第四单元 第一节 空气的成分-【教材解读】2023秋九年级上册初三化学（鲁教版)

１１５　 - @   第四单元　我们周围的空气 第一节　空气的成分 M  > M 知识点一　认识空气的组成 １．空气的组成 空气是一种混合物,干燥洁净的空气主要是由氮气 (N２)、氧气(O２)和稀有气体(主要为氩气,另外还有 氦气、氖气等)组成的,还含有少量的二氧化碳(CO２) 和极少量的其他气体,空气成分所占体积分数如图 所示: 干燥洁净空气的成分(体积分数) ２．测定空气中氧气的含量 (１)实验原理:加热时,铜能跟密闭容器内的氧气反应,生 成黑色固体氧化铜.反应中消耗了氧气,又没有产生其 他气体,密闭容器内减少的气体体积即为空气中氧气的 体积.反应的文字表达式为铜＋氧气 △ →氧化铜. (２)实验用品及装置 (３)实验步骤 ①将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡皮塞封住),然 后打开上端橡皮塞,将水倒入量筒中,记录体积. > M  A (１)描述空气成分的 含量时用的是体积分数, 而不是质量分数. (２)空气中各气体成 分的 含 量 一 般 来 说 是 比 较固定的,但不是固定不 变的.在 不 同 地 区 或 同 一地区的不同时间,空气 中各 成 分 的 含 量 也 可 能 有所不同. 测定空气中氧 气 的 含 量 时,所 选 试 剂 要 满 足 以 下 条件: (１)只能与空气中的氧气 反应; (２)与氧气反应不能生成 气态物质. 化学　九年级　上册 １１６　 实验成功的关键 (１)铜粉要足量,保证能 完全消耗装置中的氧气. (２)装置的气密性必须良 好,不能漏气. (３)加 热 温 度 要 足 够 高, 时间要足够长. (４)冷却至室温后,要将 气球内的气体全部挤出. 在科 学 研 究 和 社 会 生产、生 活 中,为 了 研 究 物质 的 某 些 性 质 或 优 化 物质的某些性能,经常采 用化 学 方 法 实 现 物 质 之 间的 转 化.测 定 空 气 中 氧气 含 量 的 实 验 就 是 依 据混 合 物 中 各 组 分 性 质 的差 异,利 用 化 学 反 应, 在不 引 入 新 的 气 态 杂 质 的前提下,将氧气转化为 固态物质,从而测得空气 中氧气的含量. ②按图组装仪器,检查装置气密性后,在另一支干燥 的硬质玻璃管中装入足量铜粉,两端塞上带玻璃导管 的橡皮塞,其中一端用气球密封.移动注射器活塞, 在注射器中留下一定体积的空气,记录体积后与硬质 玻璃管另一端密封连接.根据酒精灯的高度,将玻璃 管固定在铁架台上. ③用酒精灯在铜粉部位加热,加热时不断缓慢推拉注 射器,至注射器内体积不再变化为止. ④停止加热后,待玻璃管冷却至室温,将气球内的气 体全部挤出.待注射器活塞稳定后,记录注射器中气 体的体积. (４)实验现象:红色的铜粉加热后变为黑色粉末,注射 器活塞向右移动,气体的体积约减少了１/５. (５)实验结论:空气中的氧气约占空气总体积的１/５. (６)误差分析 项目 可能原因 分析 测量 结果 偏小 装置漏气 冷却至室温后,外界空气会进入装 置,导致空气体积的变化减小 铜粉量不足 加热时间短 不能将装置内的氧气完全消耗,仍有 少量氧气存在 未不断推拉 注射器活塞 反应不充分,氧气不能被完全消耗 未冷却到室 温就读数 剩余气体处于受热膨胀状态,压强变 化不明显 测量 结果 偏大 反应结束气 球内的气体 没全部挤出 有一部分气体留在气球内,会使反应 后注射器中气体读数偏小,计算出的 氧气体积偏大 ３．空气成分的发现史 １７７５年,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气 的组成,第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成 的,其中氧气约占空气总体积的１/５. １８９２年,英国物理学家瑞利发现:从空气中分离得到 的氮气密度与分解含氮物质所得的氮气密度之间始 终有微小的差异.瑞利没有放过这一微小的差异,他 与英国化学家拉姆齐合作,终于发现在空气中还存在 第四单元　我们周围的空气 １１７　 　着一种性质“懒惰”的气体———氩气.在以后几年里, 拉姆齐等人又陆续发现了氦气、氖气、氙气等其他稀 有气体. 【例１】用下图所示装置测定空气中氧气的含量,有关说 法错误的是 (　　) A．铜粉用量的多少会影响实验结果 B．实验结束冷却至室温再读数 C．气球的作用是调节气压,使氧气充分反应 D．将铜粉换成炭粉也可以得到相同的结论 思路分析 足量的铜粉才能完全消耗装置内的氧气;气 体体积受热膨胀,高温下读数会使得读出剩余气体体 积偏大,计算出的氧气体积分数偏小;气球的作用是 调节气压,增强装置内空气流动,使氧气充分反应;碳 和氧气反应会生成二氧化碳气体,无法测得氧气的 含量. 答案 D 知识点二　空气是一种重要的资源 M  > M １．空气中各种成分的分离 原理:先通过降温加压使空气液化,然后加热液态空 气,当温度达到氮气的沸