内容正文:
第二单元
我们周围的空气
2.1 空气
绪言:
化学使世界
变得更加绚丽多彩
课程导入
地球的表面被空气所覆盖,空气是我们生存的必需品,那么空气里有什么呢?它的成分都有哪些?
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
实验一:将少量汞放在密闭容器连续加热12天
现象:部分银白色的液态汞变成了红色粉末,容器里空气的体积约减少了1/5
实验二:汞表面上所生成的红色粉末收集起来,放在另-个较小的容器里再加强热
现象:红色粉末又变成 了银白色物质,得到的气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积
将所得气体放到密闭容器中剩下的4/5体积的气体中,所得气体与空气的性质一致
拉瓦锡的结论:空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5
思考:上述两个实验的文字表达式是什么呢?
实验一:
汞+氧气
氧化汞
加热
实验二:氧化汞
汞+氧气
加强热
你能分别写出一条关于汞和氧化汞的物理性质和化学性质吗?
空气的成分
实验2-1 实验装置如图2-3所示下,在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧,观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察实验现象及水面的变化情况。
实验现象:
红磷燃烧产生大量白烟,并放出热量;冷却至室温后,打开弹簧夹,烧杯中的水沿导管进人集气实验现象瓶,集气瓶中的水面上升,约占集气瓶内原有空气总体积的1/5
实验结论:①氧气约占空气总体积的1/5②剩余气体主要为氮气,氮气不燃烧也不支持燃烧,不易溶于水,且不与水反应
文字表达式:红磷+氧气
五氧化二磷
点燃
思考:集气瓶内水的作用?
思考:实验中的红磷是否要过量?为什么?
思考:结论中有关氮气的性质是怎么得来的?
空气的成分
实验2-1 实验装置如图2-3所示下,在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧,观察红磷燃烧的现象。待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察实验现象及水面的变化情况。
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,进人密闭容器内水的体积即为减少的氧气的体积
实验分析:
红磷燃烧生成的五氧化二磷为固体,能溶于水且几乎不占体积,红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气,使瓶内气体减少,压强减小;冷却后,容器内气压小于外界大气压,打开弹簧夹,在大气压的作用下,水会进人集气瓶占据被消耗的氧气的体积
空气的成分
实验结果的误差分析
测量结果偏小:进入瓶中的水的体积偏小
①装置漏气,导致反应结束后,外界空气进入装置中
②红磷量不足,不能将装置内的氧气消耗完全
③导管中没有事先注满水,燃烧冷却后,一小部分水滞留于导管中
④未待装置冷却至室温就打开弹簧夹,集气瓶中气体还处于受热膨胀状态,压强变化不明显
可能原因:
测量结果偏大:进入瓶中的水的体积偏大
可能原因:
①点燃红磷后伸入集气瓶的速度太慢或未立即塞紧塞子,使集气瓶中部分气体受热逸出
②实验前未夹紧弹簧夹,使部分空气受热膨胀沿导管逸出
空气的成分
利用燃烧法测定空气中氧气的含量时(烧杯和集气瓶中装的都是水),选择的反应物应具备两个条件:
(1)该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应。如不能选用铁、镁等,因为铁在空气中难以燃烧,镁在消耗氧气的同时还会与氮气、二氧化碳反应。
(2)该物质燃烧后的生成物应为固态或液态,所占的空间体积可忽略不计。如不能选用硫、木炭等,因为硫和木炭燃烧后会生成气体。
思考:课本上氧气含量测定实验成功的关键是什么?
1.红磷要过量,保证完全消耗装置内空气中的氧气。
2.装置的气密性必须良好,不能漏气。
3.必须冷却至室温后再打开弹簧夹。
4.点燃的红磷要迅速伸入集气瓶并塞紧塞子。
5.实验时弹簧夹要夹紧。
空气的成分
如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识正确的是( )
A.红磷燃烧产生大量白色烟雾
B.燃烧匙中的红磷可以换成硫
C.该实验说明氮气不易溶于水
D.红磷过量会导致进人集气瓶中水的体积大于1/5
C
空气的成分
在19世纪末以前,人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来人们陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体,才认识到空气中除了氧气和氮气外,还有其他成分。目前,人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。
空气的组成
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂志
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
思考:这些百分数是什么的占比?
思考:空气中成分含量是一成不变的吗?
空气的成分
在“天官课堂”第一-课中,水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边空气的成分和含量基本相同,下列关于“人造空气”的说法错误的是