内容正文:
2.1 空气的成分
(分层练习)
基础知识清单
一、空气的成分的发现
1.法国化学家拉瓦锡通过实验得出结论,空气是由氮气和氧气组成的。
2.空气中各成分气体按体积分数计算,氮气占78%,氧气占21%,稀有气体占0.94%,二氧化碳占0.03%,水蒸气及其他占0.03%。
二、空气中氧气含量的测定
1.实验原理:利用红磷燃烧消耗氧气,使装置中压强减小。
文字表达式:磷+氧气五氧化二磷
符号表达式:P+O2P2O5
2.实验装置:常见的实验装置如下图。
3.装置内压强变化:开始时由于红磷燃烧放热,压强增大,一段时间后由于氧气消耗,温度降低,压强减小,打开弹簧夹水倒吸后压强增大至与大气压相同。
4.实验现象:红磷燃烧,产生大量白烟,放热,冷却至室温后打开弹簧夹可看到烧杯中的水沿着玻璃管流入集气瓶中,进入集气瓶内的水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
5.实验结论:空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
6.实验误差分析:
错误操作
测定结果
红磷量不足
偏小
装置气密性差
偏小
实验前打开弹簧夹
偏大
引燃红磷后伸入集气瓶速度太慢
偏大
未冷却至室温打开弹簧夹
偏小
7.实验药品选择标准:只消耗氧气且燃烧后不会产生其他气体的物质。
三、氮气和稀有气体
1.氮气的性质及用途
(1)物理性质:通常情况下,氮气为无色、无味气体,难溶于水,密度比空气的密度略小。液氮的沸点为-196.6 ℃——用作冷冻剂。
(2)化学性质:①常温下化学性质稳定——用作保护气(灯泡中充入氮气保护钨丝不被氧化、食品包装袋中充入氮气防腐);②高温、高能量下,氮气性质活泼——用作化工原料(制造氮肥、炸药和染料等)。
2.稀有气体的性质及用途(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气等)
(1)物理性质:通常情况下,稀有气体为无色、无味气体,难溶于水。稀有气体通电时,会发出不同颜色的光——用作电光源、激光技术。氙气灯被称为“人造小太阳”。
(2)化学性质:非常稳定,一般不与其他物质发生反应,但在一定条件下也可以和某些物质发生反应。曾被称为“惰性气体”——可用作焊接金属的保护气。
(3)氦气用于填充探空气球(氦气密度小,化学性质稳定,利用了其物理性质和化学性质)。
二、混合物和纯净物
纯净物
混合物
概念
只由一种物质组成
由两种或两种以上物质组成
区
别
组成
特点
固定
不固定
性质
有固定的物理和化学性质
无固定的物理性质,各物质都保持各自的化学性质
举例
氧气、二氧化碳、水、铁等
空气、海水、土壤等
相互转化
一、单选题
1.空气的成分中,属于稀有气体的是( )
A.氩气 B.氧气 C.水蒸气 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】A、稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称,因此氩气属于稀有气体;故选项正确;
B、氧气不属于稀有气体,故选项错误;
C、水蒸气不属于稀有气体,故选项错误;
D、二氧化碳不属于稀有气体,故选项错误;
故选:A。
2.空气的成分主要有:①氮气 ②氧气 ③稀有气体 ④二氧化碳。按体积分数由小到大排列的正确顺序是( )
A.②①③④ B.④③②① C.③④②① D.④②③①
【答案】B
【解析】空气中各成分的体积分数分别是:氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%。
故选:B。
3.在对薯片等食品进行包装时,可以冲入氮气以达到防腐和保鲜的目的。这是由于氮气( )
A.是无色无味的气体 B.化学性质不活泼
C.占空气体积的78% D.沸点约为﹣196℃
【答案】B
【解析】氮气的化学性质比较稳定,且无毒,所以可以填充在食品包装袋内作保护气,用于食品防腐。
故选:B。
4.人类的生存离不开空气,如图所示为空气成分示意图,下列有关空气的说法中正确的是( )
A.X、Y、M均为纯净物
B.测定空气中Y的含量时可将红磷改为蜡烛
C.X约占空气质量的78%
D.灯泡和食品包装中均可充入X作为保护气
【答案】D
【解析】A、X是氮气、Y为氧气均为纯净物,M中含有二氧化碳、稀有气体等多种物质为混合物,故选项错误;
B、蜡烛燃烧产生二氧化碳等气体,不会产生压强差,故选项错误;
C、X(氮气)约占空气体积的78%,不是质量,故选项错误;
D、X是氮气,氮气的用途是:制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂;故选项正确;
故选:D。
5.下列关于空气的说法中,正确的是( )
A.空气中氮气约占总质量的78%
B.空气中的二氧化碳会造成酸雨,是大气污染物
C.稀有气体约占空气体积的0.03%
D.空气中各成分都保持着它们各自的性质不变
【答案】D
【解析】A、