第2讲 我们周围的空气（讲义）-【划重点】2023-2024学年九年级化学上学期期中期末复习精细讲义 （人教版）

第2讲 我们周围的空气 ——划重点九年级期中期末之复习讲义 考点1 空气的组成 1.拉瓦锡研究空气成分的实验 拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分。 实验装置 实验步骤 反应原理 实验现象 实验结论 把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天 汞+氧气 氧化汞 一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积约减少 空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的 将汞表面所生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器里加强热 氧化汞 汞+氧气 红色粉末变成银白色液体和无色气体,所得气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积 2.空气中氧气含量的测定 （1）实验装置 ①仪器：集气瓶、燃烧匙、玻璃导管、烧杯、弹簧夹、胶皮管; ②药品：红磷、水。 （2）实验原理 利用红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。 （3）实验步骤 ①连接装置，检查装置的气密性;②在集气瓶内加入少量水后，将水面上方空间分为5 等份;③用弹簧夹夹紧胶皮管;④点燃红磷后，立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧;⑤燃烧结束装置冷却至室温后，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冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水经导管流入集气瓶，且流入水的体积约占集气瓶内原有空气体积的。 （5）实验分析及结论 红磷在空气中燃烧是红磷与空气中的氧气反应，生成一种叫做五氧化二磷的新物质，这一反应可以用文字表示为红磷＋氧气五氧化二磷。生成的五氧化二磷为固体，溶于水且几乎不占有体积，燃烧消耗了集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强减小。冷却至室温后，外界大气压把烧杯内的水压进集气瓶，压入的水的体积约等于集气瓶内消耗的氧气的体积，由此可得出相应结论：氧气约占空气体积的。 （6）误差分析 （1）不能用木炭、硫、铁丝、镁等代替红磷，因为木炭、硫燃烧后会生成气体，使密闭容器内压强无明显变化，铁丝在空气中不能燃烧，镁不仅可与空气中的氧气反应，还会与空气中的氮气和二氧化碳反应。 （2）做空气中氧气含量的测定实验时，选择的反应物应具备两个条件：①物质能在空气中燃烧且只与空气中的氧气反应，即能消耗氧气;②燃烧后的生成物应为固态或液态，所占的体积可忽略不计，这样才能较准确地测定空气中氧气的含量。 （3）通过本实验还可以得出红磷燃烧后空气中剩余的主要气体氮气的性质，即物理性质：难溶于水，化学性质：不燃烧也不支持燃烧。 （4）集气瓶中要预先加入少量水，一是为了吸收红磷燃烧生成的五氧化二磷，二是为了防止热的燃烧物溅落，使集气瓶炸裂，三是为了吸收热量，有助于装置冷却。 测定空气中氧气含量的实验装置的改进 改进实验装置 实验原理 通过物质与空气中的氧气反应，消耗氧气，使密闭容器中的气体减少，减少的气体体积（测定进入容器中水的体积或利用刻度测量容器中气体体积的变化）即为空气中氧气的体积。各装置中所涉及反应的文字表达式为 ①：红磷+氧气五氧化二磷;②③④：白磷+氧气五氧化二磷;⑤⑥：铜 + 氧氧化铜 实验现象分析 ①红磷燃烧，冷却至室温后打开弹簧夹，注射器活塞向左移动，稳定后，注射器内减少的气体体积约为密闭装置内原有空气总体积的； ②白磷燃烧，冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中的水经导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶容积的； ③白磷燃烧，活塞先向右移动，后向左移动，冷却至室温后，活塞位于刻度"8"处; ④白磷燃烧，冷却至室温后，玻璃管内水面上升至刻度"1"处，烧杯内水面下降; ⑤实验时应交替推动注射器活塞，使氧气与铜丝充分反应，熄灭酒精灯冷却至室温后将剩余气体推进一个注射器中，根据刻度读出剩余气体的体积。气体减少的体积即为原空气中氧气的体积，再将其与原空气的体积相比，就可得到空气中氧气的体积分数; ⑥用酒精灯充分加热一段时间，熄灭酒精灯，注射器活塞移动，稳定后，注射器内减少的气体体积约为密闭装置内原有空气总体积的 装置优点 上面各实验装置自始至终都是密闭的，避免了课本实验装置中红磷点燃后塞橡胶塞的过程中发生装置内气体或五氧化二磷逸散的缺点，可减小实验误差且避免环境污染 （1）白磷在 40 ℃ 即可燃烧，其产物与红磷燃烧的产物相同，均为五氧化二磷。 （2）铜和氧气在加热条件下可反应生成黑色固体氧化铜。 （3）利用改进实验装置测定空气中氧气含量时，要注意计算气体体积变化时，利用的是改进装置中反应容器的总体积。 3.空气的组成 空气中各气体成分的含量如表所示∶ 成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% （1）空气中