2024年中考化学总复习---我们周围的空气

第二章 我们周围的空气 第1节 空气 1、 空气是由什么组成的 两百多年前，法国科学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。发现有一部分银白色的液体汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1/5.他研究了剩余的4/5体积的气体，发现这部分气体既不能够供给呼吸，也不能支持燃烧，他误认为这部分气体全部都是氮气（拉丁文意思是“不能维持生命”）。 拉瓦锡又把在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在加热，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他又把得到的氧气加到前一个容器里剩下的4/5体积的气体中，结果所得到的气体和空气的性质完全一样。 通过这些实验，拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。 在19世纪末，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气外，还有其他的成分。 仿照这个历史上著名的实验原理，我们来测定空气中氧气的含量。 【测定空气里氧气含量】 【视频：测定空气里氧气的含量】 实验原理 利用红磷燃烧消耗掉集气瓶中的氧气，生成五氧化二磷固体，使瓶中气体减少，导致压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水沿导管进入集气瓶，进入的水的体积即为瓶中氧气的体积 实验步骤 实验装置如下图所示。在集气瓶中加入少量的水，并做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。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。 实验装置 实验现象 红磷燃烧，发出黄白色火焰，产生大量白烟，并放出大量的热；冷却至室温后，打开止水夹，水沿导管进入集气瓶，进入的水的体积约占集气瓶的容积的1/5 文字表达式 化学方程式 实验结论 氧气约占空气总体积的1/5，且能支持燃烧；剩余4/5体积的气体难溶于水，且不支持燃烧 注意事项 1、红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。 2、装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。 3、导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小。 4、冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。 5、如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。 6、在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷和防止可燃物溅落炸裂集气瓶。 倒吸回的水体积大于五分之一的原因 燃烧匙伸入集气瓶过慢；整个实验过程中未使用止水夹，或止水夹未夹紧 倒吸回的水体积小于五分之一的原因 1、装置漏气； 2、红磷不足，未消耗完氧气； 3、装置未冷却就打开止水夹。 关于替换问题 1. 能否用木炭或硫代替红磷？不能，因为：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。 2. 能否用镁代替红磷？不能，因为：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。 3. 能否用硫粉代替红磷？可以，但是需要将水换成氢氧化钠溶液，来吸收反应生成的二氧化硫。 4. 能否用铁丝代替红磷？不能，因为：铁在空气中不能燃烧。 ( 图 2-1-1 空气的成分示意图 )实验证明，空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其它气体和杂质0.03%。 像空气这样，由两种或多种物质混合而构成的物质叫做混合物；而氮气、氧气、二氧化碳，它们都只是由一种物质组成的，我们称之为纯净物。纯净物可以用专门的化学符号来表示。 纯净物 混合物 定义 只由一种物质组成的物质 两种或多种物质混合而成的物质 不同点 由一种物质组成 由两种或多种物质组成 有固定不变的组成 没有一定的组成 能用一个化学式表示 不能用一个化学式表示 有一定的物理性质和化学性质 没有固定的性质，它们各自保持原来的性质 常见实例 冰水混合物、水蒸气、干冰 空气、溶液、合金、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水 注意：划分纯净物、混合物的标准是根据物质的种类来划分的。只含一种物质的就属于纯净物，含有几种物质的就属于混合物。 2、 空气是一种宝贵的资源 1、 氮气（N2） 氮气是一种无色无味的气体，密度1.2506克/升（气）【密度比空气小】，0.8081克/立方厘米（液）。熔点-209.86℃，沸点-195.8℃【熔沸点低】。从测定空气里氧气含量的试验中我们可以看到，红磷不能在氮气中继续燃烧，这说明了氮气不支持燃烧。许多实验事实都说明了氮气的化