内容正文:
第二单元 我们周围的空气
【学习目标】
重点:
1.空气的组成,成分与性质及其作用,空气污染的危害与空气保护。
2.测定空气中氧含量的实验原理。
3.纯净物、混合物、化合反应、氧化反应、分解反应、催化剂等概念。
4.氧气的性质与实验室制取的方法。
难点:
1. 测定空气中氧气含量的实验过程。。
2. 氧气的实验室制取方法
3. 催化剂的作用与特点。
第一节 空气
1、 拉瓦锡测定空气成分的实验
二百多年前,法国化学家拉瓦锡通过实验,得出了空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。实验中涉及的化学方程式有:2Hg+O22HgO和2HgO2Hg+O2↑。
2、 测定空气中氧气含量的实验
【实验原理】4P+5O22P2O5
【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水,并做上记号。
【实验步骤】
① 连接装置,并检查装置的气密性。
② 点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并塞紧塞子。
③ 待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。
【实验现象】① 红磷燃烧,产生大量白烟;② 放热;③ 冷却后打开弹簧夹,水沿着导管进入集气瓶中,进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。
【实验结论】① 红磷燃烧消耗空气中的氧气,生成五氧化二磷固体;② 空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
【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。
7. 不要用木炭或硫代替红磷!原因: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。
8. 如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液,就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。
9. 不要用镁代替红磷!原因: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、 空气的成分
气体
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%
4、 混合物和纯净物
混合物
纯净物
定义
两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。
只由一种物质组成的物质叫纯净物。
特点
组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应,它们各自保持着原来的性质。
纯净物可以用化学式来表示。但是,绝对纯净的物质是没有的。
常见实例
空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等
能用化学式表示的所有物质
冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物
5、 空气是一种宝贵的资源
1. 氮气
【物理性质】无色无味的气体,不易溶于水,密度比空气的密度略小。
【化学性质】化学性质不活泼,一般情况下不能支持燃烧,不能供给动植物呼吸。
【用途】① 制硝酸和化肥的重要原料(这一点可以证明空气中含有氮气);
② 用作保护气(焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐);
③ 医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术;
④ 超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。
2. 稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙的总称)
【物理性质】没有颜色,没有气味的气体,难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。
【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。
【用途】① 用作保护气(焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用);
② 用作光源(如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等);
③ 用于激光技术;④ 氦气可作冷却剂;⑤ 氙气可作麻醉剂。
6、 空气污染和防治
1. 空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳(三大有害气体),还包括工业废气等方面。
2. 计入空气污染指数的项目为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。
3. 空气污染的危害:造成世界三大环境问题(温室效应、臭氧层破坏、酸雨)、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。
4. 防治空气污染:加强大气质量监测;改善环境状况;减少使用化石燃料;使用清洁能源;积极植树、造林、种草;禁止露天焚烧垃圾等。
7、 绿色化学
绿色化学又称环境友好化学,其核心是利用化学原理从源头上消除污染。
绿色化学的主要特点是:
① 充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;
② 在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;
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