内容正文:
这是本实验的实验装置,气密性良好,在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为五等份,用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧池内的红磷后,立即伸入瓶中,并把塞子塞紧,观察红磷燃烧的现象。可以看到,红磷燃烧产生大量白烟,进一步的实验证明,这种物质是五氧化二磷。待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。观察到烧杯内的水经导管流入集气瓶中,集气瓶中的液面在不断上升。当集气瓶内水面上升约5分之1时停止,说明空气中的氧气被消耗了,消耗的氧气约占空气体积的5分之1。
在燃烧池里放少量木炭。加热,直到发生燃烧。移开燃烧池,观察木炭在空气里燃烧时发生的现象。把盛有燃着的木炭的燃烧池由上而下慢慢伸进充满氧气的集气瓶里,观察木炭在氧气里燃烧时发生的现象。比较木炭在空气里和氧气里燃烧有什么不同?
这是澄清石灰水溶液。倒入少量到烧杯中。把产生的二氧化碳通入装有澄清石灰水的烧杯中观察现象。
拉瓦锡测定空气成分是指法国科学家拉瓦锡用定量实验的方法测定了空气成分的实验。他把少量汞放在密闭容器中加热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5分之1。通过对剩余气体的研究,他发现这部分气体不能供给呼吸,也不助燃,他认为这全部是氮气。拉瓦锡又把加热生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器中,再加热得到汞和氧气,且氧气体积恰好等于密闭容器中减少的空气体积。他把得到的氧气导入前一个容器,所得气体和空气性质完全相同。通过实验,拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成,氧气占其中的5分之1的结论。
水和硫酸铜发生反应。
科粤版九年级上册
2.1 空气的成分
引入新课
空气、水和土壤等物质一起养育了地球上的生命,使地球成为太阳系中一个生机勃勃、绚丽多彩的行星。
人类与其他生物都生活在空气的“海洋”中,一刻也不能离开。空气中含有维系人类和万物生命所必须的物质。你知道空气里面都有哪些物质吗?
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一、空气的成分
空气中究竟含有什么?
这个问题曾经困扰人类很久。
18 世纪中叶以前,人们一直把空气看作是一种成分单一的物质。
经过科学家的努力,我们终于知道了空气其实是由多种物质混合而成的。
空气究竟是由哪些物质组成的?
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1、空气中存在二氧化碳
1.如图 3-1 所示,用大针筒把空气压入石灰水中。石灰水是否变浑浊? ________________________。这说明空气中含有 ___________________________。
石灰水
石灰水变浑浊
二氧化碳
检验二氧碳气体的方法:(记)
将气体通入澄清的石灰水中,如果石灰水变浑浊,则说明气体是二氧化碳。
图 3-1
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视频:检验二氧化碳气体
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2、空气中存在氧气
取一瓶空气和一瓶氧气,把一根燃着的木条先后插入两集气瓶
中,观察木条在两集气瓶中燃烧的剧烈程度是否相同。
。
合理的解释是 。
说明空气中存在 。
不相同。在氧气里燃烧更旺、更剧烈些。
空气中有氧气,但是氧气瓶中的氧气浓度更大些。
氧气
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视频:木炭在空气和氧气里燃烧
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3、空气中存在水蒸气
请设计一个实验来证明空气中含有水蒸气。
无水硫酸铜
水
硫酸铜晶体
现象:
白色的无水硫酸铜变成蓝色的硫酸铜晶体
白色的无水硫酸铜可以用来检验是否有水存在。
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视频:水和硫酸铜反应
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在生活中,从哪些现象中可以知道空气中存在水蒸气?
冬天,进入室内的眼镜片变模糊
刚拿出冰箱的可乐外壁出现水珠
冬天叶子上的露珠
通过以上的活动可以初步确定,空气中至少含有 CO2、O2和水蒸气等物质。
说明空气是一种混合物
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法国化学家拉瓦锡首先通过实验得出了“空气是由氮气和氧气组成,其中氧气约占空气总体积的 1/5” 的结论。
拉瓦锡研究空气成分所用的装置
19世纪末,科学家们又通过大量实验发现,空气里还有稀有气体、二氧化碳、水蒸气以及其他杂质。
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视频:拉瓦锡实验
活动
测定空气里氧气含量的实验
1.如图所示装置,先在集气瓶里加入少量水,再把剩余的容积分成5等份,做上记号。
2. 点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察到的现象是:_ __ ___ __ _ _______________ 。
3. 火焰熄灭后,振荡集气瓶,打开导管上的夹子,观察现象 ____ _________________,并记录瓶内水位变化情况 __ ______________ 。消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为 _________。
实验说明:_________________________。
红磷继续燃烧,产生大量白烟。
过一会儿后熄灭。
水从烧杯倒吸入集气瓶内
上升,约占瓶容积的1/5
1:4
氧气约占空气体积的五分之一
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视频:氧气含量的测定
思考与讨论
1.实验前,先在集气瓶里加入少量水的目的是什么?
防止生成的五氧化二磷固体溅落炸裂瓶底
2.能不能用木炭、硫等代替红磷来做实验,为什么?
不能。木炭、硫燃烧产生二氧化碳、二氧化硫是气体,瓶内压强几乎不变。
3.为什么烧杯内的水会进入到集气瓶内?
红磷和氧气发生反应生成的五氧化二磷是固体,同时五氧化二磷溶于水,使瓶内气体压强减小,打开止水夹后,大气压把水压入集气瓶中,直至内外压强相等。
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拉瓦锡测出氧气约占空气总体积的 1/5,而在我们的实验中,吸入的水的体积往往小于集气瓶剩余容积的 1/5。为什么会出现这样的现象?导致结果偏低的原因可能有哪些?
①红磷的量不足,导致瓶内氧气没有耗尽;
②燃烧匙没伸到瓶底,导致下部氧气没耗尽;
③装置漏气(如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等),使外界空气进入瓶内;
④在实验前,导管可预先注满水;使烧杯中进入导管的水一部分留在导管中;
⑤未冷却至室温就打开弹簧夹,使进入瓶内的水的体积减少;
……
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氧气21%
氮气78%
大量实验测定表明,空气中各成分的体积大约是:氮气 78%,氧气 21%,稀有气体 0.93%,二氧化碳 0.04%、水蒸气等其他气体和杂质 0.03%。在通常情况下,空气中各成分的比例保持相对稳定。
图3-3空气的体积组成
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二、空气的利用
1.氧气的用途
(1)氧气可以供给呼吸
(2)氧气可以帮助火柴燃烧
(3)乙炔在氧气中燃烧产生的高温火焰可用来切割或焊接金属
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2.氮气的用途
氮气是一种无色、无味、性质较不活泼的气体。
(1)利用氮气性质不活泼,可在灯泡中充氮延长使用寿命,食品包装时充氮可以防腐、保鲜。
(2)氮气还是制造化肥、炸药的重要原料
(3)液态氮由于在汽化时需吸收大量的热,因此可做冷冻剂,
医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。
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3.稀有气体的用途
(1)稀有气体的化学性质不活泼,常用作保护气
(2)由于稀有气体通电时能发出不同颜色的光,人们用它制成了各种用途的电光源,如航标灯、闪光灯、霓虹灯
(3)稀有气体还可用于激光技术,制造低温环境(氦气),用于医疗麻醉(氙气)等。
霓虹灯
当堂检测
1.如图所示是教材中“利用红磷测定空气中氧气含量”的改进实验,你觉得以下分析错误的是( )
A.利用电热棒加热避免了燃烧匙放入时瓶内气体逸出B.火焰熄灭是由于瓶中氧气急剧减少的缘故
C.反应完成后未打开止水夹前集气瓶要冷却
D.反应过程中可看到集气瓶中有大量白雾产生
D
当堂检测
2、空气中氧气与氮气的体积比约为( )
A. 4:1 B. 1:4
C. 1:5 D. 5:1
B
3、下列说法正确的是( )
A.空气的成分是比较固定的,主要由氮气和氧气组成
B.空气中氧气的质量占21%,氮气占78%
C.在通常状况下,无色、无味气体一定是空气
D.空气是一种单一的物质,它是由空气一种成分组成
A
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4、如图所示为测定空气中氧气体积分数的实验装置。若小明想从下列物质中选择一种替代红磷,最合适的是( )
A.木炭
B.镁条
C.钠块
D.氢气
C
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主要用途
氧气:供给呼吸等
氮气:作保护气等
稀有气体:作保护气、制成电光源等
空气
主要成分
测定空气中氧气含量的实验:氧气约占空气体积的1/5
空气的组成体积分数:
氮气78%
氧气21%
稀有气体0.93%
二氧化碳0.04%
其他气体0.03%
Lavf58.76.100
Lavf59.6.100
Lavf59.6.100
Lavf58.51.100
Lavf59.6.100
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