1、优质文档优质文档第一节 空气的成分知识梳理1.空气的组成和氧气含量的测定(1)空气的成分按照体积分数计算，氮气约占_% ，氧气约占_%，_约占0.94%，二氧化碳约占_%，_约占 0.03%。(2)使用加热铜丝的方法测定空气中氧气的含量时，观察到的主要实验现象是：铜丝变成_；气体的总体积_。该实验可得出的结论是：空气中氧气的体积约占_。答案：(1)78 21 稀有气体 0.03 其他气体和杂质 (2)黑色 减少约 1/5 1/52.空气是一种重要的资源(1)在工业上利用空气中氧气、氮气、稀有气体的_ 不同，采用_的方法将各种气体分离出来。由书中的图可知氧气的沸点_氮气的沸点。(2)空气的成分
2、用途氧气氮气稀有气体答案：(1)沸点 分离液态空气 高于 (2)供给呼吸，支持燃烧 用作冷冻剂和保护气等 制造霓虹灯，焊接保护气3.关注空气质量空气污染指数是个相对值，数值小表示污染物的含量_；目前计入空气污染指数的项目暂定为：_、_、_、_等。答案：少 空气污染指数 首要污染物 空气质量级别 空气质量状况4.稀有气体18 世纪中叶以前，人们一直把空气看作是单一成分的物质，1775 年，法国化学家_用定量的方法得出空气是由氮气和氧气组成的结论。1882 年，英国物理学家雷利和化学家拉姆赛发现了空气中的_气体氩气。答案：拉瓦锡 稀有疑难突破1.在由两个注射器组成密闭系统内有 20 mL 空气(如
3、图 3-1 所示) 。然后给装有铜丝的玻璃管加热，同时交替缓慢推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的铜丝变黑且较长时间内无进一步变化。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器中。实验结束后，注射器内空气的体积约减少了 1/5。图 3-1该实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因有哪些？剖析：该题考查实验探究能力。题中采用的反应原理是铜在加热条件下和氧气反应生成黑色固体氧化铜，从而消耗掉空气中的氧气，封闭系统内的气体总量减少，活塞在外界大气压的作用下就会被压进注射器内。所以造成该实验不够精确的主要原因有：铜丝的用量优质文档优质文档不足，没有消耗尽空气中的氧
4、气；实验装置的气密性不好。2.小丽同学要探究教室内的空气中二氧化碳的含量，她从教室外拿一个装满水的瓶子，走进教室把水倒掉，然后盖紧瓶塞带回实验室，再向瓶内倒入澄清的石灰水，观察石灰水的变化。小丽同学的实验方法能否得出准确的实验结论？还需要作哪些改进？剖析：不能得出准确的实验结论。一是没有考虑到二氧化碳是溶解在水中的，瓶中残余的水会吸收二氧化碳；二是石灰水变浑浊的程度难以量化，不够精确。考虑以上两种因素即可进行改进。问题探究问题 小刚对市场上销售的一种蛋糕发生了兴趣，这种蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内，袋内的气体充得鼓鼓的，看上去好像一个小“枕头” 。在食品包装袋中充入的气体是什么呢?探究：猜想
5、：他认为这种充气包装技术主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质。小刚猜想是二氧化碳或者是氮气。实验探究：实验步骤 实验现象和结论方案 1 挤压塑料袋，并用导气管将气体导入澄清石灰水中 若澄清石灰水变浑浊，是二氧化碳方案 2 用小试管收集塑料袋内的气体，把小试管倒立在水中 若小试管内的水面上升，是二氧化碳方案 3用注射器收集塑料袋内的气体，再用另一只注射器收集相同体积的空气，放在天平上称量若取出的气体质量大，则是二氧化碳典题精讲例 1 下列情况下可能引起大气污染的是( )煤的燃烧 工业废气的任意排放 燃放鞭炮飞机、汽车尾气的排放A.只有 B. C. D.思路解析 本题考查的是空气的污染。解决该
6、题的关键在于首先要清楚造成大气污染的污染物主要是粉尘和二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等有害气体;其次是准确分析所列举的现象中是否能产生粉尘和上述有害气体，若能产生则会造成大气污染，反之则不会。煤燃烧时可能产生烟尘、一氧化碳、二氧化硫气体等，故引起大气污染;同理分析情况下都易产生烟尘和一些有害气体污染物。答案：D例 2 小明同学用图 3-2 所示的装置做测定空气中氧气的含量的实验。图 3-21.红磷在集气瓶中燃烧时，可观察到怎样的现象?2.红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，又观察到怎样的现象?3.燃烧后，集气瓶内气体主要是氮气，请结合本实验推测氮气的物理性质和化学性质。4.小明同学在实验中，发现进入集
7、气瓶里的水未达到预定高度，请你帮小明同学分析一下原因。思路解析 实验时，红磷要稍过量，目的是完全消耗集气瓶中的氧气，以便测定空气中氧优质文档优质文档气的体积分数。氧气完全反应后，红磷熄灭，证明氮气不支持燃烧(化学性质) ，集气瓶中的水只能上升到一定高度，证明氮气不易溶于水(物理性质) 、不与水反应(化学性质)，还可以了解到氮气是无色、无味的气体(物理性质) 。水未上升到预定高度，可能的原因很多，可从实验装置本身的原因及实验过程中的失误来分析。答案：1.红磷燃烧，放出热量，有大量的白烟生成。2.有水进入集气瓶中，且进入的水约占集气瓶容积的 1/5。3.氮气是无色无味气体，不易溶于水(物理性质)
8、，不支持燃烧 (化学性质)。4.弹簧夹至烧杯的导管内有空气、红磷不足量、装置漏气、观察时温度未完全冷却至室温。知识导学本节学习空气这种典型混合物的组成、分离以及污染和防治等内容。空气的主要成分是氮气和氧气，注意这里计算的是体积分数，而不是常说的质量分数。积极动手实验测定空气中氧气的含量，在实验中锻炼实验探究能力。实验中要用较多量的铜丝，控制好温度、装置气密性等的影响。工业上用蒸发液态空气的方法分离各种气体，这一过程是物理变化而不是化学变化。联系前面学习过的蒸馏知识，能更好地认识混合物的分离方法。查阅更多资料，与其他同学交流共享空气及其各种气体的众多重要用途，加深体会空气是人类的一种重要的自然资
9、源，形成保护这一资源的科学意识。要了解空气质量日报主要包括的项目有哪些，并关注居住地的空气质量，共同交流讨论提高当地空气质量的方法。注意：目前二氧化碳并没有计入空气污染指数。稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称。早期人们把它们统称惰性气体是因为早期人们认为这些气体不跟其他物质发生化学反应。现已发现在一定条件下，有些稀有气体也能跟某些物质发生反应而生成其他物质。所以现在统称稀有气体。疑难导析测定空气中氧气的含量可以采用多种实验方法，其原理都是利用某些物质在一定量的空气中反应，完全消耗其中的氧气而又不产生其他气体，导致封闭系统内的压强减小，减少的体积即为空气中氧气的体积。掌握以上原理才能更
10、好地分析不同的实验方案，因此在学习中针对不同的实验，正确地观察现象，分析实验现象，得出正确结论。特别要注意：结合学习的物理知识，分析好封闭系统内的压强变化与外界大气压的相互作用；实验所采用的反应物最好不要生成气态的产物，否则要设法除去，总之不能让生成物影响消耗掉的氧气体积；加热时尽量使玻璃管中的铜变黑且较长时间无变化，说明氧气消耗完。该问题是对测定空气中氧气的含量方法的扩展延伸。取样的方法有多种，可以用注射器、胶头滴管、气球、矿泉水瓶等等。如要得出较准确的结论，在气体取样时，要充分考虑气体的性质，如二氧化碳可溶，就不要用排水法取样。可以采用类似测定空气中氧气的含量方法，用澄清的石灰水、氢氧化钠
11、等吸收二氧化碳来测定二氧化碳的含量。问题导思首先在设计实验探究方案时，要结合两种气体的性质不同，设计操作简便，现象明显的实验。回顾二氧化碳和氮气不同的物理性质和化学性质，二氧化碳密度比空气大、易溶于水、能使澄清石灰水变浑浊。由此确定三种方案:利用密度的不同、利用和石灰水反应现象的不同和利用溶解性的不同。这要求同学们在平时要注意学习和归纳典型物质的各种性质，并注意对比分析它们的相同点和不同点。优质文档优质文档还要解决取样方法的问题，三种方案的取样方法各不相同，这要根据具体的方案来确定。同一方案的取样方法也是多样的，比如方案一也可以用注射器吸取后导入澄清石灰水中。典题导考黑色陷阱 二氧化碳对环境有
12、影响，二氧化碳会污染环境。在空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应，但二氧化碳不是空气污染的主要气体，不会造成空气污染。典题变式 有六种物质:汽车排放的尾气 ;水蒸发形成的蒸汽;石油化工厂排放的废气;植物光合作用放出的气体;人呼出的二氧化碳气体; 煤燃烧产生的烟尘。其中均会使空气受到污染的是( )A. B. C. D.答案：C绿色通道 实验中要认真观察并分析实验现象，得出结论，对实验过程中的失误和误差要认真分析。设计实验时，可围绕磷燃烧消耗氧气引起压强减小，使水位上升或其他明显的现象来设计。典题变式 已知空气的主要成分是氮气和氧气。某课外小组设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图 3-2 所示 :(1)红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为:_，该实验中红磷需稍过量，目的是_。(2)若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功? _ (填“能”或“否”)，理由是: _。答案：(1)磷+氧气 点 燃 五氧化二磷 完全消耗空气中的氧气。(2)否 碳燃烧生成气体，集气瓶内气体压强不会减小，没有水进入集气瓶，因此实验不能获得成功。典题变式 (2010 四川南充中考 ) 灯泡中若有 O2 存在则由于与 O2 发生氧化反应易烧坏，因此在灯泡内常封入一种暗红色固体物质，以吸收掉 O2，延长寿命，猜测这种物质可能是( )A.氧化汞 B.氧化铁 C.红磷 D.高锰酸钾答案：C
