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一、空气成分的发现过程
1774年法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的,其中氧气约占空气总体积的1/5。在19世纪以前,人们深信空气中仅含有氮气和氧气。后来陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体。
二、空气中氧气含量的探究实验
1、测定原理:红磷在密闭容器中燃烧,消耗氧气,,大气压将水压入密闭容器,通过测定进入容器中的水的量来测定氧气在空气中的体积分数.
2、反应式:在红磷燃烧的实验中,红磷与空气中的氧气反应,生成了一种叫做五氧化二磷的白色固体,用文字的形式把这个反应表示出来。
化学方程式:4P+5O22P2O5
3、装置:
4、实验用品:、燃烧匙、导气管、烧杯、、水
5、实验步骤
①在集气瓶口连接一个双孔胶塞,一孔插燃烧匙,另一孔插导管,并配上弹簧夹。
②把导管一端放入水中,用手紧握集气瓶外壁,如果导管口有气泡冒出,则证明气密性良好。
③在集气瓶内加少量水,并做上记号。
④点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并把塞子塞紧。
5、实验现象:红磷燃烧发出黄色火焰,放出大量的热,产生大量的白烟,反应停止冷却后,打开弹簧夹,水槽中的水沿导管进入集气瓶中,集气瓶内的水面上升,约占瓶内体积的1/5。
6、结论:红磷燃烧消耗氧气,氧气约占空气总体积的1/5。
7、从实验还可知:氮气不溶于水;不能燃烧,也不能支持燃烧.
8、实验成功的关键
①装置不漏气。若装置漏气,虽然装置内气体减少,但是从外界又进入一些气体,并不能使压强明显降低,因而水不能上升到集气瓶体积的1/5。
②燃烧匙里要放入过量的红磷,目的是使红磷燃烧,尽可能消耗尽集气瓶内的氧气。
③应该等温度冷却到室温时才可以观察。因为如果温度较高,虽然气体减少,但是压强并不能减少很明显,因而水也不能上升到集气瓶体积的1/5。
9、集气瓶内盛少量水,一是为防止热的燃烧物溅落炸裂集气瓶;二是为了吸收五氧化二磷。导管内应事先注满水,否则测量结果偏低。
10、测定空气中氧气含量的实验中,采用过量红磷消耗氧气,而不采用木炭、硫磺、铁丝等物质是因为红磷燃烧的产物为五氧化二磷固体,消耗了约占集气瓶体积1/5的氧气,瓶内压强减小,小于外界大气压,当冷却到室温时,打开弹簧夹,水便流入集气瓶内约1/5体积,从而说明空气中氧气的体积分数约占空气体积的1/5;而木炭和硫磺,它们燃烧后的产物分别是二氧化碳和二氧化硫气体,使集气瓶内压强变化不大,因此水不会进入集气瓶。
11、在测定空气中氧气体积分数的实验中,实验结束时,发现水没上升到集气瓶体积的1/5处,造成这种现象的原因主要有:①未检查装置的气密性,装置漏气;②红磷量不足或燃烧不完全,使瓶内有剩余氧气;③未冷却到室温就打开弹簧夹,使进入瓶内水的体积减少。
三、空气的组成
1、空气的成分按体积计算,大约是:氮气(N2)78%,氧气(O2)21%,%,二氧化碳(CO2)%,%。
2、空气中的稀有气体有氦、氖、氩、氪、氙。
3、这里空气中各成分所占百分数是体积分数,也就是说,如果有100体积的空气,其中氮气约78升,氧气约21升,,,。
四、纯净物和混合物
1、纯净物:由一种物质组成。(纯净物可以用具体的化学符号表示。如:氧气O2、氮气N2、氦气He、磷P、五氧化二磷P2O5等。)
2、混合物是由两种或多种物质混合而成的,如空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种成分组成的,这些物质相互间没有发生反应,各物质都保持各自的性质。
五、空气中各种气体成分
1、氧气
(1)、可用于潜水、航空、航天、炼钢、医疗、金属的焊接和切割等。
(2)、氧气的两个主要用途:供给呼吸,支持燃烧。
2、氮气
(1)氮气的性质
①物理性质:通常状况下,氮气是一种无色无味的气体,不溶于水,密度比空气的小。
②化学性质:氮气的化学性质不活泼,一般情况下不能支持燃烧,不供给呼吸,也不与其他物质反应,但在一定条件下,氮气可以和某些物质反应,例如:合成氨、制氮肥、生物固氮等。
(2)氮气的用途用途广泛,它是制***和化肥的主要原料;由于氮气的化学性质不活泼,常用作保护气;由于其沸点较低,用液态的氮气汽化时吸热来提供低温环境,用作液氮冷冻麻醉剂,超导材料的环境改造剂。
3、稀有气体
(1)物理性质:在通常状况下,稀有气体都是无色无味的气体。
(2)化学性质:化学性质极不活泼,过去人们认为这些气体不跟其他物质发生化学反应,曾把它们叫做惰性气体。但随着科学技术的发展,已经发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应,生成其他物质。
(3)用途
①保护气,如焊接金属是用稀有气体来隔绝空气,灯泡中充入稀有气体以使灯泡经久耐用。
②电光源,稀有气体在通电时发出不同的光。灯管里充入氩气,通电时发出蓝紫色光;充入氦气发出粉红色光;充入氦气发出红光。
③用于激光技术。
④氦气可作冷却剂。
⑤氙气可作麻醉剂。
六、保护空气
。主要是有害气体和烟尘两类。有害气体有:一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫、二氧化氮等。当今世界三大污染气体:一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮。
2、空气污染的主要来源:矿物燃料的燃烧、化工厂排放的废气,汽车排放的尾气等。即①工业污染。②生活污染。③交通污染。④农业污染。
3、空气污染的主要危害:影响人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡。造成温室效应、臭氧层被破坏,形成酸雨。当今世界三大环境问题:酸雨(二氧化硫、二氧化氮)、温室效应(二氧化碳)、臭氧空洞(******烃)。
4、空气污染的防治方法:
①减少使用煤、石油、天然气等化石燃料(或燃烧时进行脱S处理);开发新能源(太阳能、氢能、风能、地热等)。
②减少工业废气排放,对废气进行回收净化再利用等。
③改进燃料结构,安装净化装置,减少有害气体的排放
④加强大气质量监测,认识保护环境的重要性。
小结:加强大气监测、使用清洁能源、积极植树造林等。
5、空气保护的措施:植树、造林、种草,加强大气质量监测,使用清洁能源,废气经处理过后才能排放。
1、下列说法不正确的是( )
,,无色无味的气体一定是空气
,%
2、空气中氮气与氧气的体积比约为()
::::1
3、生活离不开水,下列各种“水”属于纯净物的是()
A矿泉水B蒸馏水C红墨水D自来水
4、下列属于纯净物的是()
A、新鲜的空气B、澄清石灰水C、矿泉水D、液氧
5、下列物质中,前者属于纯净物,后者属于混合物的是()
A、净化后的空气、氧气B、水和冰混合、澄清石灰水
C、生锈的铁钉、二氧化碳D、稀盐酸、液氮
氧气
1、氧气的性质
(1)、氧气的物理性质:无色、无味的气体,密度略大于空气,不易溶于水,
-183℃淡蓝色液体,-218℃淡蓝色的雪花状固体.
(2)、化学性质:
木炭是黑色固体,在空气中燃烧保持红热,在氧气中发出白光,产生使澄清石灰水变浑浊的气体。
硫是黄色粉末,在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰,而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,产生有刺激性气味的气体。
镁在氧气中燃烧发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体。
铁是银白色固体,在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体。(铁丝绕成螺旋状:增大与氧气的接触面积,使反应放出的热量集中维持反应继续进行。在铁丝一端系火柴:引燃铁丝,且在火柴即将熄灭时方可伸入集气瓶,防止火柴消耗集气瓶中的氧气。)
石蜡是白色固体,在氧气中燃烧发出白光,如果在火焰上方罩干冷的烧杯,烧杯内壁有水珠,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
铁、铝燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的:防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底。(铁、铝在空气中不可燃烧。)
(3)、氧气的特有的性质:支持燃烧,供给呼吸。
2、化合反应:由两种或两种以上的物质生成另外一种物质的反应:A+B→AB。
3、分解反应:由一种物质生成两种或两种以上物质的反应:AB→A+B。
4、氧化反应:物质与氧(氧元素)发生的化学反应。
5、剧烈氧化:燃烧
  缓慢氧化:铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造
  共同点:
①都是氧化反应②都放热
氧气的制法
(1)在实验室里通过分解过氧化氢溶液制氧气.
①实验原理:2H2O22H2O+O2↑
②实验装置:固液常温型
③实验装置图:如图所示
④收集方法:排水法、向上排空气法
⑤实验操作步骤:;;;;;
⑥注意事项:(便于气体导出);(防止反应太剧烈);;,应盖上玻璃片正放在桌面上.
⑦检验:把一根带火星的木条伸入集气瓶内,如果木条立即复燃,证明是氧气。
⑧验满::把一根带火星的木条伸到集气瓶口,如果木条复燃,证明氧气收集满了;:如果集气瓶口有大量气泡逸出,证明瓶中没有水,即氧气已经收集满了。
(2)在实验室里,用加热高锰酸钾或***酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气.
①实验原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或2KClO32KCl+3O2↑
②实验装置:固固加热型
③实验装置图:如图所示
④收集方法:排水法、向上排空气法
⑤实验操作步骤:;;;;;;;.
⑥注意事项:
,以增大药品的受热面积,同时便于氧气逸出。,便于气体排出。
,防止药品中的湿存水冷凝回流到试管底部,炸裂试管。
,然后对准盛药品部位加热。
,应注意当气泡连续均匀放出时再收集,否则收集到的气体不纯。
,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,原因是防止水倒流,使试管炸裂。
,如果用向上排空气法收集氧气,应该把导管伸入集气瓶底部;
,试管口处要放一团棉花,防止氧气流把高锰酸钾吸入导管,堵塞导管.
:根据液态氮和液态氧的沸点不同,采用分离液态空气的方法,此法属于物理变化.
3、催化剂(触媒):在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。(一变两不变)催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
4、常见气体的检验方法
①氧气:带火星的木条
②二氧化碳:澄清的石灰水
③氢气:将气体点燃,用干冷的烧杯罩在火焰上方;或者,先通过灼热的
氧化铜,再通过无水硫酸铜。
1、下列关于氧气的说法中错误的是 ( )
,说明氧气具有可燃性
,它和体内物质反应,释放能量,维持生命活动
,是因为温度升高,氧气在水中溶解量减少
2、下列对催化剂描述正确的是 (  )
  
  
3、下列说法中,错误的是 ( )
、医疗急救  ,可做燃料
  
4、实验室中利用过氧化氢、***酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气,其原因是( )
5、下列关于O2的说法不科学的是 ( )