空氣 知識要點 一、空氣成分的發(fā)展史 18世紀70年代，瑞典科學家舍勒和英國化學家普利斯特里分別發(fā)現(xiàn)并制得了氧氣。1774年法國化學家 用定量的方法研究了空氣的成分，第一次明確提出空氣是由 和 組成的。 實驗過程：他把少量汞放在密閉的容器里連續(xù)加熱12天，發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞（Hg）變成紅色粉末，同時容器里空氣的體積差不多減少了1/5?！　　　　　? 汞　+　氧氣 —→氧化汞（HgO） 液　　　氣體　　　　固體　　　 他研究剩佘4/5體積的氣體，發(fā)現(xiàn)這部分氣體既不能供給呼吸，也不能支持燃燒，他誤認為這些氣體全部都是氮氣（N2）。（拉丁文原意是“不能維持生命”） 拉瓦錫又把在汞表面上所生成的紅色粉末收集起來，放在另一個較小的容器里再加強熱，得到了汞和氧氣（O2），氧化汞（HgO）—→汞　+　氧氣 ，而且氧氣的體積恰好等于密閉容器里所減少的體積。他把得到的氧氣加到前一個容器里剩下的4/5體積的氣體中，結果所得氣體跟空氣的性質完全一樣。通過這些實驗，拉瓦錫得出了： 。 二、空氣中氧氣含量的測定 （1）測定原理：利用燃燒法測定空氣中氧氣的含量的原理是：利用 燃燒消耗 容器內空氣中的 ，使密閉容器內壓強 ，在大氣壓的作用下，進入容器內 的體積即為 的體積。 （2）實驗裝置：①儀器： 、 、 、 、彈簧夾 ②藥品： 、水 （3）實驗步驟：①先在集氣瓶內加入少量 ，并做上記號 ②連接裝置 ③檢查裝置的 ④用彈簧夾夾緊乳膠管 ⑤點燃紅磷，伸入集氣瓶內 ⑥燃燒結束冷卻后，打開彈簧夾 說明：集氣瓶內加少量水：一是為防止熱的燃燒物濺落炸裂集氣瓶；二是為了吸收紅磷燃燒后生成的白色固體——五氧化二磷。 （4）實驗現(xiàn)象：紅磷在集氣瓶內燃燒，放出大量熱，生成大量 （五氧化二磷小顆粒），等待 后，打開彈簧夾，水 ，進入水的體積約占集氣瓶內 。反應的文字表達式： （5）實驗成功的關鍵：①紅磷要 ；②裝置必須 ；③點燃紅磷前，先 。④等待 到室溫后，打開彈簧夾。 （6）實驗分析與結論：紅磷燃燒生成五氧化二磷 ，極易溶于水 （填“占”或“不占”）有體積，消耗了集氣瓶內的 ，冷卻后， 把燒杯內的水壓進集氣瓶，壓進的水約 集氣瓶內消耗的氧氣的體積，由此證明空氣中 。 （7）討論與思考： ①為什么紅磷必須過量，紅磷熄滅后，瓶內還有沒有殘余的氧氣？如果紅磷的量不足， ②如果裝置的氣密性不好，測得氧氣的體積分數(shù)偏大還是偏小？ 裝置的氣密性不好，當集氣瓶內氧氣耗盡時，瓶內壓強減小，瓶外空氣會進入集氣瓶內，導致進入水的體積減少，測得的氧氣的體積分數(shù)偏小。 ③裝置未冷卻就打開彈簧夾，測量結果偏高還是偏低？ 實驗要求：只有冷卻到室溫時，才能打開彈簧夾，這是因為溫度較高氣體壓強較大，進入瓶內水的體積減少，引起測量結果偏低。 ④能否用硫、木炭、鐵絲等物質代替紅磷？ 一般不用。因為硫或木炭燃燒后生成的是二氧化硫或二氧化碳（均為氣體），而生成的氣體的體積會彌補反應所消耗的氧氣的體積，導致測得結果誤差加大；而鐵絲在空氣中難以燃燒，瓶內空氣的體積幾乎不會變化，因而集氣瓶內水面幾乎不上升。 由以上分析可知，做此實驗選擇可燃物的兩個條件：一是該物質在空氣中就能燃燒；二是該物質燃燒后生成的物質為固體。 （8）誤差分析： 引起測量結果偏低（氣體減少體積小于 1/5 ）(進水量小于1/5)的原因可能有哪些？ ① ； ② ； ③ 。 引起測量結果偏高（氣體減少體積大于 1/5 ）(進水量大于1/5)的原因可能有哪些？ ① 。 例：如圖，用此類裝置測量空氣中氧氣的含量，在燃燒匙中加入紅磷，紅磷與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應生成五氧化二磷固體，請按要求填空。 （１）在空氣中點燃紅磷，并迅速插入玻璃罩內，塞緊橡皮塞，此時看到的主要現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　，該變化的文字表達式為　　　　　　　　??； （２）當紅磷燃燒完畢，鐘罩冷卻到室溫后，看到鐘罩內水面的變化是　　　　　　　，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是：紅磷燃燒消耗了空氣中的　　　而生成了固態(tài)的　　　　　　，從而使罩內氣體的體積　　　?。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”），鐘罩內氣體壓強　　　?。ㄌ睢按笥凇薄靶∮凇被颉暗扔凇保╃娬滞獾拇髿鈮?。 （３）上述實驗除了可以得出氧氣約占空氣體積　　　的結論外，還可以得出有關氮氣性質的哪些結論　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 （４）若實驗中測得氧氣的體積分數(shù)低于1/5,則造成此誤差的可能原因有哪些？ ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑤ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 三、空氣的成分： 空氣是由不同物質組成的混合物，空氣的成分按體積計算，大約是：氮氣 ，氧氣 ， 0.94%， 0.03%，其他氣體和雜質 。 解釋：空氣的主要成分是 和 。各成分的含量是 而不是質量分數(shù)。體積分數(shù)可理解為每100體積的空氣中含氮氣 體積，氧氣 體積等。 四、純凈物和混合物 1、純凈物： 。 例如： 。 2、混合物： 。不能用化學式表示。各成分間不發(fā)生化學反應，各自保持原有的性質。 例如： 。 3、關系： 分辨方法： 天然的物質絕大多數(shù)是混合物；純凈是相對的。 例：水是生命的源泉，下列“水”中屬于純凈物的是（　?。? A．礦泉水　　　　B.蒸餾水　　　　C.雨水　　　　D.自來水 五、空氣是一種寶貴的自然資源 1、氧氣： 性質——通常狀況下是無色、無味的氣體，不易溶于水，不能燃燒，能支持燃燒?；瘜W性質比較活潑。 用途——供給呼吸： ——支持燃燒： 2、氮氣： 性質——通常狀況下是無色、無味的氣體，難溶于水，不能燃燒，不支持燃燒?；瘜W性質比較穩(wěn)定。 氮氣具有廣泛用途，它是制硝酸和化肥的重要原料；；由于氮氣的化學性質 ，因此常用作 ，如焊接金屬時常用作保護氣，燈泡中充氮以 使用壽命，食品包裝時充氮以 ；醫(yī)療上可在液氮冷凍麻醉條件下做手術；超導材料在液氮的低溫環(huán)境下能顯示超導性能。 3、稀有氣體 是氦、氖、氬、氪、氙氣的總稱。 性質——通常是無色、無味的氣體，化學性質很不活潑（曾叫惰性氣體）但也能發(fā)生反應。 用途—— 保護氣、電光源（霓虹燈）、激光技術、低溫環(huán)境（氦）、醫(yī)療麻醉（氙）。 六、空氣污染及防治 1、污染物 有害氣體—SO2、CO、NO2等 煙塵（可吸入顆粒物） 燃料的燃燒產物 2、污染來源 汽車尾氣 工廠廢氣 3、目前計入空氣污染指數(shù)的項目暫定為：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒物和臭氧等。 課后練習 一、選擇題 1．下列關于空氣的說法正確的是 A．空氣成分按質量分數(shù)計算，大約是：氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質0.03%。 B．稀有氣體就是在任何情況下都不能跟其他物質發(fā)生化學反應的氣體。 C．空氣屬于純凈物。 D．空氣是一種寶貴的資源。 2．按體積計算，空氣中含量最多的是 A．氧氣 B．氮氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳 3．最早通過實驗測定出空氣化學組成的科學家是 A．舍勒 B．普利斯特里 C．道爾頓 D．拉瓦錫 4．下列敘述錯誤的是 A．空氣是混合物，組成空氣的N2和O2是純凈物 B．氮氣一般不能燃燒，也不能支持燃燒 C．稀有氣體在空氣中含量很少，所以不重要 D．隨著工業(yè)的發(fā)展，排放到空氣中的有害氣體和煙塵對空氣造成了污染 5．在我國的許多城市里，空氣質量監(jiān)測的指標主要包括 ①懸浮顆粒（粉塵） ②氧氣 ③二氧化碳 ④一氧化碳 ⑤氮氣 ⑥二氧化硫 ⑦稀有氣體⑧氮的氧化物（二氧化氮） A．①④⑥⑧ B．②④⑦ C．③④⑥ D．①②③④ 6．許多城市都禁止燃放煙花爆竹，原因是燃放煙花爆竹時：①產生有毒氣體②產生噪聲③產生粉塵④易引起火災 A．①②③④ B．③④ C．②④ D．②③④ 7．下列物質中，屬于純凈物的是 A．新鮮空氣 B．礦泉水 C．液氮 D．澄清的石灰水 8．下列關于空氣成分用途的說法不正確的是 A．用氧氣急救病人 B．將氧氣和氮氣混合充入燈泡，使燈炮耐用 C．用氧氣進行氣焊 D．食品充入氮氣可延長保質期 二、填空題 9．某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，他的實驗步驟如下： ①將集氣瓶分為五等份，并作好標記。 ②在帶橡膠塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡膠塞。 ③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾。請回答下列問題： （1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是 。 （2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是： 。 由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為 。 10．下列現(xiàn)象說明空氣中含有的氣體是： （1）很多物質在空氣中能劇烈燃燒_______________； （2）餅干、瓜子等在空氣中會變軟_______________； （3）澄清石灰水長期放在空氣中會變渾濁______________； （4）將一只小白鼠放入密閉的廣口瓶中，一段時間后小白鼠死了 ； （5）冷藏過的汽水，放在桌上一段時間，瓶壁上有一層水珠說明 。 11．用線段將氧氣、氮氣、稀有氣體與它們的組成、用途、性質連接起來。 支持燃燒 氧氣 供給呼吸 化學性質不活潑 氮氣 用作保護氣 無氣無味的氣體 稀有氣體 制硝酸和化肥 混合物 制各種顏色霓虹燈 12.空氣質量監(jiān)測報告提醒人們要關心環(huán)境、保護環(huán)境。2020年十月某一天，首都北京、全國重工業(yè)基地重慶、海濱城市大連空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)如下： 注意各分指標與污染分指數(shù)之間關系： 一級<50，二級50~100，三級100~200，四級200~300，五級300~400，六級400~500。請按要求分析： ①空氣質量最差的城市是______________； ②空氣質量標準確定依據(jù)是以下三項中的（填序號）___________。 A．三項數(shù)據(jù)綜合考慮 B．看最大的數(shù)據(jù) C．看最小的數(shù)據(jù) 中考在線 1．空氣的成分中，體積分數(shù)約占78%的是 A．氮氣 B．氧氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體 2．空氣的成分中，體積分數(shù)約占21%的是 A．氮氣 B．氧氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體 3．空氣的成分中，體積分數(shù)最多的氣體是 A．氮氣 B．氧氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體 4．下列氣體在空氣中體積分數(shù)最大的是 A．氧氣 B．氮氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體 5．空氣的成分按體積計算，含量最多的氣體是 A．氧氣 B．氫氣 C．二氧化碳 D．氮氣 6．空氣的成分中，體積分數(shù)約占78%的是 A．氮氣 B．氧氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體 7．空氣成分中，體積分數(shù)最多的是 A．氧氣 B．氮氣 C．二氧化碳 D．水蒸氣 8．空氣的成分中，體積分數(shù)約為21%的是 A．氧氣 B．氮氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體 9．空氣中含量最多且可以制化肥的氣體是 A．氮氣 B．氧氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體 10．綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上消除污染源。下列最能體現(xiàn)綠色化學理念的措施是 A．處理廢棄物 B．治理污染點 C．減少有毒物 D．杜絕污染源 11．（8分）我們的生活中離不開空氣。 （1）空氣是混合物，其成分中含有氧氣、 、稀有氣體、二氧化碳等，其中氧氣按體積計算約占空氣中的 。 （2）防止空氣污染，是我們每個人的責任，請?zhí)岢鲆粭l減少空氣污染的建議 。 （3）二百多年前，化學家拉瓦錫對空氣成分進行研究。用汞在密閉空氣中加熱，得到的氧化汞是 色的固體，在空氣中加熱發(fā)生反應的文字表示式為 。 （4）初中階段，我們用如圖所示的裝置和藥品 研究空氣的組成。寫出發(fā)生反應的文字表示式 ； 實驗過程中，燃著的紅磷熄滅后，當 時，水能進入集氣