第3講 空氣的組成智能概述18世紀(jì)70年代法國化學(xué)家拉瓦錫通過金屬汞在空氣中燃燒和氧化汞分解的定量實(shí)驗(yàn)，第一次明確提出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的，其他科學(xué)家繼續(xù)研究又發(fā)現(xiàn)了空氣中含有氬氣?？諝獾慕M成成分如下：氣體名稱氮?dú)庋鯕庀∮袣怏w二氧化碳其他氣體體積分?jǐn)?shù)78%21%0.94%0.03%0.03%只有一種物質(zhì)組成的物質(zhì)稱為純凈物，有兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成的稱為混合物，空氣是混合物?？諝馕廴就ǔＶ赣泻怏w（一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物）以及可吸入顆粒即粉塵。問題解決例1以下裝置都可以用于實(shí)驗(yàn)室測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)。(1) 該實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理是                      ，實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇僅能與空氣中的氧氣反應(yīng)的固體物質(zhì)，如          、         .且生成物在常溫下應(yīng)為_（固體、液體或氣體).(2)實(shí)驗(yàn)完畢后、集氣瓶中剩余的氣體主要是氮?dú)?該實(shí)驗(yàn)還能得出氮?dú)饩哂心男┬再|(zhì)了              、                (寫出兩條即可).(3)如果圖B中未安裝止水夾。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中能觀察到的現(xiàn)象有(寫出兩條即可)             、         。例2用來測定空氣成分的方法很多，圖1所示的是用紅磷在空氣中燃燒的測定方法。實(shí)驗(yàn)過程是：第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標(biāo)記。第二步：點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊。第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發(fā)現(xiàn)水被吸入集氣瓶中，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總?cè)莘e的請回答下列問題：（1）集氣瓶中剩余的氣體主要是_。（2）實(shí)驗(yàn)完畢，若進(jìn)入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的，你認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是： 。（答一條）（3）寫出紅磷燃燒的文字表達(dá)式 。（4）某同學(xué)對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思后，提出了改進(jìn)方法（如圖2所示），你認(rèn)為改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是： 。例3如圖所示裝置也可用來測定空氣中氧氣的含量。對該實(shí)驗(yàn)認(rèn)識不正確的是( )A. 紅磷的量不足會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論B. 裝置不漏氣是實(shí)驗(yàn)成功的重要因素之一C. 將紅磷改為碳也能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論D. 鐘罩內(nèi)氣體壓強(qiáng)的減小會(huì)導(dǎo)致水面的上升例4為測定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：選用實(shí)際容積為40mL的試管作為反應(yīng)容器，將過量的白磷放入試管，用橡膠塞塞緊試管，通過導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如圖的實(shí)驗(yàn)裝置。假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬凑招∪A的設(shè)想正常進(jìn)行，白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，且兩個(gè)容器間的導(dǎo)管足夠粗，保持空氣正常流動(dòng)。請回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)前,打開彈簧夾,將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處,然后松開手,若活塞仍能返回至20mL刻度處,則說明 ；(2)若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾?？捎^察到的現(xiàn)象為： ；(3)若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻?？捎^察到現(xiàn)象為： (4)若按小華的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失敗。例如： 。例5茶葉、肉松、膨化食品等常采用真空充氣包裝，即將食品裝入包裝袋，抽出包裝袋內(nèi)空氣，再充入防止食品變質(zhì)的氣體，然后封口。真空充氣包裝能使食品保持原有的色、香、味及營養(yǎng)價(jià)值，防止食品受壓而破碎變形。【提出問題】充入食品包裝袋中的氣體是什么?【猜想與驗(yàn)證】可能是氮?dú)?N2).實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證的方法及現(xiàn)象： 【新的猜想】充入的氣體還可能是： ； .例6空氣是一種寶貴資源.下列有關(guān)空氣的說法正確的是（）A. 空氣中含量最多的是氧元素B. 空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣的質(zhì)量約占空氣質(zhì)量的C. 空氣中分離出的氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，可作食品保鮮的保護(hù)氣D. 空氣質(zhì)量報(bào)告中所列的空氣質(zhì)量級別數(shù)目越大，空氣質(zhì)量越好刻意練習(xí)1. 下列關(guān)于空氣的說法，正確的是（）A. 空氣中只有單質(zhì) B. 空氣是一種純凈物C. 空氣是一種重要的資源 D. 空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21%2.某班同學(xué)如圖裝置測定空氣里氧氣的含量.先用彈簧夾夾住乳膠管.點(diǎn)燃紅磷，伸入瓶中并塞上瓶塞.待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察廣口瓶內(nèi)水面變化情況.實(shí)驗(yàn)完畢，甲同學(xué)的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的，乙同學(xué)的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯大于瓶內(nèi)空氣體積的。下列對這兩種現(xiàn)象解釋合理的是（ ）甲同學(xué)可能使用紅磷的量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有消耗完甲同學(xué)可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時(shí)外界空氣進(jìn)入瓶內(nèi)乙同學(xué)可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時(shí)瓶內(nèi)部分空氣受熱從導(dǎo)管逸出乙同學(xué)可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出.A. 只有B. 只有C. 只有D. 3. 閃電時(shí)空氣中有臭氧（O3）生成.下列說法中正確的是（）A. O3和02混合得到的是純凈物 B. O2比O3穩(wěn)定C. 等質(zhì)量的03和02含有的氧原子數(shù)之比是2：3 D. 03與02的相互轉(zhuǎn)化是物理變化4. 下列各組物質(zhì)中，前者屬于混合物，后者屬于純凈物的是（）A. 水銀、汽油 B. 不銹鋼、汽水 C. 空氣、鹽酸 D. 塑料、液氨5. 空氣污染指數(shù)是我國城市空氣質(zhì)量日報(bào)的主要內(nèi)容之一.目前計(jì)入其中的各項(xiàng)污染物除可吸入顆粒外，還包括的氣體是（）A. SO2  O2  NO2 B. SO2  CO2  NO2C. SO  N2  NO2 D. SO2  CO  NO26. 空氣質(zhì)量日報(bào)是環(huán)境監(jiān)測部門對一個(gè)地區(qū)空氣質(zhì)量情況所做的監(jiān)測報(bào)告.目前計(jì)入空氣主要污染物的是可吸入顆粒物、一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物.下列情況能直接造成空氣污染的是（）A. 把煤作為主要燃料 B. 隨意丟棄塑料垃圾C. 隨意丟棄廢電池 D. 利用太陽能、風(fēng)能等清潔能源7. 今年春天，我國北方多次發(fā)生強(qiáng)烈的沙塵暴，大量沙塵不僅降落到北京，甚至遠(yuǎn)降韓國，日本也能觀察到沙塵.專家對沙塵褒貶不一，有專家研究表明，沙塵能減弱酸雨的酸性，減弱溫室效應(yīng)，也有專家研究表明，沙塵是形成酸雨的原因之一.根據(jù)上述短文和你所學(xué)的知識判斷，下列關(guān)于“沙塵”的說法中有錯(cuò)誤的是（）A. 沙塵已成為跨國境的環(huán)境問題B. 飄浮在空氣中的沙塵屬于空氣質(zhì)量周報(bào)“首要污染物”中的可吸入顆粒物C. 沙塵形成酸雨，可能是沙塵吸收了經(jīng)過地區(qū)被污染空氣中的氮、硫氧化物所致D. 沙塵可用來改良酸性土壤8.某同學(xué)利用如圖裝置粗略地測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù),圖中燒杯上方玻璃管(預(yù)先固定好)中部有一可左右滑動(dòng)的活塞,活塞左端管內(nèi)密封有空氣?；钊叶说牟ＡЧ芸诟諝膺B通。實(shí)驗(yàn)開始前活塞處在刻度5cm處.(已知：白磷在40左右即可燃燒)(1)向燒杯內(nèi)加入適量水，與生石灰反應(yīng)的日的是反應(yīng)放熱，使白磷達(dá)到著火點(diǎn)：(2)可觀察到玻璃管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象：白磷(足量) :活塞 移動(dòng)；(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，恢復(fù)至常溫后，活塞應(yīng)停在約 cm處，。據(jù)此可得出的結(jié)論是 .9.用磷的同素異形體紅磷和白磷做如下實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示取0.5克（過量）紅磷置于燃燒匙中，點(diǎn)火后立即插入瓶內(nèi)并塞緊橡皮塞，停止燃燒后待瓶溫冷卻到室溫，把瓶倒置于盛水的水槽中，在水面下打開塞子，任水進(jìn)入瓶里，最終進(jìn)入瓶內(nèi)水的體積約為瓶容積的15%如果把0.5克（過量）白磷置于燃燒匙中，按照相同操作最終進(jìn)入瓶內(nèi)水的體積約占瓶容積的21%（1）以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么？ （2）有人認(rèn)為，在水面下打開塞子水即進(jìn)入瓶內(nèi)，主要原因是五氧化二磷溶于水，這種看法是否正確？為什么？ （3）白磷和紅磷燃燒時(shí)看到的現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的符號表達(dá)式是 10.如圖，為了研究空氣中所含氧氣的體積，用一個(gè)50mL量筒倒扣在水中，量筒內(nèi)外液面均位于40mL處。量筒內(nèi)浮著一個(gè)銅制的小船，船中放有少量白磷?，F(xiàn)把氫氧化鈉緩緩?fù)度胨胁嚢瑁@樣做的原因是 .放白磷的小船用銅做的原因是 .一會(huì)兒，白磷發(fā)生自燃，觀察到 ，最終，液面大約位于量筒刻度_處。11.人通過肺與外界進(jìn)行氣體交換,消耗空氣中的部分氧氣,排出二氧化碳、水蒸氣等氣體。但人體排出的二氧化碳究竟是吸入空氣中原有的,還是人體代謝的最終產(chǎn)物?為了證實(shí)這個(gè)問題,有人采用以下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖).(1)人吸氣時(shí),將活塞A (選填“打開”、“關(guān)閉”、下同)，活塞B ，此時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是 .(2)人呼氣時(shí)，應(yīng)將活塞A ，活塞B ，此時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是 .(3)將上述操作反復(fù)進(jìn)行，能證明人呼出的氣體中含有的二氧化碳不是來自空氣，而是人體的代謝產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 有關(guān)的化學(xué)方程式是： .12.實(shí)驗(yàn)室中紅磷長期存放時(shí)，若密封不好會(huì)變得很潮濕。查資料知：紅磷能被氧氣氧化生成五氧化二磷。甲、乙兩同學(xué)為探究具有吸水性的物質(zhì)究竟是紅磷還是五氧化二磷，設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)：將盛有5g干燥紅磷的燒杯放入充滿稀有氣體的密閉容器中，同時(shí)在其中放入盛有20mL水的小燒杯。實(shí)驗(yàn)：將盛有5g干燥紅磷的燒杯放入充滿氧氣的密閉容器中，同時(shí)在其中放入盛有20mL水的小燒杯。請回答下列有關(guān)問題：(1)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均采用相同的5g紅磷和20mL水作為實(shí)驗(yàn)對象的原因是 ，實(shí)驗(yàn)中使用充滿稀有氣體的密閉容器的目的是 ；(2)一段時(shí)間后觀察，實(shí)驗(yàn)中的紅磷沒有什么變化，實(shí)驗(yàn)中的紅磷變潮濕且質(zhì)量增大，由此說明 ；(3)檢驗(yàn)潮濕的紅磷中有酸性物質(zhì)生成的方法： .13.人類發(fā)明并使用氟利昂(主要用作制冷劑)若干年后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氟利昂進(jìn)入大氣層后，在紫外線照射下分解出的氯原子能消耗臭氧，其破壞臭氧層的循環(huán)示意圖如下：(1)請寫出臭氧的化學(xué)式 .(2)上述三步反應(yīng)中屬于分解反應(yīng)的是  (填序號).(3)經(jīng)過上述的反應(yīng)過程后,作為反應(yīng)物的氯原子的個(gè)數(shù)是否發(fā)生變化? .(填“是”或“否”)(4)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者莫里納博士研究表明：“少量氟利昂就能對臭氧層產(chǎn)生巨大的影響。”請你根據(jù)循環(huán)示意圖簡要說明他的觀點(diǎn) .(5)在科學(xué)家的建議下，國際社會(huì)簽署了限制使用和消費(fèi)氟利昂的協(xié)議，使得大氣中氟利昂的含量得到了控制。請你根據(jù)本題提供的信息，就怎樣有效保護(hù)環(huán)境談一點(diǎn)建議或認(rèn)識： .14.注射器是一種普通的醫(yī)療器械，但它在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮著越來越大的作用.某化學(xué)以趣小組為了測定空氣中氧氣的含量，進(jìn)行了如下探究活動(dòng):【查閱資料】白磷的著火點(diǎn)是40，紅磷的著火點(diǎn)是240，兩種物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物五氧化二磷是白色固體，會(huì)刺激人體呼吸道，能與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，生成有毒的偏磷酸.【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】設(shè)計(jì)了如右圖的裝置進(jìn)行探究活動(dòng)【步驟與現(xiàn)象】測量試管的容積為40 mI.檢查裝置的氣密性良好;裝藥品，將注射器活塞調(diào)整到合適位置，連接好儀器;用彈簧夾夾緊膠皮管，加熱粗銅絲，觀察現(xiàn)象;燃燒結(jié)束。試管冷卻到室溫后打開彈簧夾，觀察活塞的移動(dòng)情況【反思與交流】(l）實(shí)驗(yàn)中利用了銅絲的 性，與課本實(shí)驗(yàn)相比，此實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是_(答一點(diǎn)即可).(2)興趣小組同學(xué)測量試管容積的方法可能是 .(3)步驟中注射器活塞至少應(yīng)調(diào)到       mL處(填整數(shù)).(4)小華同學(xué)認(rèn)為步驟在保證活塞自由移動(dòng)的前提下，觀察活塞位置時(shí)，最好將試管和注射器整體橫放，小華同學(xué)的理由是 15.某課外活動(dòng)小組在學(xué)習(xí)了銅與氧氣反應(yīng)(2Cu+O2=2CuO)這一性質(zhì)后，想做一做“空氣中氧氣含量的測定”實(shí)驗(yàn)，并在最后將銅絲進(jìn)行回收。(1)課外活動(dòng)小組對空氣中氧氣含量的測定做了如下實(shí)驗(yàn)：在由兩個(gè)注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)有50mL空氣，如圖。然后給裝有銅絲的玻璃管加熱。同時(shí)交替推動(dòng)兩個(gè)注射器的活塞，至玻璃管內(nèi)的銅絲變黑且較長時(shí)間內(nèi)無進(jìn)一步變化時(shí)停止。停止加熱后，待冷卻至室溫將氣體全部推至一個(gè)注射器內(nèi)。請根據(jù)你對上述實(shí)驗(yàn)的理解，回答下列問題：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，注射器內(nèi)空氣的體積減少了約_ _ _ _ _ _ _mL，這是因?yàn)開 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 在實(shí)驗(yàn)的加熱過程中，交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。上述實(shí)驗(yàn)只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，你認(rèn)為造成該實(shí)驗(yàn)不夠精確的可能原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)課外活動(dòng)小組發(fā)現(xiàn)紅熱的銅絲變黑后，為了回收再利用銅絲，在研究如何除去黑色物質(zhì)的討論中，制定了下列方案。請根據(jù)以上方案回答：乙方案的燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _  兩種方案相比較，甲方案的不足之處是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。若采用甲、乙兩種方案處理此變成黑色的銅絲，并且充分反應(yīng)，則回收的銅絲a的質(zhì)量_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (填“<”、“>”、“=”)銅絲b的質(zhì)量。16.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的定量測定裝置,其中B是圓筒狀玻璃容器(帶密封蓋子)，上面標(biāo)有以厘米為單位的刻度，其他夾持裝置已略去。小玲同學(xué)用這套裝置按下列操作過程探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)：檢查裝置的氣密性。容器A. B中加入水，使B中的液面在15cm處。將過量的鐵粉平鋪在電熱板上，蓋好容器。通電加熱鐵粉，待充分反應(yīng)后，冷卻到原來的狀況，調(diào)整A的高度使容器A. B中的液面保持水平，記錄液面刻度。請回答下列問題：(1)在操作中檢查裝置氣密性的最佳方法是_.A. 雙手握住B容器，觀察A中液面是否上升B. 雙手握住B容器，觀察A中是否有氣泡產(chǎn)生C. 調(diào)整A的高度，觀察A. B中的液體是否出現(xiàn)液面差，且保持不變(2)該反應(yīng)中，鐵粉發(fā)生了_ 反應(yīng)。(3)在該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，下列物質(zhì)能代替鐵粉的有_.A. 紅磷    B.木炭   C.銅粉    D.硫粉(4)操作結(jié)束時(shí)，裝置B中的液面最接近的刻度是_