1、第第二二单元单元 我们我们周围的空气周围的空气 课题课题 1 空气空气 第第 1 1 课时课时 空气是由什么组成的空气是由什么组成的 一、空气的组成 1二百多年前，法国化学家_用定量的方法研究了空气的成分，得出了空气由_和_组成。 2 空气的成分及其含量按体积分数计算， 大约_占 78%， _占 21%， _占 0.94%， CO2占_，其它气体和杂质占 0.03%。 二、空气中氧气含量的测定实验 1测定原理：利用_在_容器中燃烧消耗_，生成_，则容器内气体 压强_，烧杯中的_在外界大气压的作用下_，进而通过进入集气瓶中_ _来确定空气中氧气的含量。 2实验现象：红磷燃烧，产生大量_，过一会儿
2、火焰熄灭，装置_后打开弹簧夹，观察 到烧杯内的水被压入集气瓶中，集气瓶内水平面上升约_，说明氧气约占空气体积的 1/5。 三、纯净物和混合物 纯净物 混合物 概念 只由_物质组成 由_物质混合而成 特性 _固定的组成和性质 _固定的组成和性质，各物质都保 持各自的性质 表示方法 可用化学符号表示，如氮气(N2)、二 氧化碳(CO2)等 不能用固定的化学符号来表示 举例 氧气(O2)、硫(S)、一氧化碳(CO)等 空气、澄清石灰水、海水、糖水等 【答案】一、1拉瓦锡 氧气 氮气 2氮气 氧气 稀有气体 0.03% 二、1红磷 密闭 氧气 白色固体五氧化二磷 减小 水 进入集气瓶 水的体积 2白烟
3、 冷却 1/5 三、一种 两种或两种以上的 有 没有 一、拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验 1实验方法和原理 在曲颈甑(盛空气)里加热汞。 拉瓦锡测定空气的组成的原理：汞+氧气氧化汞，氧化汞汞+氧气。 实验装置： 2实验现象及分析 (1)银白色的液态汞变成红色粉末(氧化汞)。 生成气体的体积和所消耗气体的体积恰好相等， 且将生成的气体 加入到前一容器中剩余的气体里，所得气体跟空气的性质完全一样。 (2)容器里空气 体积减小约 1/5(氧气) 剩余气体约 4/5(氮气) (3)实验结论 空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的 1/5。 3汞的优缺点粉分析 (1)使用汞的优点 汞在加热的条件
4、下，只与氧气反应。 汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。 生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气加到剩下的 4 5 体积的气体中，结果所得气体跟空气 的性质完全一样。 汞的沸点较低，汞蒸气与氧气反应比较充分，能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。 氧化汞的密度小于汞的且不溶于汞，因此易与汞分离 (2)使用汞的缺点 汞有毒，汞蒸气易挥发，会造成环境污染，甚至危害人体健康。 二、实验室测定空气中氧气含量的实验 1原理 利用红磷在空气中燃烧，将瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷固体，使集气瓶内压强减少，在大气压作用 下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
5、 2实验装置 3实验中的注意事项： (1)测定空气中氧气的体积分数时，所用物质应满足的条件： 此物质能够在空气中燃烧，不能用铁丝代替红磷，铁丝在空气中不能燃烧。 此物质在空气中燃烧时只能消耗氧气，不能消耗其他气体。不能选用镁代替红磷，因为镁不仅与空气中 的氧气反应，还和二氧化碳、氮气反应。 此物质在空气中燃烧时只能生成固体，而不能生成气体，一般不用木炭、硫代替红磷；若生成的气体能 完全溶于集气瓶内的液体中也可以。 (2)实验失败与成功的原因： 装置不漏气是本实验成功的关键，所以实验前应检查装置的气密性。如果气密性不好，外界空气会进入 容器，使测定结果低于 1/5。 实验中红磷要过量，以消耗容器
6、内全部氧气，否则会使测定结果低于 1/5。 实验完毕，待容器冷却至室温后，再打开止水夹，观察进水的体积，避免因温度高，气体膨胀，使测定 结果低于 1/5。 三、纯净物与混合物的相关辨析 1混合物是各成分简单混合，它们之间没有发生化学反应，各成分保持其原来的性质，在一定条件下可将 其分离。 2 纯净物是相对而言的， 绝对纯净的物质是没有的， 通常说的纯净物是含杂质很少， 纯度相对较高的物质。 3判断一种物质是纯净物还是混合物，关键是判断这种物质是由几种物质组成，不能与物质的名称混淆。 例如五氧化二磷是一种物质的名称，是一种纯净物，这里的“氧” “磷”是组成五氧化二磷的两种元素，不是两 种物质。
7、空气中氧气含量测定的认识。 (1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图 1)。该实验中选择使用汞的优点有_ _。 A实验过程中没有污染 B在汞槽中起到液封作用 C生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气 D能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽 (2)实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图 2)，写出红磷燃烧的文字表示式_ _。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于 21%。 (3)用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量？ 【进行猜想】装置漏气；_，装置内氧气有剩余； (4)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿铜绿的主要成分为 C
8、u2(OH)2CO3，若将图 3 装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量，并说明理由：_ _。 【答案】(1)BCD (2)红磷+氧气五氧化二磷 (3)红磷不足 (4)不能；因为空气中二氧化碳含量约只有 0.03%，铜不能将装置中的氧气几乎耗尽 【解析】(1)教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图 1)。该实验中选择使用汞的 优点有在汞槽中起到液封作用；生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气；能将密闭装置内空气中的氧气 几乎耗尽，故选 BCD。 (2)磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷。 (
9、3)实验中所取的红磷不足导致装置内氧气有剩余。 (4)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，生成铜绿铜绿的主要成分为 Cu2(OH)2CO3，若将图 3 装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，因为空气中二氧化碳 含量约只有 0.03%，铜不能将装置中的氧气耗尽。 1首先发现空气是由氧气和氮气组成的科学家是 A拉瓦锡 B汤姆生 C门捷列夫 D 舍勒 2(2019雅安)空气中体积分数约为 21%的气体是 A氧气 B氮气 C二氧化碳 D水蒸气 3如图表示物质组成的微观示意图，表示混合物的是 A B C D 4下列四组物质中，前者属于混合物，后者属于纯净物的是
10、 A清澈的井水 清新的空气 B生理盐水 五氧化二磷 C冰水共存物 液氧 D高锰酸钾 硫粉 5下列关于空气的说法正确的是 A纯净的空气是由氮气、氧气、稀有气体等组成的纯净物 B空气中各种气体的混合是均匀的 C空气中质量含量最多的是氧气 D由于空气的流动性，各地空气组成相同 6如图装置常用来测定空气中氧气的含量，对该实验的认识正确的是 A红磷燃烧产生大量白雾 B燃烧匙中的红磷可以换成木炭 C该实验可以说明 N2难溶于水 D红磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积大于 1 5 7用红磷测定空气中氧气含量的实验结束后，反应容器内剩下的气体主要是 A氮气 B五氧化二磷 C稀有气体 D二氧化碳 8下列实验装
11、置中不能用来测定空气中氧气含量的是 9拉瓦锡研究空气成分时所用的反应物是 A硫磺 B红磷 C镁条 D水银 10空气是一种宝贵的自然资源。下图为空气成分示意图，其中 R 指的是 A氮气 B氧气 C稀有气体 D二氧化碳 11同学们可以通过下列方式认识空气。 (1)空气中体积分数约为 78%的物质是_。 (2)为测定空气中氧气的体积分数，设计如图实验。 为了确保实验成功，在装药品之前应该检查装置的_。 该实验中红磷需要过量的原因是_。 红磷燃烧的现象是_。 冷却至室温后打开止水夹观察到的现象是_。由此 得出空气中氧气的体积分数约为_。 12在学习了空气中氧气含量测定后，李老师给同学们布置了一道作业题
12、：根据已有知识再设计几套测定 空气中氧气含量的装置。以下是同学们设计的装置中的三套。 实验甲：先将红磷点燃后伸入集气瓶，待装置冷却再打开止水夹； 实验乙：先在试管中放入一团白磷，用橡皮塞塞紧后放入热水中，使白磷燃烧，待装置冷却后将试管 如图乙倒立于水槽中，并在水下取下橡皮塞； 实验丙：在一个带有活塞和刻度的容器内放入一团白磷(白磷的着火点很低只有 40 度)，置于盛有 80 度 热水的烧杯上方。 (1)从环保的角度分析，甲和乙哪一个装置更好？_。 (2)小丽同学按照丙装置进行实验，她观察到白磷_，活塞先往_ _(填“左”或“右”)移，最后活塞停留在_刻度处。请写出该实验的文字表达式_ _。 1
13、 【答案】A 【解析】拉瓦锡是近代化学的奠基人之一，后人称拉瓦锡为近代化学之父，他在前人研究的基础上最早 提出空气由氮气和氧气组成。汤姆生发现了电子，门捷列夫发现了元素周期律。舍勒、普利斯特里也对 空气有很多研究，但最终没能得到空气由氧气和氮气组成的结论。故选 A。 2 【答案】A 【解析】A、氧气大约占空气体积的 21%，故选项正确；B、氮气大约占空气体积的 78%，故选项错误； C、二氧化碳大约占空气体积的 0.03%，故选项错误；D、水蒸气和其它气体和杂质大约占空气体积的 0.03%，故选项错误。故选 A。 3 【答案】B 【解析】纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成；
14、单质是由一种元素组成的纯净 物，化合物是由不同种元素组成的纯净物。A 中物质是由是由同种的分子构成，属于纯净物；B 中物质 是由不同种分子构成，属于混合物；C 中物质是由同种的原子直接构成的，属于纯净物；D 中物质是由 是由同种的分子构成，属于纯净物。故选 B。 4 【答案】B 【解析】 由同种物质组成的是纯净物， 由不同种物质组成的是混合物。 A、 清澈的井水由不同种物质组成， 属于混合物；清新的空气由不同种物质组成，属于混合物，此选项不符合题意；B、生理盐水由不同种 物质组成，属于混合物；五氧化二磷由同种物质组成，属于纯净物，此选项符合题意；C、冰水共存物 由同种物质组成，属于纯净物；液氧
15、由同种物质组成，属于纯净物，此选项不符合题意；D、高锰酸钾 由同种物质组成，属于纯净物；硫粉由同种物质组成，属于纯净物，此选项不符合题意。故选 B。 5 【答案】B 【解析】A、空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体及其他气体和杂质组成的混合物，错误；B、空 气中各种气体的混合是均匀的，正确；C、按体积分数计算，空气中含量最多的是氮气，质量含量最多 的也是氮气，错误；D、由于绿化面积、工业化程度等因素的存在，各地空气组成不完全相同，错误。 故选 B。 6 【答案】C 【解析】 A、 红磷燃烧产生大量的白烟， 不是白色烟雾， 故 A 错误； B、 燃烧匙中的红磷不可以换成木炭， 木炭燃烧生成二氧
16、化碳，瓶内的压强不减小，水不能倒流，故 B 错误；C、实验中当装置内进入水以后， 氮气依然能够存在，说明氮气难溶于水，故 C 正确；D、红磷的量不足时，燃烧时就无法将瓶内氧气全 部消耗掉，进入水偏少，会导致进入集气瓶中水的体积小于 1/5，故 D 错误。故选 C。 7 【答案】A 【解析】空气的主要成分是氮气和氧气，红磷燃烧消耗了氧气生成了五氧化二磷固体，剩余的气体主要 是氮气。故选 A。 8 【答案】C 【解析】 测定空气中氧气含量的原理是， 利用物质与空气中的氧气反应， 又不生成气体， 使瓶内气体减 少， 压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。A、B 中可燃物都是
17、红磷，C 中的可燃物是白磷，生成物都是固体五氧化二磷，符合要求；C 中木炭燃烧生成二氧化碳气体，不符合 要求。故选 C。 9 【答案】D 【解析】A、拉瓦锡研究空气成分时所用的反应物是金属汞，不是硫磺，故不符合题意；B、拉瓦锡研究 空气成分时所用的反应物是金属汞，不是红磷，故不符合题意；C、拉瓦锡研究空气成分时所用的反应 物是金属汞，不是镁条，故不符合题意；D、拉瓦锡研究空气成分时所用的反应物是金属汞(俗称水银)， 故符合题意。故选 D。 10 【答案】B 【解析】空气的成分及各成分的体积分数分别是：氮气占 78%、氧气占 21%、稀有气体占 0.94%、二氧 化碳占 0.03%、其它气体和杂
18、质占 0.03%。观察空气成分示意图可知，R 的体积分数是第二位，R 指的 是氧气。故选 B。 11 【答案】(1)氮气 (2)气密性 将集气瓶内空气中的氧气全部消耗掉 产生大量的白烟，放出大量的热 烧杯中的水进入集气瓶，约占集气瓶体积的 1/5 20% 【解析】(1)空气中体积分数约为 78%的物质是氮气。(2)为了确保实验成功，在装药品之前应该检查装 置的气密性。该实验中红磷需要过量的原因是将集气瓶内空气中的氧气全部消耗掉。红磷燃烧的 现象是产生大量的白烟，放出大量的热。冷却至室温后打开止水夹观察到的现象是烧杯中的水进入 集气瓶，约占集气瓶体积的 1/5，由此得出空气中氧气的体积分数约为
19、20%。 12 【答案】(1)乙 (2)剧烈燃烧，产生大量白烟，放出大量的热 右 8 红磷+氧气五氧化二磷 【解析】(1)使用甲装置测定空气中氧气的含量时，需在检查装置的气密性后，将燃烧匙从集气瓶中拿出 来，放入红磷，在酒精灯上引燃红磷后，再将燃烧匙迅速伸入集气瓶内。而乙装置实验过程中不需要 打开装置，从环保的角度分析，甲和乙相比，乙装置更好，因为生成的五氧化二磷不会逸散到空气中， 不会污染环境。 (2)按照丙装置进行实验，观察到白磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，使装置内气压增大，活 塞先往右移动，后向左移动，因为氧气约占空气体积的五分之一，最后活塞停留在 8 刻度处。该实验 的文字表
20、达式：红磷+氧气五氧化二磷。 更道德的奶牛更道德的奶牛 牛吃的是草，挤出来的是奶，贡献的是牛肉，但也向大气中排放大量温室气体甲烷。然 而， 以美国宾夕法尼亚州立大学为首的研究小组日前发现， 向牛饲料中添加一种名为 3NOP 的化学成分后， 只需两周，奶牛的平均甲烷排放量便会降低 30%，产奶量和牛奶成分却不会变化。 超级防晒霜超级防晒霜 一个瑞典和西班牙的联合研究小组日前合成了一种全新的天然防晒霜。配方中主要含有来 自海藻、鱼体表黏液和虾壳中的某种氨基酸和可溶性聚合物。这种超级防晒霜对 UVA 和 UVB 的吸收能力 可与市面上的防晒霜媲美，并且在 80 oC 的环境中,吸收紫外线的能力仍可持续 12 小时。
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