第五讲 专题一：空气成分的探究

空气成分的探究

一、空气是由什么组成的

资料：空气是无色无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚，１７世纪以前人们一直认为空气是一种单一成分的物质，１８世纪才认识到空气的复杂性．为了搞清楚空气的成分，很多科学家致力于这方面的研究，如瑞典化学家舍勒和英国化学家普里斯特里．其中最有名的就是法国化学家拉瓦锡做的实验。

1.法国化学家拉瓦锡的贡献------通过实验得出空气由氧气和氮气组成

实验方法：曲颈甑（盛空气）中加热汞。

实验原理：汞+氧气→氧化汞

氧化汞→汞+氧气

实验现象：①银白色的液态汞变成红色粉末（氧化汞）。

②容器内里空气体积减少约1/5（氧气）；剩余

气体约4/5（氮气）。

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。

2.空气中氧气含量的测定

实验原理：根据某物质只与空气中氧气反应且生成固体，从而使密闭容器内的气体体积减小，压强变小，在外界大气压的作用下使密闭容器内的水面上升来测量的。

（1）药品：红磷（暗红色固体）

（2）原理： 4P + 5O2 2P2O5 [五氧化二磷：白色固体]

（3）现象：红磷燃烧时：黄色火焰、大量白烟；

打开止水夹后：水倒吸入集气瓶至1/5处。

（4）结论：红磷燃烧消耗氧气，氧气约占空气总体积的1/5。

（5）推论：空气中剩余的约4/5体积的气体为氮气，其不燃烧、不支持燃烧、难溶于水。

（6）实验成功的关键：①装置不能漏气；

②集气瓶中加少量水（防止高温熔融物使瓶底炸裂）

③红磷应过量

④点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子

⑤待红磷冷却后，打开弹簧夹

（7）在实验中如果进入水的体积小于集气瓶总体积的1/5，会有什么原因呢？大于1/5的原因?

答：小于1/5 ①红磷熄灭后未冷却到室温；

②装置漏气；

③红磷的量不足；

④有部分水留在导管中未进入集气瓶

⑤燃烧一定程度时，瓶内氧气含量小，红磷不能继续燃烧。

大于1/5 ①红磷燃烧前，止水夹没有夹紧；

②红磷伸入集气瓶后没有迅速盖紧瓶塞；

3.空气的组成（体积分数）

空 气气 气

二、空气是一种宝贵的资源：

1.氧气的用途：

（1）供给呼吸 （2）支持燃烧 2.氮气的性质和用途

物理性质：无色、无味的气体。难溶于水熔沸点低。密度：1.251g/L 。 化学性质：不能燃烧不能支持燃烧（不活泼） 3.稀有气体的性质和用途

用途：（1）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。 （2）稀有气体无色、无味，化学性质很不活泼。 （3）用途：保护气、电光源激光技术、低温麻醉

三、空气的污染及防治：

1.对空气造成污染的主要是有害气体（CO 、SO 2、氮的氧化物）和烟尘等。目前计入空气污染指数的项目为CO 、SO 2、NO 2、O 3和可吸入颗粒物等。

2.空气污染的危害、保护：

危害：严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡。全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等 。

保护：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理过后才能排放，积极植树、造林、种草等。1）制硝酸和氮肥（2）作保护气（3）作冷冻麻醉剂

3.目前环境污染问题:

臭氧层破坏（氟里昂、氮的氧化物等） 温室效应（CO 2、CH 4等）

氮气( N 2 )78%

氧气( O 2 )21% 稀有气体

0.94% 二氧化碳( CO 2 )0.03% 水蒸气及其他气体杂质0.03%

酸雨（NO2、SO2等）白色污染（塑料垃圾等）

四、纯净物和混合物

1.纯净物：由一种物质组成。如：N2、O2、CO2、P、P2O5、H2O

2.混合物：由多种物质组成。如：空气海水河水矿泉水等

注意：（1）纯净物可以用专门的化学符号来表示。如氮气、氧气、二氧化碳可分别表示为N2、 O2、CO2等。

（2）混合物中各物质各自保持着各自的性质。例如：空气中的氮气、氧气、二氧化碳等都保持着各自的性质。

3.纯净物和混合物的比较

纯净物混合物

组成只有一种成分由几种纯净物组成组成性质固定不固定

表示方法有化学符号无固定符号

氧气(O2) ，五氧化二磷

空气,海水举例

(P205)

（20-40分钟）

知识点一：测定空气中氧气的含量

【典题导入】【亮点题】

例1.根据要求回答问题：

①在集气瓶中加少量水②检查装置的气密性③在燃烧匙中装足量红磷，夹紧止水夹④点燃红磷，伸入集气瓶中塞紧橡皮塞⑤待集气瓶冷却后打开止水夹

（1）步骤④中发生反应的文字表达式为；

（2）步骤⑤中打开止水夹后观察到的现象为；

（3）该实验得出空气组成的结论是；

（4）该实验剩余气体的性质有；

（5）实验后集气瓶中水少于1/5，，误差产生的原因可能是；

答案:（1）磷 + 氧气 ------ 五氧化二磷

（2）打开止水夹后,水倒吸入集气瓶至1/5处。

（3）红磷燃烧消耗氧气，氧气约占空气总体积的1/5。

（4）无色、无味的气体,不能燃烧不能支持燃烧。

（5）红磷熄灭后未冷却到室温；装置漏气；红磷的量不足；有部分水留在导管中未进入集气瓶；燃烧一定程度时，瓶内氧气含量小，红磷不能继续燃烧。

知识点二：空气组成及各个成分的用途

例2.夏天从冰箱里拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料外壁会潮湿，说明空气中含有（）A．氮气 B．氧气 C．水蒸气 D．二氧化碳

解析:水蒸气遇冷凝结。

答案：C

例3.（2015年昌平区期末）下列关于物质的性质和用途说法中，不正确

．．．的是（）A．碳具有还原性，用于冶炼金属

B．氧气具有可燃性，用于火箭发射

C．氮气常温下化学性质稳定，用于食品防腐

D．稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，用于制成各种灯具

解析：氧气具有助燃性，能够支持燃烧。

答案：B

知识点三：大气污染

例4.（2015年东城区期末）遭遇雾霾天气时，下列做法不正确

．．．的是（）A．适当开窗通风 B．外出戴活性炭口罩

C．尽量减少外出活动 D．冬季长跑照常举行

解析:雾霾属于大气污染物中的可吸入颗粒,应减少户外活动。

答案：D

知识点四：纯净物和混合物

例5.下列的水属于纯净物的是( )

A、矿泉水

B、自来水

C、河水

D、浮有冰的水

解析:纯净物是由一种物质组成的，成分固定，能由化学式表示。

答案：D