第二单元我们周围的空气
第1节空气
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+5O22P2O5[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?若小于1/5,则: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。若大于1/5,则: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)
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.g/L。
化学性质:不能燃烧不能支持燃烧(不活泼)
用途:制硝酸的原料;保护气
3.稀有气体的用途
(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、SO2、氮的氧化物)和烟尘等。目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3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(CO2、CH4等)
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
1.(·西城区期末)空气的成分中,体积分数约占78%的是()
A.二氧化碳B.水蒸气C.氮气D.氧气
2.(·西城区期末)下列物质中,属于纯净物的是()
A.生铁B.蒸馏水C.石灰水D.加碘盐
3.(·西城区期末)下列物质可用于人工降雨的是()
A.冰B.干冰C.二氧化硫D.五氧化二磷
4.(·湖北)年冬,连续多日的雾霾给襄阳人的生活来带不便,下列措施不利于防治雾霾的是( )
A.大力植树造林B.使用清洁能源
C.乘坐公交出行D.垃圾集中焚烧
5.(·河北)年北京、张家口将联合举办冬奥会,为办成绿色奥运会,下列措施不可行的是( )
A.发展公共交通,提倡绿色出行
B.增加使用太阳能、核能等新能源
C.改进燃煤锅炉烟囱,将废气排到高空
D.改进燃煤技术,减少SO2与粉尘排放
6.(·邵阳)近年来,部分城市因空气污染而出现了严重的雾霾天气,下列做法不利于减少空气污染的是( )
A.减少化石燃料的使用B.提倡居民驾驶私家车出行
C.积极植树、造林、种草D.提倡使用太阳能灯清洁能源
7.(·金华)年12月12日,气候变化大会通过《巴黎协定》,长远目标是把全球平均气温升高控制在较工业化前水平2℃之内.节能减排,人人有责,下列措施不利于节能减排
的是( )
A.参与植树造林,扩大植被面积B.使用一次性餐具,方便生活
C.使用环保袋,将垃圾分类放置D.乘坐公共交通工具,低碳出行
类型一:测定空气中氧气的含量
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。
解析: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
类型二: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
答案:C
解析:水蒸气遇冷凝结。
例3.下列气体说明空气中含有哪些成分?
(1)小白鼠在盛有空气的密闭容器中存活了一段时间__________。
(2)酥脆饼干在空气中放置一段时间后,逐渐变软__________。
(3)空气是制造氮肥的原料__________。
(4)长期放置在空气中的澄清石灰水表面有一层白色固体物质__________。
解析:题目考查的是空气中各成分的主要作用及有关的化学反应,题目(1)考查氧气对人及动物的呼吸支持作用,题(2)考查空气中的水蒸气易使某些物质吸湿变潮,题(3)考查氮气在现实生活中的实际应用,题(4)考查二氧化碳的特性。
答案:(1)氧气(2)水蒸气(3)氮气(4)二氧化碳
类型三:大气污染
例4.(·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
答案:D
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。
类型四: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
答案:D
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。
例6.我们平时喝的矿泉水清澈透明,喝起来有一种甘甜的滋味,因此矿泉水是纯净水。这句话对吗?
)
A.少开私家车多步行
B.对废旧金属进行回收利用
C.经常使用一次性筷子,塑料袋等
D.开发太阳能、风能等,减少对化石能源的依赖
14.(·菏泽)年“世界地球日”活动主题为“节约集约利用资源,倡导绿色简约生活”,下列说法不符合主题要求的是( )
A.回收废旧电池,节约金属资源、减少环境污染
B.采用“绿色化学”生产工艺,提高原料运用率
C.大力发展新能源,禁止使用化石燃料
D.生活垃圾分类回收,合理利用,减少污染
巅峰突破
1.下列关于空气的说法中,错误的是()
A.工业上利用氧气和氮气的沸点不同,从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
B.空气是一种十分重要的天然资源
C.若大量有害物质进入空气中,仅靠大自然的自净能力,大气还能保持洁净
D.按体积分数计,空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%
2.下列物质的用途中,是利用物质的物理性质的是()
A.氧气用于炼钢B.稀有气体用作保护气
C.氮气用于制造化肥D.稀有气体用于电光源
3.阅读以下有关“空气成分”卡通图,填空并把你从图中获得的信息填在横线上
(1)填写下列数据:a;b;c。
(2)你得到的信息是:①;
②;
③;
④。
4.在测定空气中氧气含量的实验中,小强采用了上图所示装置:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气,给装有细铜丝的玻璃管加热,同时缓慢推动两个注射器活塞,至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热,待冷却至室温,将气体全部推至一个注射器内,观察密闭系统内空气体积变化。
(1)在实验加热过程中,交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是_______________。
(2)小强测得实验结果如下:
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数_____2l%(填“”、“=”、“”)。造成该实验出现误差的原因可能是__________________(填序号)
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞;②读数时没有冷却至室温;
③加入铜丝量太少;④加入铜丝量太多
(3)通过上面的实验,你学到的测量混合物中某成分含量的方法_______________________。
5.空气质量预报主要内容包括:首要污染物、空气污染指数和空气质量级别。
空气污染与空气质量级别的对应关系(表1)
年5月4日我国部分城市空气质量日报(表2)
(1)上述城市中易出现酸雨的城市是;
(2)请根据表1和表2的内容,确定当日天津的空气质量级别:①。
(3)为了提高广州的空气质量,可以采取哪些措施?。
参考答案
1.C2.B3.B4.D5.C6.B7.B
1.B2.C3.D4.B
5.不能用木炭或蜡烛(燃烧产生了气体,瓶内体积变化小),不能用铁(铁在空气中不能燃烧)
训练A
训练