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课题1 空气


人类每时每刻都离不开空气, 没有空气就没有生命,也就没 有生机勃勃的地球。

目 录

CONTENTS

01 课题 2 氧气 02 课题 3 制取氧气 03 实验活动 1 04
课题 1 空气

氧气的实验制取与性质

课题1

空 气

一、空气是由什么组成的

标题数字等都可以通过点击和重新输入 行更改,顶部“开始”面板中可以对字 体、字号、颜色、行距等进行修改。

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。

二百多年前,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.

拉瓦锡通过用定量的方法研究了空气的成分。 通过加热汞(Hg)的方法测出容器里空气的体积差

不多减少1/5。他研究了剩余4/5体积的气体,发
现这部分气体既不能供给呼吸,也不支持燃烧。 他认为这些气体全部都是氮气(N2)。

拉瓦锡又把汞表面上所生成的红色粉末收集起 来并放在另一个较小的容器里再加强热,得到了

汞(Hg)和氧气(O2) 。通过这些实验,拉瓦锡
得出了空气由氧气和 氮气组成,其中氧气约占空 气总体积1/5的结论。

仿照这个历史上著名实验的原理,在实验室里,我

们可以通过一下方法来测定空气里的氧气含量。

通过实验可知,集气瓶内水平面上 升约1/5,说明空气中的氧气被消耗了, 消耗的氧气约占空气体积的1/5

目前,人们通过实验方 法精确地测定空气的成分。

? ? ? ? ?

氮气 78%; 氧气 21%; 稀有气体 0.94%; 二氧化碳 0.03%; 其他气体和杂0.03%。

纯净物 和 混合物
纯净物:由一种物质组成。(可以用专门的化学
符号表示)如:N2、O2、CO2、P、P2O5、H2O

混合物:由两种或多种物质组成。如:空气、矿
泉水、泥沙、汤水

二、空气是一种宝贵的资源
空气中的各种成分作为原料广

泛用于生产化肥、化工产品、炼钢 、 石油加工、运输、电光源等领域,是
人类生产活动的重要资源。

1、氧气------------“养气”

呼吸作用

化工生产

医疗急救
医疗急救时, 则需要用纯氧。

燃料燃烧,炼 人,动物,植物, 微生物等地球上的需 钢,气焊,化工 氧生物,在进行呼吸 生产,宇宙航行 作用时都需要氧气。 都离不开氧气。

2、 氮 气

氮气具有广泛用途,它是制造 硝酸 和 氮肥 的重要 原料。由于氮气的 化学性质不活泼 ,因此常用作 保护气 , 灯泡中充氮气以延长使用寿命,食品包装中充氮气以 防 腐 ,医疗上可在液氮 冷冻麻醉 条件下做手术,超导材料 在液氮的低温环境下能显示 超导性能。

磁悬浮列车

化工原料

食品充氮防腐

3、稀有气体

在空气的成分中,稀有气体所占比率虽然很小,但它们 却是一类很重要的气体。它们没有颜色,没有气味,化学性 质很不活泼。

3.1、稀有气体的应用

飞艇

霓虹灯

闪光灯

在生产和科学研究中,稀有气体有广泛的用途。如 稀有气体在 通电时能发出不同颜色的光 ,可制作成多 种用途的电光源,如 航标灯 , 强照明灯 , 闪光灯 , 霓 虹灯 等, 氦 可用于 制造低温环境 。

三、保 护 空 气(环境)
洁净的空气对于人类和其他动植物都是
非常重要的。没有清新的空气就没有人们幸

福的生活。

随着工业的发展,排放到

空气污染

空气中的有害气体和烟尘对空
气造成了严重的污染。被污染

的空气会严重损害人体健康,

影响作物生长,破坏生态平衡。

保护环境
为了使天空更蓝,人类正 在积极行动起来,如加强大

气质量监测,改善环境状况,
使用清洁能源,积极植树, 造林,种草等以保护空气。

1. 二百多年前,法国化学家拉瓦锡通过实验得出了空气是

氮气 氧气 组成的,其中_____________ 氧气 由_____________ 和_____________
氮气 约占空气总体积的 1/5 , _____________ 约占空气总体积的
4/5。
思路解析:本题考查化学史和空气的基本组成常识。

混合物 ,空气的成分按 2. 空气是由多种成分组成的 _____________
体积分数 计 算 , 大 约 是 : 氮 气 _________ 占78% , 氧 气 _____________

占21% , 稀 有 气 体 _____________ 占0.94% , 二 氧 化 碳 _____________
占0.03% ,其他气体和杂质_____________ 占0.03% 。 _____________
思路解析:本题考查基础知识。适合预习后进行自我测试。

3. 纯 净 物 由 _____________ 物质组成,混合物由 一种 _____________ 物质组成。 多种
思路解析:考查对纯净物和混合物的理解。

有害气体 和 4. 随着工业的发展,排放到空气中的 _____________
_____________ 烟尘 对空气造成了污染,“温室效应”“酸

雨”“臭氧层空洞”等都是空气污染引发的环境问题 。 思路解析:空气中的污染物主要是二氧化硫等有害气体和灰尘
等颗粒状物质。

氦 氖 、 ________ 氩 、 _________ 氪 、 ________ 氙 等 5. ________ 、 ________
气体总称为稀有气体。它们一般_____________ 其他物质发 不与 生化学反应。人们利用这种性质,在一些工业生产中,常

把 它 们 用 作 _____________ 保护气 。 稀 有 气 体 在 通 电 时 会 发 出

不同颜色的光 ,因此它们在 _____________ 灯具制造业 中有特殊的 _________________
应用。 思路解析:本题考查惰性气体的性质及用途。

1. 目 前 计 入 空 气 污 染 指 数 的 项 目 为 : 二 氧 化 硫 、 _____________ 一氧化碳 、二氧化氮、_________________ 可吸入颗粒物 和臭氧。
思路解析:本题考查空气污染物的种类。

2.下列物质属于纯净物的是( C ) A.洁净的空气 B.矿泉水

C.铁水

D.澄清的石灰水

思路解析:纯净物是由一种物质组成的,铁水是液态的铁,属于纯净物。
洁净的空气、矿泉水、澄清的石灰水是由两种或多种物质组成的,属于混 合物。

3.你的生活中有很多化学物质,生活中的下列物质,属于 纯净物的是( B ) A.洗衣粉 C.酸奶 B.蒸馏水 D.精制碘盐

思路解析:洗衣粉含有多种物质,属于混合物;蒸馏水中只有水,属于
纯净物;酸奶是含有水、蛋白质等多种物质的混合物;精制碘盐中含有氯 化钠、碘酸钾等。

4.有五种物质,其中能对空气造成污染的是(B) ①汽车排出尾气形成的烟雾 ②石油化工厂排出的废气

③天然水蒸发成水蒸气
⑤煤燃烧产生的烟尘

④植物光合作用放出的气体 C.⑧⑤ D.①③④

A.②④

B.①②⑤

5. 空气中各成分所占的体积由大到小的顺序是
(B)
①氧气 ②氮气 ③二氧化碳 ④稀有气体
A.①>②>③>④ C.②>①>③>④ B.②>①>④>③ D.①>③>②>④

思路解析:本题考查空气的基本组成。

6.下列物质属于混合物的是( C ) A.水蒸气 C.洁净的空气 B.二氧化碳气体 D.氯酸钾

思路解析:水蒸气只含有水,是纯净物;二氧化碳也是纯净物;

洁净的空气也含有多种成分,属于混合物;氯酸钾属于纯净物。

1.(2005北京海淀中考,2)随着“绿色奥运”的理念逐渐深入
人心,空气质量日益受到人们的关注。下列物质中,未计入北京

市监测空气污染指数项目的是(
A.氮气 B.二氧化硫


D.可吸入颗粒物

C.一氧化碳

思路解析:污染空气的主要物质是 SO2 、CO、 NO2 及可吸入颗粒物,均可
计入监测空气污染指数项目。N2是空气的主要成分之一,不应受到监

测。

2.臭氧空洞、酸雨和温室效应是人类所面临的三大环境问题。
其中造成温室效应是因为人类活动的加剧,从而向环境排放

了大量的(
A.二氧化硫


B.二氧化碳 C.臭氧 D.一氧化碳

思路解析 :温室效应产生的原因是由于空气中二氧化碳(还包括甲烷)

含量的增加,使得热量散失能力减弱;臭氧空洞是由于臭氧层被氮
的氧化物和氟利昂等破坏造成的。

3.人类对空气是一种怎样的物质进行了长期和艰难的探索,

许多的探索者都提出过他们的观点。较早通过实验研究得出
“空气是由氧气和氮气组成的”这一结论的科学家是(



A.普利斯特里
C.侯德榜
思路解析:本题考查化学史。

B.舍勒
D.拉瓦锡

4.如果把自然界水里溶解的气体收集起来,分析的结果是氧

气的体积分数大于21%,而氮气的体积分数小于 78%,此

现 象 说 明 氮气和氧气比较,氧气比氮气易溶于水 _______________________________________________ 。
思路解析:气体在水中的溶解性有大有小,绝不溶于水的气体

是没有的。产生上述现象的原因只能是氧气、氮气在水中
溶解性的差异。

9.用下图的装置来测定空气中氧气的体积分数。

红磷 。 (1)盛放在燃烧匙内的物质可用_______

广口瓶内产生大量白烟 , (2)实验中观察到的现象是_____________________________
1/5 。 同时水进入广口瓶,水的体积约占广口瓶容积的_________

(3)如果实验步骤是:①先用夹子夹紧橡皮管;
②点燃燃烧匙内的固体物质;

③将燃烧匙插入广口瓶,并塞紧橡皮塞;
④燃烧完毕后,打开橡皮管上的夹子,结果发现测定的氧气

体积分数低于21%。
问:这可能是由哪几种原因引起的?

①红磷用少了,瓶内氧气没有反应完; ②装置漏气,瓶外的空气进入瓶内; ③瓶内未冷却到室温使压强变大。

10.某容器所盛的空气里含有氧气10 g,则此容器所盛的空
气是50g。这句话是否正确?若不正确请改正。 答案:不正确。应改为某容器所盛的空气里含有氧气10 L ,则此容器所盛的空气是50 L。 思路解析:已知氧气的质量求空气的质量必须借助密度和体 积。错解的原因是,利用氧气的体积约占空气体积的1/5, 则有空气的体积=10 L÷1/5=50 L。误认为空气成分按质量 划分。

11.下图是实验验证空气中氧气含量的装置。红磷与氧气反应后生成 固体五氧化二磷,该固体极易溶于水,而木炭与氧气反应后生成气 体二氧化碳,该气体在水中溶解性不大。下图为两个同学设计的测 定空气中氧气含量的实验示意图。

(1)图Ⅰ实验时,燃烧匙里为什么要
盛过量的红磷? 红磷过量,才能把氧气消耗完全 (2)图Ⅰ实验除了可以得出氧气约占空气体积

1/5的结论外,还可以得出有关氮气性质的哪些结论?
氮气不支持燃烧,也不溶于水

(3)图Ⅱ装置燃烧匙中放点燃的木炭,可以得到氧气约占空
气体积1/5的结论吗?为什么?

不可以;
因为碳燃烧产生二氧化碳气体或 一氧化碳,气体体积没有减少,无法

判断氧气的量。


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