空气组成和氧气含量的测定(提高)

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空气组成和氧气含量的测定(提高)

2024-05-29 19:55| 来源: 网络整理| 查看: 265

(1)将仪器连接好并检查装置的气密性。

(2)在集气瓶底装入少量的水,再把剩余的容积分成五等份并做上记号。

(3)用弹簧夹夹紧乳胶管。

(4)在燃烧匙内放入过量的红磷。

(5)点燃红磷迅速伸入集气瓶中,并把塞子塞紧。

(6)红磷燃烧停止,待集气瓶冷却到室温后,打开弹簧夹。

4.实验现象:

(1)红磷燃烧产生大量白烟并放出热量。

(2)打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中,进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。

5.实验结论:

氧气约占空气体积的1/5。

【要点诠释】

1.可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。不能选用木炭、硫等,因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质,且与所耗氧气体积相同,使瓶内外气压相等,水不会倒吸入瓶中。

2.红磷必须过量,燃烧时才能使容器内氧气消耗完。

3.红磷燃烧停止后,要等集气瓶内温度降至室温,方可打开弹簧夹。

4.该实验还能得到的结论:氮气(集气瓶内剩余的气体主要是氮气)具有不能燃烧、不支持燃烧和难溶于水的性质。

5.实验后测得氧气的体积分数小于21%的原因:

(1)红磷的量不足(则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉,集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5,导致测得空气中氧气的体积分数偏小)。

(2)装置漏气(当集气瓶内氧气耗尽时,瓶内压强减小,瓶外空气会进入集气瓶内,导致进入水的体积减小,测得的氧气的体积分数偏小)。

(3)装置未冷却到室温就打开弹簧夹(温度较高气体压强较大,进入瓶内水的体积减小,引起测定结果偏低)。

6.测定结果大于21%的原因:

(1)点燃红磷前未用弹簧夹夹紧乳胶管(红磷燃烧放热会使部分空气由导管逸出,烧杯水中冒气泡;最后造成水进入集气瓶的体积大于1/5)。

(2)将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢(放出的热将瓶内的部分空气赶出瓶外;冷却后打开止水夹,进入集气瓶水的体积大于1/5)。

要点三、空气的组成

空气的主要成分是氮气和氧气,分别约占空气总体积的4/5和1/5。

空气的成分按体积计算如下表:

气体 氮气(N2) 氧气(O2) 稀有气体(氦气、氖气、氩气等) 二氧化碳(CO2) 其他气体和杂质 占空气总体积的比例 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%

【要点诠释】

1.空气中各气体的含量是体积分数,不是质量分数。

2.空气是一种混合气体,组成比较固定,特别是氧气、氮气、稀有气体的成分几乎不变,但个别地区略有不同。

要点四、纯净物和混合物

物质 纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成的物质叫纯净物 由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物 区别 ①由同种物质组成,即相同的分子、原子或离子,具有固定的组成②可以用化学式表示,如氧气用O2表示③有固定的性质 ①由不同种物质混合而成,各种物质彼此间不反应,没有固定的组成②不能用化学式表示③无固定性质(如熔、沸点等),各自保持原物质的性质 举例 氧气、氮气、二氧化碳、蒸馏水、氢氧化钙等 空气、盐水、糖水、矿泉水、铝合金、酱油等 联系

【要点诠释】

混合物是由纯净物混合而成。

要点五、空气是一种宝贵的自然资源

1.氮气:是无色、无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。氮气的化学性质不活泼。主要用途是用作保护气、合成氮肥等。

2.氧气:是无色、无味的气体,密度比空气略大,不易溶于水。主要用途是供给呼吸和支持燃烧;医疗、潜水、气焊、炼钢、宇航等都需要用到氧气。

3.稀有气体:氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。是无色、无味的气体,难溶于水。化学性质很不活泼,一般情况下不与其他物质反应。通常作保护气、制成多种电光源、用于激光技术;氦用于制造低温环境;氙用于医疗麻醉。

4.空气的污染及防治

污染空气的物质 ①粉尘;②有害气体(二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等) 污染物的主要来源 ①矿物燃烧;②工厂的废气;③汽车排放的尾气等 空气污染的危害 ①损害人体的健康;②影响作物生长;③破坏生态平衡;④导致全球气候变暖;⑤破坏臭氧层;⑥形成酸雨 空气污染的防治 ①使用清洁能源;②工厂的废气经过处理后再排放;③使燃料充分燃烧;④对化石燃料进行脱硫处理;⑤积极植树、造林、种草等

【要点诠释】

1.空气质量日报中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、粉尘(可吸入颗粒物)和臭氧等。

2.氮气和稀有气体作为保护气,是利用它们的稳定性。但是“稳定”是“相对”而不是绝对的,在一定条件下,氮气及有些稀有气体也能与某些物质发生化学反应。

类型一、考查空气的组成

1.(2016•山西中考)我们每时每刻都离不开空气。空气中含量最多的气体是(  )

A.N2 B.CO2 C.H2 D.O2

【思路点拨】根据空气中各成分的体积分数进行分析判断即可。

【答案】A

【解析】空气的成分按体积计算,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%、其它气体和杂质占0.03%。A、氮气占78%,是体积分数最大的气体,选项正确。B、二氧化碳占0.03%,不是体积分数最大的气体,选项错误。C、空气中没有氢气,选项错误。D、氧气占21%,不是体积分数最大的气体,选项错误。

【总结升华】熟记空气的成分及各成分的体积分数是解答此类题的关健。

举一反三:

【变式1】下列关于空气的说法正确的是( )

A.空气的成分按体积分数计算,大约是:氮气79%,氧气20%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体和杂质0.03%

B.空气的成分按质量分数计算,大约是:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体和杂质0.03%

C.空气中各气体成分及其含量一定是固定不变的

D.空气中含量最多的气体是氮气

【答案】D

【解析】空气的成分应按体积分数计算,空气中各成分及其含量不同地区也可能不同。

【变式2】.澄清石灰水长期敞口放在空气中会变浑浊,这是因为空气中含有( )

A.氧气 B.二氧化碳 C.氮气 D.一氧化碳

【答案】B

类型二、考查空气中氧气含量的测定

2.(2014•山东中考)用如图装置来测定空气中氧气的含量,下列做法会使实验结果不准确的是(  )

A.事先在集气瓶内加少量水 B.燃烧匙内加足量红磷

C.红磷熄灭后,立即打开弹簧夹 D.实验前,检查装置的气密性

【思路点拨】测定空气中氧气含量实验,在选择消耗氧气的药品时,应考虑能与空气中的氧气反应而不与空气中的其他成分反应,生成物不能为气体;还应注意装置不漏气,药品的量要足,读数时温度要冷却到原来的温度等。

【答案】C

【解析】

A、集气瓶中加入少量水,是用来吸收反应生成的五氧化二磷,另一方面有利于容器内温度的降低,节约了实验的时间,故A不符合题意;

B、红磷足量可以把氧气完全消耗,保证实验的准确性,否则会使实验结果偏小,故B不符合题意;

C、装置未冷却至室温就打开弹簧夹,这样瓶内温度较高,气压还没降低到室温标准,会使测定的结果偏小,故C符合题意;

D、如实验装置漏气,红磷燃烧即使能耗尽装置内的氧气,由于装置漏气,瓶外少量空气会进入装置内使测定结果不准确。因此,实验前要检查装置的气密性,故D不符合题意。

【总结升华】测定空气中氧气的含量,主要是利用了可燃物燃烧消耗了氧气,使密闭容器中压强减小,在外界大气压作用下,烧杯中的水倒吸入集气瓶内。

举一反三:

变式】如图所示,在一个具有刻度和可以左右滑动的活塞的玻璃容器里放入白磷(足量),活塞左端管内密封有空气,右端的管口跟空气连通。将玻璃容器固定在盛有80℃热水(恒温)的烧杯上,进行实验(白磷被加热到40℃时即能着火燃烧)。试回答:

(1)实验过程中可观察到:白磷燃烧,产生 ,活塞先向右移动(白磷燃烧放热使气体膨胀),燃烧停止冷却后再向左移动,最终停在刻度 处。

(2)由此实验可以得出,空气中氧气的体积约占空气体积的。

【答案】(1)白烟 4

(2)1/5

类型三、考查纯净物和混合物

3.下列各组物质都属于纯净物的是( )

A.海水 蒸馏水 B.汽油 柴油

C.氯酸钾 干冰 D.洁净的空气 石灰水

【答案】C

【解析】蒸馏水、氯酸钾和干冰为纯净物,其他物质都是混合物。

【总结升华】只由一种物质组成的物质叫纯净物,由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。

举一反三:

【变式】(2014•江苏中考)下列属于纯净物的是( )

A.海水 B.空气 C.白酒 D.金刚石

【答案】D

【解析】海水是由水、氯化钠和氯化镁等多种物质组成的混合物;空气是由氧气、氮气等多种物质组成的混合物;白酒是由乙醇、水等组成的混合物;金刚石是由碳元素组成的单质,属于纯净物。

类型四、考查空气污染

4.在治理城市空气污染中所采取的措施不正确的是( )

A.少用煤作燃料 B.增加绿地面积

C.焚烧落叶 D.汽车改用清洁燃料

【答案】C

【解析】增加绿地面积,可以增加光合作用,把二氧化碳转化为氧气;少用煤作燃料,可以减少二氧化硫等有害物质的排放;汽车改用清洁燃料,可减少有毒气体的排放;焚烧落叶,会产生大量烟等有害物质。

【总结升华】了解空气污染的危害及防治措施。

举一反三:

【变式】下列物质中,属于空气污染物的是( )

A.氧气       B.二氧化碳

C.氮气     D.粉尘

【答案】D

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