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1、第二单元 我们周围的空气课题1 空气一、空气是由什么组成二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，并且得出了空气是是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。（P26)随着时间的推移，人们通过实验发现，空气中除了氧气和氮气外，还含有氦（hi）、氖(ni)、氩(y)、氪(k)、氙(xin)、氡（dng)等稀有气体，以及二氧化碳、其他气体和杂质等。目前，人们已经能用实验方法精确地测定空气的成分，人们发现空气并不是单一的气体，它是由多种成分组成的混合物。（1）空气的组成空气的成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%顺口
2、溜记法：空气组成别忘记，主要成分氮氧气，氮七八，氧二一，零点九四是稀气；还有两个零点零三，二氧化碳和杂气；以上数字指体积，莫要当成质量比。（2）测定空气成分的实验拉瓦锡测定空气成分的实验实验步骤实验现象实验结论1、他把少量汞放在密闭的容器内连续加热12天2、拉瓦锡研究了剩余的4/5的气体一部分银白色的液态汞变成红色粉末，密闭容器里空气的体积差不多减少了1/5，剩余的气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，（他认为这些气体全部是氮气）银白色的汞加热后变成红色的氧化汞，该反应的文字表达式是：汞+氧气 加热 氧化汞符号表达式是：Hg+ O2 HgO3、他把在汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的
3、容器里再强加热红色粉末又生成银白色物质（汞）和能使带火星木条复燃的气体（氧气，而且氧气的体积恰好等于容器里所减少气体的体积红色粉末氧化汞强加热后分解成汞和氧气，该反应的文字表达式是：氧化汞 加热 汞+氧气符号表达式是： HgO Hg + O24、他把得到的氧气加到前一个容器里剩余的4/5体积的气体中所得气体跟空气的性质完全一样空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5实验室测定空气中氧气的含量1、实验原理：足量的红磷燃烧时消耗尽集气瓶内的氧气，生成五氧化二磷固体（没生成气体），瓶内的气体减少，压强降低，低于外界大气压，水会自动流入集气瓶内来补充。进入集气瓶中水的体积等于集气瓶内所消耗
4、气体的体积，也就是空气中氧气所占的体积。2、实验装置(P27)实验仪器:集气瓶、燃烧匙、双孔橡胶塞、玻璃导管2根、胶皮管、弹簧夹（又叫止水夹）、烧杯、酒精灯、药匙实验药品：红磷、水3、实验步骤与实验现象在集气瓶内加入少量的水，并将水面上方空间分为5等份。用弹簧夹夹紧连接玻璃导管的胶皮管。在燃烧匙内放入足量的红磷，用酒精灯点燃红磷。点燃红磷后，立即伸入集气瓶内并把橡胶塞塞好，观察红磷燃烧的现象。观察到的现象：红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量。火焰熄灭后，振荡集气瓶，待装置冷却到室温后，打开弹簧夹，观察烧杯中水的变化。观察到的现象：烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，集气瓶瓶内水上升到刻度“1”处。
5、（进入集气瓶内的水约占集气瓶原气体体积的1/5)4、实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。（集气瓶内消耗的是氧气，剩余的气体主要是氮气，从该实验中还可以得出氮气的一些性质：氮气不能燃烧，不支持燃烧；氮气不易溶于水。）该实验中发生的化学反应是，红磷与空气中的氧气在点燃的条件下，生成白色固体五氧化二磷，文字表达式为：红磷+氧气 点燃 五氧化二磷；符号表达式为：P + O2 点燃 P2O55、实验成功的关键：红磷要过量，保证消耗尽集气瓶内的氧气；装置气密性要良好，不能漏气；待装置冷却到室温后再打开弹簧夹，不要过早打开。玻璃导管内事先应注满水，否则实际进入集气瓶内的有一部分存在导管中，导致
6、实际进入集气瓶内水的体积减小，小于集气瓶原气体体积的1/5。测定空气中氧气含量的实验中选择的药品应该是能与空气的氧气反应，但不能跟氮气以及其他气体反应的固体，而且反应后的生成物也为固体，例如红磷、白磷，而不能选用硫（即硫磺）、木炭、铁、镁等，因为硫和木炭在燃烧后都产生气体（硫燃烧后会生成二氧化硫气体，木炭燃烧后会生成二氧化碳气体），而铁在空气中难以燃烧，镁在空气中燃烧时，既与氧气反应，又与氮气、二氧化碳气体反应。6、实验失败的原因进入集气瓶中的水小于集气瓶原气体的体积的1/5，原因是： 红磷量不足，导致不能完全消耗尽集气瓶内的氧气，导致测量结果偏小；装置气密性不好，导致外界空气进入集气瓶内，不
7、能造成压强差，水不进入集气瓶内。未等到装置冷却到室温就打开弹簧夹，由于此时气体因受热处于膨胀状态，集气瓶内的压强没有减少到最低值，导致进入集气瓶内的水偏小，测量结果偏小。进入集气瓶内水的体积超过集气瓶内原气体体积的1/5，原因是：点燃红磷后，没有立即伸入集气瓶内，导致在红磷在伸入集气瓶的时候，集气瓶内的气体受热膨胀，一部分气体逸散到外界空气中，因此进入集气瓶内的水超过集气瓶原气体体积的1/5。实验前没有夹紧弹簧夹（或止水夹），导致红磷燃烧时，集气瓶内的气体受热膨胀，从导管中逸出，当装置冷却到室温，打开弹簧夹后，水进入集气瓶内，几乎充满整个集气瓶。7、测定空气中氧气含量的其他装置优点：装置始终密
8、闭，空气没有逸出，实验结果更精确。二、物质的分类1、物质分为纯净物和混合物。纯净物：由一种物质组成的物质，叫做纯净物。例如：红磷、白磷、五氧化二磷、氧气、氮气、二氧化碳等，纯净物都可以用化学符号表示，例如，红磷和白磷都可以用P来表示，五氧化二磷可用P2O5来表示，氧气可用O2来表示，氮气可用N2来表示，二氧化碳可以用CO2来表示等。混合物：由两种或两种以上的物质组成的物质，叫做混合物。例如：空气、海水、河水盐水、糖水、稀硫酸、稀盐酸、石灰水、矿泉水、苏打水、可乐饮料等，组成混合物的各种成分保持着各自的性质。2、纯净物和混合物之间的关系： 混合混合物 纯净物 提纯3、区别纯净物和混合物的方法：关
9、键是看组成物质的物质种类是几种，若是一种就是纯净物，若是两种和两种以上就是混合物。不能被物质的名称所迷惑，例如：纯净的河水、洁净的空气澄清的石灰水都是混合物，洁净和纯净是指它们中含有的气体杂质较少，但不能说明它们就只由一种物质组成；而冰水混合物、液氧都是纯净物，冰和水是不同状态的水，但都属于水，因此冰水混合物只是由水组成的，是纯净物，而液氧是氧气的气态，氧气属于纯净物，因此液氧也属于纯净物。三、空气是一种宝贵的资源氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途：1、氧气的性质和用途化学性质：能供给呼吸，能支持燃烧（即氧化性、助燃性）物理性质：无色、无味、不易溶于水，密度比空气大（3229）用途：供给呼吸
10、：潜水、医疗急救、宇宙航行支持燃烧：燃料燃烧、炼钢、气焊以及化工生产。提示：燃料燃烧需要氧气助燃，但氧气并不可以燃烧。燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可以用来切割或焊接金属。2、氮气的性质和用途化学性质：不活泼，比较稳定，不能燃烧，也不支持燃烧，更不能供给呼吸物理性质：无色、无味、难溶于水，密度比空气小（2829）用途：氮气中含有氮元素，因此氮气是制硝酸和氮肥以及合成燃料和炸药的重要原料。高温条件下，氮气也能与其他物质发生反应，用于制取有用的新物质。由于氮气在低温、常温条件下，难于其他物质发生反应，即一般条件下，氮气的化学性质不活泼，因此氮气常用作保护气。例如：食品包装袋内充入氮气，可防止食物
11、腐败，使食品保鲜；灯泡中冲入氮气可延长灯泡的使用寿命。由于液态氮汽化时需要吸收大量的热，能使局部温度降低，因此液态氮可用作制冷剂，医疗上常用液氮冷冻、麻醉或冷藏人体细胞组织。超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。3、稀有气体的性质和用途化学性质：很不活泼，曾被称为惰性气体物理性质：无色无味、通电时能发出不同颜色的光。用途：由于稀有气体通电时能发出不同颜色的光，因此稀有气体可用于制作航标灯、闪光灯、霓虹灯等各种用途的电光源。氩气紫蓝色光；氦气粉红色光；氖气红光（这种光可穿透浓雾）；氙气特强白光。由于氦气的密度小仅次于氢气，化学性质又比较稳定，因此氦气可用于填充汽艇、探空气球。稀有气体的氦气还
12、可用于激光技术，而氙气则可以制造低温环境，用于医疗麻醉。由于稀有气体的化学性质比较稳定，因此稀有气体也可用作保护气。四、保护空气（1）空气的污染与防治1、空气的污染物:有害气体：二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、一氧化碳CO等。烟尘（又名粉尘、飘尘）：可吸入颗粒物2、空气污染的主要污染源：化石燃料（如煤、石油、天然气等）的燃烧化工厂排放的废气汽车排放的尾气3、空气污染的危害:损害人体健康；影响农作物的生长；破坏生态平衡；导致全球气候变暖；破坏臭氧层；形成酸雨等。4、空气污染的防治措施:加强大气质量的监控空气质量日报；消除污染源，如：改善燃料结构，尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料；对化石燃料进行脱硫
13、、脱氮处理，工厂的废气要经过处理再排放；开发新能源，如太阳能、风能、水能、地热能等。大力开展植树、造林、种草等活动，提高环境的自净能力，以改善空气环境。（2）空气质量日报内容：空气质量日报的内容包括空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等。空气污染指数项目：二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、一氧化碳CO、可吸入颗粒物和臭氧O3等空气质量分级标准:污染指数50以下51100101150质量级别质量状况优良轻微污染污染指数151200201300300以上质量级别质量状况轻度污染中度污染重度污染空气污染指数、空气质量级别与空气质量状况的关系：空气污染指数越大，空气质量级别越高，空气质量状况越差，即污染越严重。提示：空气质量级别是根据首要污染物的污染指数来确定的，与其他污染物的污染指数无关。8
