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一、空气成分的探究实验
测定空气中氧气含量的原理:按课本中图2-3进行实验,红磷燃烧消耗集气瓶中的气体,使集气瓶中气体压强减少,冷却后打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶中,最后进入集气瓶的水的体积就是红磷燃烧消耗气体的体积。反应的文字表达式:红磷+氧气五氧化二磷
结论:空气的组成不是单一的,氧气约占空气体积的1/5。
【例题1】在空气中氧气含量的测定实验探究中,小明设计了如右图所示实验装置,集气瓶下端为开口(即没有瓶底),上端瓶口有一带有燃烧匙的橡皮塞,瓶上带有刻度线,把集气瓶离水面的位置与橡皮塞之间的容积分成五等份。实验时把点燃的红磷立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞。回答下列问题:
(1)如果不出现意外,实验中应观察到的主要的现象是、;
化学反应的文字表达式是;
(2)关于空气中氧气含量的结论是,除此外还可以得到的结论是;
(3)小红所测氧气含量与小明的有较明显的偏差,导致偏差的原因可能有(要求答出两种)。
【解析】本题实验可以得到氧气约占空气体积的1/5的结论。此外瓶中剩余的气体在相同的条件下没有发生变化,说明这部分气体不溶于水、不能燃烧也不支持燃烧。若要取得正确的结论,必须保证燃烧消耗了密闭容器中的全部氧气,并且产物中不能有新的气体生成。
【答案】(1)红磷继续燃烧并生成大量白烟,一段时间后火焰熄灭集气瓶内水面上升,最后大约上升1/5刻度红磷+氧气五氧化二磷
(2)氧气约占空气体积的1/5剩余气体不溶于水(或剩余气体不与水反应,不能燃烧,也不能支持燃烧)
(3)红磷不足、容器内温度还未冷却至室温就读数(或者装置漏气)
二、混合物和纯净物
1.纯净物由一种物质组成;混合物由两种或多种物质组成。
2.物质的成分与状态无关。例如,冰与水是相同物质的两种状态,但是把它们放在一起是一种物质成分,属于纯净物。
3.混合物各种成分之间没有发生化学变化,保持各自的性质。例如,空气中的多种成分可以稳定的存在,氧气仍然具有助燃的性质,不受其他物质的影响,其他物质也仍然具有它们各自的性质。
4.没有绝对纯净的物质,一般达到一定的纯度,就可认为是纯净物。高纯硅的纯度可达到e#99.999999999%。
【例题2】右图是空气成分示意图,请回答下列问题。
(1)完成右图中的有关填空;
(2)仔细观察右图,写出从图中获得的有关信息:
①;②。
【解析】空气是由多种气体组成的混合物,其组成较为稳定。
【答案】(1)氮气21%(2)①空气中含有氮气、氧气和其他气体等②空气是混合物(或氮气、氧气占空气的绝大部分等)
三、空气是一种宝贵的资源
空气中的成分
性质
氧气
供给呼吸
潜水、登山、医疗救护
支持燃烧
炼钢、气焊、宇宙航行、化工生产
氮气
化学性质不活泼
用作保护气
在一定条件下可以发生化学反应
制硝酸和氮肥
稀有气体
化学性质不活泼
用作保护气、灯泡的填充气
通电时稀有气体会发出不同颜色的光
用作光源
【例题3】小明整理出了空气成分的性质与用途的关系,其中错误的是()
A.氧气支持燃烧,常作宇宙航行中的重要燃料B.氮气化学性质不活泼可用作焊接金属的保护气
C.二氧化碳可供给植物进行光合作用D.稀有气体化学性质不活泼,可用作灯泡的填充气体
【解析】物质的性质决定它们的用途,氮气和稀有气体的不活泼性决定它们可以作为保护气,灯泡中填充的稀有气体也是由于它们的性质很不活泼;燃料燃烧离不开氧气,但氧气本身不是燃料;绿色植物进行光合作用时需要二氧化碳。
【答案】A
四、保护大气环境
1.任意排放的有害气体和烟尘易造成空气污染。被污染的空气会严重损害人体健康,影响作物的生长,破坏生态平衡。全球气候变暖、臭氧层破坏、形成酸雨等都是大气环境恶化的表现。
2.我们可以采取使用清洁能源、植树、造林、种草等措施保护大气,宣传、立法和国际合作也很重要。
【例题4】下列物质排放到空气中,不会造成污染的是()
A.汽车排放的尾气B.焚烧垃圾产生的气体C.化工厂排放的烟尘D.动植物呼吸排出的气体
【解析】动植物呼吸排出的气体主要是二氧化碳等气体,这些气体不会造成空气污染。而A、B、C三选项中的物质含有有害气体或可吸入颗粒,都会造成空气污染。
【答案】D
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