Page9我們四周的空氣【典型例題】例1.某班同學(xué)用如圖裝置測定空氣里氧氣的含量。先用彈簧夾夾住乳膠管。點燃紅磷伸入瓶中并塞上瓶塞。待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，視察廣口瓶內(nèi)水面變更狀況。試驗完畢，甲同學(xué)的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的1/5，乙同學(xué)的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯大于瓶內(nèi)空氣體積的1/5。下列對這兩種現(xiàn)象說明合理的是（）①甲同學(xué)運用的紅磷可能量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有消耗完②甲同學(xué)可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時外界空氣進(jìn)入瓶內(nèi)③乙同學(xué)可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內(nèi)空氣受熱從導(dǎo)管逸出④乙同學(xué)可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內(nèi)空氣受熱逸出A.只有①③ B.只有②④ C.只有①②③ D.①②③④解析：探究空氣中氧氣的含量的試驗誤差分析，要依據(jù)試驗原理進(jìn)行推斷，關(guān)鍵看操作的結(jié)果是導(dǎo)致密閉體系內(nèi)氣體的壓強變大還是減小。甲同學(xué)的試驗結(jié)果比實際偏低，緣由可能有：（1）紅磷量不足，瓶內(nèi)氧氣沒有耗完；（2）未塞緊瓶塞，外界空氣進(jìn)入瓶內(nèi)；（3）未冷卻到室溫就打開彈簧夾；乙同學(xué)的試驗結(jié)果比實際偏高，緣由可能是廣口瓶內(nèi)的部分空氣受熱逸出，致使廣口瓶內(nèi)氣體的體積減小更多。答案：D例2.將等容積、等質(zhì)量（含瓶塞、導(dǎo)管、燃燒匙及瓶內(nèi)少量的細(xì)砂）的兩集氣瓶氧氣置于天平的左右兩盤，調(diào)至平衡。放入等質(zhì)量的白磷和木炭（如圖所示），塞緊瓶塞。然后分別設(shè)法將其點燃。使二者充分燃燒后冷卻至室溫，打開彈簧夾（a），此時的天平A.指針偏向右 B.指針偏向左C.仍處于平衡狀態(tài) D.指針先向左后向右偏解析：白磷燃燒消耗氧氣生成固體，左側(cè)裝置瓶內(nèi)壓強削減，木炭燃燒雖消耗氧氣但生成物也是氣體，右側(cè)裝置瓶內(nèi)壓強幾乎不變。打開止水夾后由于左側(cè)壓強小于右側(cè)壓強，會有氣體從右側(cè)瓶中進(jìn)入左側(cè)瓶中，導(dǎo)致左側(cè)瓶中物質(zhì)的質(zhì)量增大。天平指針向重的一側(cè)偏。答案：B例3：小軍依據(jù)燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量的試驗原理，認(rèn)為可用木炭替代紅磷測定空氣中氧氣的含量，并按下圖所示裝置進(jìn)行試驗。（1）依據(jù)的試驗原理是_______________________________。小軍檢查裝置氣密性后，將盛有足量紅熱木炭的燃燒匙快速伸入廣口瓶中，并把塞子塞緊，待紅熱的木炭熄滅并冷卻至室溫后，就打開彈簧夾，并未發(fā)覺倒吸現(xiàn)象。經(jīng)過仔細(xì)分析，小軍發(fā)覺試驗失敗的緣由是（答一條）________________________________________________。（2）小軍反思上述試驗的探究過程后認(rèn)為：用燃燒法測定空氣中氧氣含量的試驗時，在藥品的選擇和生成物的要求上應(yīng)考慮的是（答一條）_____________________________。解析：探究空氣中氧氣含量的試驗原理是：選擇某種能與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與空氣中其它氣體反應(yīng)的固體物質(zhì)（如紅磷，白磷等），利用過量的該物質(zhì)將空氣中的氧氣完全消耗，生成新的固體物質(zhì)，使密閉容器內(nèi)氣體體積減小（減小的體積即為氧氣的體積），氣體的壓強減小，引起水面變更，從而確定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。在探究空氣中氧氣含量的試驗中，選擇不同的藥品會出現(xiàn)迥然不同的現(xiàn)象。解此題的關(guān)鍵是推斷可燃物在空氣中燃燒能否使密閉容器內(nèi)氣體體積減小，氣體壓強變小。答案：（1）探究空氣中氧氣含量的試驗原理是：選擇某種能與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與空氣中其它氣體反應(yīng)的固體物質(zhì)（如紅磷，白磷等），利用過量的該物質(zhì)將空氣中的氧氣完全消耗，生成新的固體物質(zhì)，使密閉容器內(nèi)氣體體積減小（減小的體積即為氧氣的體積），氣體的壓強減小，引起水面變更，從而確定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。木炭在空氣中燃燒消耗空氣中的氧氣；木炭在空氣中燃燒雖然消耗了空氣中的氧氣，但生成了二氧化碳?xì)怏w，致使廣口瓶內(nèi)氣體壓強未減小。（2）藥品要能在空氣中燃燒，燃燒時只消耗氧氣（或生成物不能是氣體）例4.為測定空氣中氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)，某同學(xué)設(shè)計如圖所示的試驗，在一個耐熱活塞的底部放一小塊（足量）白磷（白磷在空氣中燃燒的溫度為40℃），然后快速將活塞下壓，可以視察到的現(xiàn)象為；冷卻至原來溫度時，松開手，活塞最終將回到刻度處，試回答白磷燃燒的緣由。解析：快速將活塞下壓，可以視察到，白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙；冷卻至原來溫度時，松開手，活塞最終將回到刻度4處；快速將活塞下壓，使空氣內(nèi)能增大，溫度達(dá)到40℃。例5.為測定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)準(zhǔn)備設(shè)計如下方案：選用實際容積為40mL的試管作反應(yīng)容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過導(dǎo)管與實際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如圖的試驗裝置。假設(shè)此試驗?zāi)芤罁?jù)小華的設(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽視不計，請回答下列問題：（1）試驗前，打開彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明____________________。（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾。可視察到的現(xiàn)象為_______________________________________________。（3）若不運用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻。可視察到的現(xiàn)象為______________________________________________________________。（4）若按小華的設(shè)想進(jìn)行試驗，實際可能遇到諸多問題而發(fā)生危急，造成試驗失敗。例如______________________________________________________________________。解析：本題的創(chuàng)新性在于試驗裝置始終密閉，不會造成空氣污染，通過活塞的移動來測定空氣中氧氣的含量，提高了試驗結(jié)果的精確度。（1）試驗操作前后裝置內(nèi)氣體壓強不變，證明該裝置的氣密性好。（2）白磷在空氣燃燒時消耗氧氣，產(chǎn)生白煙（生成五氧化二磷），導(dǎo)致密閉體系內(nèi)氣體壓強減小，由于氧氣約占空氣體積的1/5，而試管內(nèi)空氣中氧氣的體積約為：40mL×1/5=8mL，且過量的白磷燃燒能將試管內(nèi)空氣中的氧氣耗盡，因此最終活塞的前沿在約12mL（20mL－8mL=12mL）的刻度線上。（3）白磷在空氣中燃燒時放出大量的熱，會使密閉體系內(nèi)的空氣受熱膨脹，氣體壓強增大，活塞就會向右移動，當(dāng)過量的白磷燃燒耗盡密閉體系內(nèi)的氧氣，試管冷卻后，密閉體系內(nèi)氣體的壓強減小，外界大氣壓就會推動活塞向左移動，而密閉體系內(nèi)空氣中氧氣的體積約為：（40mL+20mL）×1/5=12mL，因此最終活塞的前沿在約8mL（20mL－12mL=8mL）的刻度線上。（4）因為白磷燃燒放出大量的熱，會使密閉體系內(nèi)氣體壓強增大，所以該試驗中可能出現(xiàn)的問題有：橡皮塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等。答案：（1）裝置的氣密性好（2）白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞前沿在約12mL的刻度線上（3）白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞先向右移動，最終穩(wěn)定在約8mL的刻度線上（4）橡皮塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等學(xué)問點2：空氣是一種珍貴的資源可以從空氣的成分來分析：1.氧氣用于動植物呼吸，支持燃燒。主要用于潛水、醫(yī)療急救、煉鋼、氣焊以及化工生產(chǎn)和宇宙航行等。2、氮氣：無色、無味的氣體，不溶于水，不燃燒也不支持燃燒，不能供應(yīng)呼吸，化學(xué)性質(zhì)不活潑。主要用于工業(yè)原料（制造硝酸和化肥等），作愛護(hù)氣，食品防腐，液氮用于醫(yī)療冷凍麻醉、超導(dǎo)材料等。3、稀有氣體：無色、無味的氣體，通電時能發(fā)出不同顏色的光，化學(xué)性質(zhì)很不活潑。利用惰性氣體做愛護(hù)氣、用于航標(biāo)燈、閃光燈、霓虹燈的電光源、用于激光技術(shù)。【典型例題】例1：下列用途不屬于氮氣用途的是A.保鮮蔬菜 B.做愛護(hù)氣 C.做冷凍劑 D.供應(yīng)呼吸解析：氮氣主要用于工業(yè)原料（制造硝酸和化肥等），作愛護(hù)氣，食品防腐，液氮用于醫(yī)療冷凍麻醉等。氧氣用于動植物呼吸。答案：D例2：茶葉、肉松、膨化食品等常采納真空充氣包裝，即將食品裝入包裝袋，抽出包裝袋內(nèi)空氣，再充入防止食品變質(zhì)的氣體，然后封口.真空充氣包裝能使食品保持原有的色、香、味及養(yǎng)分價值，防止食品受壓而破裂變形。【提出問題】充入食品包裝袋中的氣體是什么?【猜想與驗證】可能是N2，試驗初步驗證的方法及現(xiàn)象：充入的氣體還可能是：①；②……解析：氮氣的性質(zhì)不活潑，可用作愛護(hù)氣，防止食品腐敗；因氮氣不能燃燒，不能支持燃燒，不能使澄清石灰水變渾濁，可利用上述氮氣的性質(zhì)進(jìn)行初步確認(rèn)，方法可選用燃著的木條或澄清的石灰水；對充入食品袋中的氣體應(yīng)有如下要求：無毒、不污染空氣、性質(zhì)不活潑、原料易得、價格便宜等，符合上述特點的氣體還有二氧化碳及與其它氣體形成的混合氣體。答案：將燃著的木條伸入該氣體中，火焰熄滅（或?qū)⒃摎怏w通入到澄清石灰水中，石灰水不變渾濁。①二氧化碳②二氧化碳和氮氣學(xué)問點3：空氣的污染及防治。1.造成空氣污染的主要緣由①煤燃燒產(chǎn)生的煙霧②石油化工排放的煙霧③汽車排氣形成的煙霧2.造成空氣污染的物質(zhì)：（1）有害氣體：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）（2）煙塵。3.防止和削減空氣污染的方法①工業(yè)三廢的回收與處理②提高汽油、柴油質(zhì)量4.防止空氣污染的措施：加強大氣質(zhì)量監(jiān)測，改善環(huán)境狀態(tài)、植樹造林、運用清潔能源。5.目前空氣污染指數(shù)包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入顆粒物、臭氧。7月26日重點城市空氣質(zhì)量報告空氣質(zhì)量級別越大，空氣質(zhì)量越差。【典型例題】例1：下列物質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系錯誤的是（）A.氧氣——供人呼吸 B.二氧化碳——造成酸雨C.氮氣——作愛護(hù)氣 D.稀有氣體——填充霓虹燈解析：造成酸雨的主要是二氧化硫、二氧化氮答案：B例2：人類須要干凈的空氣。目前我國城市空氣質(zhì)量日報中的污染物不包括（）A、可吸入顆粒物 B、二氧化碳 C、二氧化氮 D、二氧化硫解析：二氧化碳不是大氣污染物答案：B學(xué)問點4：物質(zhì)的分類：純凈物和混合物1、純凈物：由一種物質(zhì)組成的，“純凈”是相對的，肯定純凈的物質(zhì)是沒有的，只要雜質(zhì)含量低，不至于對生產(chǎn)和科學(xué)探討產(chǎn)生影響的物質(zhì)就是純凈物。2、混合物：兩種或多種物質(zhì)組成的，這些物質(zhì)相互間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)都保持各自的性質(zhì)。留意：劃分純凈物、混合物的標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)物質(zhì)的種類來劃分的。只含一種物質(zhì)的就屬于純凈物，含有幾種物質(zhì)的就屬于混合物。【典型例題】例1：在“測定空氣中氧氣的含量”的試驗中，最終集氣瓶內(nèi)剩余的氣體的成分是（）A、純凈的氮氣B、五氧化二磷C、主要成份為氮氣的混合氣體D、主要成份為氮氣和氧氣解析：要明確空氣的組成，以及測定氧氣含量的原理答案：C例2：下列物質(zhì)中屬于純凈物的是（）A、干凈的空氣 B、純凈的食鹽水 C、冰水混合物 D、水泥砂漿解析：識別純凈物與混合物時，要理解物質(zhì)的本質(zhì)，不能被“純凈”、“干凈”、“混合”等詞語所迷惑。純凈物有固定的組成和性質(zhì)，可用化學(xué)式表示，因此依據(jù)物質(zhì)是否有固定的性質(zhì)和化學(xué)式也可推斷是不是純凈物。答案：C四、應(yīng)考錦囊1、記住空氣中各種氣體的體積分?jǐn)?shù)，各成分的作用。通常以選擇題形式出現(xiàn)。2、知道用燃燒法測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的方法和原理。形式：選擇題、試驗題。3、清晰空氣污染物，并能推斷常見的污染。知道空氣污染的防治。通常以選擇題形式出現(xiàn)。4、識別純凈物與混合物時，要理解物質(zhì)的本質(zhì)，不能被“純凈”、“干凈”、“混合”等詞語所迷惑。通常以選擇題形式出現(xiàn)。五、本講小結(jié)1、空氣的主要成分：2、用燃燒法測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的方法和原理。3、空氣的污染及防治。4、物質(zhì)的分類：純凈物和混合物混合物純凈物定義不同種物質(zhì)組成一種物質(zhì)組成組成不固定固定（有特地的化學(xué)符號）性質(zhì)各物質(zhì)均保持各自性質(zhì)有確定的性質(zhì)舉例空氣、糖水、碘酒鐵Fe、氧氣O2、鎂Mg、水H2O、二氧化碳CO2五氧化二磷P2O5六、超前思維——相識氧氣1、在化學(xué)上，探討一種物質(zhì)的性質(zhì)時，一般要從這種物質(zhì)的和兩個方面進(jìn)行探討，再通過性質(zhì)探討它的用途。①如何檢驗一個集氣瓶中是否有氧氣？②充溢氧氣的集氣瓶為什么應(yīng)瓶口向上放在桌面上？2、碳、石蠟等可燃物在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒，鐵等在空氣中不易燃燒的物質(zhì)也能在氧氣中。3、物質(zhì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)時，反應(yīng)越猛烈。4、氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)的氣體，很多物質(zhì)都可以與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這類反應(yīng)屬于。5、鐵絲在空氣中（填能、不能）燃燒，故不能用其來證明空氣中氧氣的含量，但在氧氣中可以燃燒，將鐵絲表面用砂紙打掉銹，圈成狀，上系一根，點燃后放入盛氧氣的集氣瓶中。瓶底鋪沙的目的是。【模擬試題】（答題時間：45分鐘）一、選擇題：1.最早通過試驗測定出空氣成分的科學(xué)家是A.法國的拉瓦錫 B.英國的湯姆生C.瑞典的舍勒 D.意大利的阿伏加德羅2.空氣的成分中，體積分?jǐn)?shù)為21%的氣體是A.氮氣 B.氧氣 C.二氧化碳 D.稀有氣體3.下列物質(zhì)屬于純凈物的是A.啤酒 B.食醋 C.雞湯 D.蔗糖4.空氣中氧氣和氮氣的比約是1：4，這是指它們的（）A.質(zhì)量比 B.質(zhì)量分?jǐn)?shù) C.體積比 D.密度比5.2005年我國對珠穆朗瑪峰高度進(jìn)行了重新測量。測量隊員登山攜帶貯氣瓶是為了供應(yīng)A.氫氣 B.氮氣 C.氧氣 D.二氧化碳6.下列各組物質(zhì)中，前者屬于純凈物，后者屬于混合物的是A.二氧化碳，澄清石灰水 B.冰水混合物，五氧化二磷C.礦泉水，河水 D.凈化后的空氣，受污染的空氣*7.下列造成空氣污染的因素，主要是由物理變更引起的是 （ ）A.垃圾腐爛放出的氣味 B.建筑施工導(dǎo)致塵土飛揚C.節(jié)日燃放煙花爆竹產(chǎn)生的煙塵 D.生活垃圾焚燒時產(chǎn)生有害氣體8.夏天從冰箱里拿出一瓶飲料，放在空氣中，外壁會潮濕，這說明空氣中含有A.稀有氣體 B.水蒸氣 C.二氧化碳 D.二氧化硫9.下列狀況不會造成空氣污染的是A.汽車尾氣 B.石油化工廠排放的廢氣C.煤燃燒產(chǎn)生的煙 D.水蒸發(fā)產(chǎn)生的水霧10.環(huán)保是我國的一項基本國策，空氣的凈化日益受到人們的關(guān)注，下列氣體組中的各種氣體都屬于空氣污染物的是A.CH4、O2、CO B.SO2、CO、NO2C.HCl、CO2、N2 D.H2、CH4、CO11.在生產(chǎn)和科學(xué)探討中須要用到一些愛護(hù)氣。當(dāng)焊接金屬時，為了隔絕空氣，能作為愛護(hù)氣的是（）A.氫氣、氮氣 B.氮氣、氧氣 C.二氧化碳、一氧化碳 D.氮氣、氬氣12.下列說法正確的是（）A.通常狀況下，無色無味的氣體肯定是空氣B.空氣的成分是穩(wěn)定的，固定不變的C.空氣不是單一物質(zhì)，而是由多種氣體組成的混合物D.空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為21%13.下列操作可以鑒別空氣、氧氣和二氧化碳三瓶氣體的是A.視察氣體顏色 B.分別插入燃著的木條C.聞氣體的氣味 D.分別倒入澄清的石灰水14.“可吸入顆粒物”是我國很多地區(qū)空氣中的首要污染物，下列關(guān)于其說法中符合科學(xué)原理的是A.顆粒物干脆與人體組織作用形成病變B.顆粒物吸附有害物質(zhì)使人患病C.顆粒物作為催化劑使人體內(nèi)發(fā)生破壞性的化學(xué)反應(yīng)D.以上三種作用都有可能，但需試驗驗證*15.以下是空氣污染指數(shù)與質(zhì)量級別、質(zhì)量狀況的對應(yīng)關(guān)系：空氣污染指數(shù)0～5051～100101～200201～300＞300空氣質(zhì)量狀況優(yōu)良輕度污染中度污染重度污染空氣質(zhì)量級別IIIIIIIVV北京某日空氣污染指數(shù)為82～93，依據(jù)以上信息，推斷當(dāng)天的空氣質(zhì)量級別和空氣質(zhì)量狀況分別是A.I級優(yōu) B.II級良 C.III級輕度污染 D.V級重度污染二、填空題：1.請用①氧氣②二氧化碳③氮氣④食鹽等物質(zhì)的序號填空：空氣是一種重要的自然資源，其中約占空氣體積的78％，人類維持生命不行缺少的氣體是，是植物進(jìn)行光合作用不行缺少的物質(zhì)，日常生活中用來調(diào)味和防腐的是。2.成年人每分鐘大約吸入氧氣8L，大約須要空氣L，在這些空氣中氮氣約為L。3.由_________________物質(zhì)組成的叫混合物；由_______________組成的叫純凈物。4.下列現(xiàn)象與空氣中的什么成分有關(guān)：①酥瓜子變軟____________________________________②石灰水變渾濁____________________________________③大豆根瘤菌____________________________________④支持呼吸____________________________________5.拉瓦錫為了探討空氣的成分，曾把汞放在密閉容器中加熱，得到了紅色粉末氧化汞，又把這種紅色粉末加熱，得到汞和氧氣，寫出上述兩個反應(yīng)的文字表達(dá)式：、。三、試驗題：如圖所示裝置可粗略地測定空氣中氧氣和氮氣的體積比。分析下列各步操作，回答問題：（1）在試管底部鋪一層細(xì)沙，并放一小塊擦干的白磷，先關(guān)閉活塞，把螺旋狀銅絲在酒精燈上加熱后快速插入大試管中并接觸白磷，將膠塞塞緊，視察到的現(xiàn)象是_______________________________________________________，白磷燃燒的文字表達(dá)式是______________