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专题四:空气的组成

知识预习

知识预习

一、拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验

1.实验方法和原理

在曲颈甑(盛空气)里加热汞。

拉瓦锡测定空气的组成的原理:汞+氧气氧化汞,氧化汞汞+氧气。

实验装置:

2.实验现象及分析

(1)银白色的液态汞变成红色粉末(氧化汞)。生成气体的体积和所消耗气体的体积恰好相等,且将生成的气体加入到前一容器中剩余的气体里,所得气体跟空气的性质完全一样。

(2)容器里空气

①体积减小约1/5(氧气)

②剩余气体约4/5(氮气)

(3)实验结论

空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5。

3.汞的优缺点粉分析

(1)使用汞的优点

①汞在加热的条件下,只与氧气反应。

②汞为液态,在汞槽中起到液封的作用,并能直接用来测量反应器内空间体积的变化。

③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气,把得到的氧气加到剩下的体积的气体中,结果所得气体跟空气的性质完全一样。

④汞的沸点较低,汞蒸气与氧气反应比较充分,能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽。

⑤氧化汞的密度小于汞的且不溶于汞,因此易与汞分离

(2)使用汞的缺点

汞有毒,汞蒸气易挥发,会造成环境污染,甚至危害人体健康。

对点训练

对点训练

【典例精析】拉瓦锡的实验

【典例1】下列关于化学家和化学史叙述不正确的是()

A.张青莲教授为相对原子质量的测定做出了卓越贡献

B.拉瓦锡得出空气是由氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等气体组成的结论

C.门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表

D.原子论和分子学说的创立,奠定了近代化学的基础

【举一反三】

【变1-1】下列化学家与其做出的贡献对应一致的是()

①道尔顿和阿伏加德罗等科学家创立原子论和分子学说,奠定了近代化学的基础;

②1869年,门捷列夫编制出元素周期表,使化学学习和研究变得有规律可循;

③拉瓦锡用定量的方法研究空气成分,而且通过实验发现质量守恒定律;

④张青莲主持测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、镝几种元素相对原子质量的新值;

A.②③④ B.①②④ C.①②③ D.①②③④

知识预习

知识预习

二、实验室测定空气中氧气含量的实验

1.原理

利用红磷在空气中燃烧,将瓶内氧气消耗掉,生成五氧化二磷固体,使集气瓶内压强减少,在大气压作用下,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。

2.实验装置

3.实验中的注意事项:

(1)测定空气中氧气的体积分数时,所用物质应满足的条件:

①此物质能够在空气中燃烧,不能用铁丝代替红磷,铁丝在空气中不能燃烧。

②此物质在空气中燃烧时只能消耗氧气,不能消耗其他气体。不能选用镁代替红磷,因为镁不仅与空气中的氧气反应,还和二氧化碳、氮气反应。

③此物质在空气中燃烧时只能生成固体,而不能生成气体,一般不用木炭、硫代替红磷;若生成的气体能完全溶于集气瓶内的液体中也可以。

(2)实验失败与成功的原因:

①装置不漏气是本实验成功的关键,所以实验前应检查装置的气密性。如果气密性不好,外界空气会进入容器,使测定结果低于1/5。

②实验中红磷要过量,以消耗容器内全部氧气,否则会使测定结果低于1/5。

③实验完毕,待容器冷却至室温后,再打开止水夹,观察进水的体积,避免因温度高,气体膨胀,使测定结果低于1/5。

对点训练

对点训练

【典例精析】空气中氧气含量的测定实验

【典例1】在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中,用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是()

A.由温度变化曲线可知,整个反应过程放出热量

B.b点压强最大,说明红磷燃烧结束

C.c点的温度已经接近室温

D.c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中

【举一反三】

【变1-1】利用如图所示装置测定空气中氧气的含量(装置气密性良好)。下列操作不正确的是()

A.实验前用弹簧夹夹紧胶皮管

B.将集气瓶内水面上方空间分为5等份

C.点燃红磷后,立即将燃烧匙伸入瓶中并塞紧胶塞

D.红磷熄灭后,立即打开弹簧夹,观察现象

【变1-2】如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识正确的是

A.红磷燃烧产生大量白色烟雾 B.燃烧匙中的红磷可以换成蜡烛

C.该实验可说明氮气难溶于水 D.红磷的量不足不影响进入集气瓶中水的体积

知识预习

知识预习

三、空气的组成

在19世纪末以前,人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来人们陆续发现了氮、氛、氩、氮、氙、氡气78%等稀有气体,才认识到空气中除了氧气和氮气外,还有其他成分。目前,人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。

通过实验测定,空气的成分按体积计算,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

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