第二章 第一節 由多種物質組成的空氣
一. 本周教學內容:
第二章 第一節 由多種物質組成的空氣
二. 教學目標
1. 能說出空氣的主要成分,認識空氣對人類生活的重要作用。
2. 能用實驗方法“捕捉”空氣、采集空氣樣品。
3. 能區分純凈物和混合物。
三. 具體內容
空氣,因其無色無味的特點,使人們長期以來都錯誤地把它看成是單一的物質。后來,隨著科學家對燃燒現象和呼吸作用的深入研究,才開始認識到空氣成分的復雜性。
人們對空氣成分的認識經歷了一段漫長的歷史時期,現在我們知道,空氣是一種含有氮氣(n2)、氧氣(o2)、二氧化碳(co2)、稀有氣體等多種成分的氣體。空氣中各組分氣體的體積分數是不相同的。下面我們通過實驗來確定空氣中氧氣的含量。
1、探究空氣成分的實驗
實驗步驟:
⑴將集氣瓶的容積劃分為5等分,作標記。
⑵用彈簧夾夾緊膠皮管。
⑶點燃燃燒匙中的紅磷。
⑷將燃燒匙伸入集氣瓶中,塞上塞子。
⑸燃燒完全、冷卻后,松開彈簧夾。
實驗現象:
⑴紅磷燃燒發出黃白色火焰,產生大量白煙;
⑵白煙消失后,打開彈簧夾,水沿著導管進入集氣瓶,約占集氣瓶容積的1/5。
實驗結論:
⑴空氣不是一種單一的氣體,是由多種氣體組成的;
⑵紅磷能在空氣中燃燒,消耗的是空氣中的氧氣;
⑶氧氣約占空氣總體積的1/5,且支持燃燒;
⑷剩余4/5的氣體難溶于水,不支持燃燒。
注意事項:
⑴藥品的選擇:不能用鐵、鎂、木炭、硫等代替紅磷;
⑵紅磷要過量,用以消耗掉全部的氧氣,否則測定結果會低于1/5;
⑶裝置氣密性要好(塞子要塞緊),如氣密性不好,即使紅磷耗盡了氧氣,外界空氣也會進入集氣瓶,使測定結果低于1/5;
⑷待白煙消失,集氣瓶溫度降至室溫后,再打開彈簧夾,觀察進水的體積。避免因溫度高,氣體膨脹,使測定結果低于1/5。
2、空氣的成分
空氣的成分(按體積分數計算)
氮氣
78%
99%的主要成分
氧氣
21%
稀有氣體
0.94%
1%
二氧化碳
0.03%
其他氣體和雜質
0.03%
3、物質的初步分類
物質
純凈物:只由一種物質組成。如:氧氣、氮氣、二氧化碳、氦氣。
混合物:由兩種或兩種以上物質混合而成的。如:空氣。
4、捕捉空氣的實驗
實驗操作如下:
先將集氣瓶裝滿水用玻璃片蓋好,倒扣在盛水的水槽內。再將另一只盛有空氣的集氣瓶用帶導管和分液漏斗的雙孔塞塞好。將導管的另一端放入盛水的集氣瓶口內,最后向分液漏斗內加水,用排水法將一只集氣瓶內的空氣壓入到另一只集氣瓶內。
5、氮氣和稀有氣體
⑴氮氣
物理性質:無色無味的氣體,難溶于水等。
化學性質:化學性質不活潑,常溫難與其他物質反應,在高溫下能與一些物質反應。
用途:制氮肥,作保護氣等。
⑵稀有氣體
物理性質:無色無味的氣體,難溶于水等。
化學性質:穩定,一般不跟其他物質反應,在一定條件下也能跟某些物質反應。
用途:用于霓虹燈、氦氣充氣球、作焊接金屬保護氣等。
注意:⑴稀有氣體是氦、氖、氬、氪、氙等氣體的總稱。
⑵稀有氣體是空氣中性質最穩定的氣體。
6、空氣的污染與防治
隨著現代工業的發展,排放到空氣中的有害氣體和煙塵大大增加,超出了大自然的自凈能力,造成了空氣污染。
空氣的污染
有害物質
粉塵
氣體:二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等