空气组成及空气中氧气体积分数测定.docx
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空气组成及空气中氧气体积分数测定
秋季第二讲空气组成及空气中氧气体积分数测定
空气的组成和氧气含量测定
【教材内容解读】
1.空气组成成分：
氮78，氧21，0.94是稀气，还有两个0.03，二氧化碳和杂气。
2.空气中氧气体积分数测定实验：
（1）实验原理：
利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小；在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。
（2）实验装置：
（3）实验步骤：
①将仪器连接好并检查装置的气密性。
②在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。
③用弹簧夹夹紧乳胶管。
④在燃烧匙内放入过量的红磷。
⑤点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。
⑥红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。
（4）实验现象：
①红磷燃烧产生大量白烟并放出热量。
②冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
（5）实验结论：
氧气约占空气体积的1/5。
（6）误差分析：
导致结果偏小的：
红磷不足；装置气密性不好；未冷却至室温打开弹簧夹。
导致结果偏大的：
未夹紧弹簧夹；点燃红磷后缓慢伸入集气瓶。
3.纯净物和混合物概念
物质
纯净物
混合物
概念
只由一种物质组成的物质叫纯净物
由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物
区别
①由同种物质组成，即相同的分子、原子或离子，具有固定的组成
②可以用化学式表示，如氧气用O2表示
③有固定的化学性质
①由不同种物质混合而成，各种物质彼此间不反应，没有固定的组成
②不能用化学式表示
③无固定性质（如熔、沸点等），各自保持原物质的性质
举例
氧气、氮气、二氧化碳、蒸馏水等
空气、盐水、糖水、矿泉水、铝合金、酱油等
联系
【绝招心法】
◆空气中氧气体积分数测定：
1.可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。
不能选用木炭、硫等，因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质，且与所耗氧气体积相同，使瓶内外气压相等，水不会倒吸入瓶中。
2.红磷必须过量，燃烧时才能使容器内氧气消耗完。
3.红磷燃烧停止后，要等集气瓶内温度降至室温，方可打开弹簧夹。
4.该实验还能得到的结论：
氮气（集气瓶内剩余的气体主要是氮气）具有不能燃烧、不支持燃烧和难溶于水的性质。
◆区分纯净物和混合物从本质或常见物质判断
常见物质：
冰水混合物、硫酸、氧气等为纯净物；
空气、合金、溶液、泥土、盐酸、稀硫酸等为混合物。
◆空气质量日报中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、粉尘（可吸入颗粒物）和臭氧等。
一定注意二氧化碳过多会造成温室效应，但它不是空气污染物。
◆氮气和稀有气体作为保护气，是利用它们的稳定性。
但是“稳定”是“相对”而不是绝对的，在一定条件下，氮气及有些稀有气体也能与某些物质发生化学反应。
★必考真题1★
空气不是一种单一的物质，空气中有一种气体，它在空气中所占的体积分数为78%，该气体是（）
A．氮气B．氧气C．二氧化碳D.水蒸气
【学霸一句话】氮78，氧21，0.94是杂气，两个0.03二氧化碳和杂气
★拓展例题★
空气中含量较多且性质比较活泼的气体是（ ）
Ａ．水蒸气 Ｂ．氮气 Ｃ．氧气D.二氧化碳
★必考真题2★
为了测定空气的成分，按右图所示装置做实验：
（1）装置连接好后，先要检查装置的。
（2）将燃烧匙中过量的红磷点燃后放入集气瓶中，红磷燃烧产生。
（3）反应停止，待集气瓶冷却后打开止水夹，烧杯中的水会,约达到集气瓶内空气体积的为止。
（4）此实验说明空气中含有，大约占空气总体积的。
【学霸一句话】检查气密性，夹紧弹簧夹，点燃迅速伸入红磷，塞进瓶塞，红磷剧烈燃烧产生大量白烟，冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中水倒吸入集气瓶，约占集气瓶体积五分之一
★拓展例题★
某班同学在做测定空气中氧气含量完毕后，甲同学的集气瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的集气瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。
下列对着两种现象解释合理的是（）
①甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内气体没有消耗完。
②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内。
③乙同学可能没有夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出。
④乙同学可能插入燃烧匙太慢塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出。
A.只有①③ B.只有②④ C.只有①②③ D.①②③④
★必考真题3★
下列物质中，属于混合物的是（）
A.高锰酸钾B.二氧化碳C.氧气D.澄清的石灰水
【学霸一句话】只由一种物质组成的是纯净物
★必考真题4★
在治理城市空气污染中所采取的措施不正确的是（）
A．少用煤作燃料B．增加绿地面积
C．焚烧落叶D．汽车改用清洁燃料
【学霸一句话】焚烧落叶会造成更大污染，其它几项会帮助改善环境
竞技场：
1.空气中的下列气体，属于稀有气体的是（）
A．HeB．N2C．O2D．CO2
答案：
Ａ
２.下列物质不属于空气污染物的是（ ）
A．二氧化硫 B．一氧化碳 C．氮气 D．可吸入颗粒物
答案：
Ｃ
３.下列关于空气的说法正确的是（）
A．空气由空气分子构成 B．N2、O2等均匀混合
C．N2、O2不再保持各自的化学性质 D．N2、O2的体积比约为5∶1
答案：
Ｂ
4.下列物质中属于混合物的是（）
A．河水B．氯酸钾C．三氧化硫D．五氧化二磷
答案：
A
5.下列物质都属于纯净物的一组是（）
①冰水混合物 ②洁净的空气 ③液氮 ④石灰水
A．①③B．②④C．①②D．③④
答案：
A
6.下列说法正确的是（）
A．空气本来是纯净物，但被污染后变成了混合物B．矿泉水不是一种纯净物
C．空气中的稀有气体肯定是纯净物D．澄清的石灰水是一种纯净物
答案：
B
7.去年的6月5日是世界第45个“世界环境日”，我国今年的主题是“改善环境质量，推动绿色发展”。
下列做法不符合这一主题的是（）
A．增加植树造林面积B．实行垃圾分类和回收
C．将农田中产生的秸秆就地焚烧D．出行方式尽量采用步行、骑自行车或乘公交车
答案：
C
8.空气是生命赖以存在的物质基础，也是人类生产活动的重要资源。
下列有关空气的说法正确的是（）
A．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保护气
B．空气主要是由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气的质量的1/5
C．空气质量报告中所列的空气质量级别数值越大，说明空气的质量越好
D．空气中的稀有气体化学性质稳定，所以常用于制造多种用途的电光源
答案：
A
9.某化学兴趣小组的同学在教师的指导下，正确完成如图所示两个实验。
已知所用实验装置气密性良好，且红色铜可与氧气反应生成黑色氧化铜固体。
关于该实验，有如下说法：
①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝由红色变成黑色；③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约含
体积的氧气。
其中正确说法的个数有（）
A．2个B．3个C．4个D．5个
答案：
C
10.图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来。
图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强—时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）。
下列说法正确的（）
A．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响
B．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的
C．p＝0.79p0，p′＝p0是因为红磷的着火点比木炭低
D．由图3可推出空气中氧气的含量
答案：
B
11.如图是用燃磷法测定空气中氧气体积分数的实验装置。
请你回答下列有关问题。
（1）红磷燃烧时冒出浓厚的，反应的文字表达式是。
（2）红磷燃烧消耗氧气，并且生成固体，使得集气瓶内的减小，致使烧杯中的水倒吸入集气瓶，从而粗略测出空气中氧气的体积分数。
点燃
（3）燃烧结束后，当集气瓶后松开弹簧夹，过一会儿观察到进入集气瓶中水的体积约占集气瓶总体积的五分之一。
答案：
白烟；红磷+氧气→五氧化二磷；气体的压强；冷却至室温
12.我国发布新修订的《环境空气质量标准》，新标准增加了PM2.5检测指标。
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和扬尘，对人体健康和空气质量的影响很大。
（1）计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括（填序号）。
①CO ②CO2 ③SO2 ④NO2
（2）以下不属于混合物的是（填序号）。
①冰水混合物 ②五氧化二磷 ③高锰酸钾分解后产物 ④氯酸钾
（3）下列关于PM2.5的说法错误的是（填序号）。
①燃放烟花爆竹会产生PM2.5
②PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一
③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
（4）除了对汽车尾气的检测，还有哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用，请举两例：
，。
答案：
①③④；①②④；③；减少火力发电，提倡使用水能、太阳能发电；积极植树造林，防治扬尘污染（从减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源、植树造林控制扬尘、工业废气处理后再排放等方面回答均可）；
13.某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究。
【小组讨论】
（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其他成分反应而且生成物为固体。
他们应该选择（填序号），为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证。
A.蜡烛B.红磷C.硫D.木炭
（2）小组同学共同设计下图所示的两套装置，你认为合理的是（填序号）。
为了确保实验的成功，在装药品之前应该。
【小组实验】在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
【数据分析】实验结束后，整理数据如下：
（注：
集气瓶容积为100mL）
组别
1
2
3
4
5
6
进入集气瓶中水的体积／mL
20
21
19
20
22
19
（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的。
通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是。
答案：
（1）B足量（或过量）
（2）A检查装置的气密性
（3）1/5难溶于水，化学性质不活泼等
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