初三化学新课班讲义第6讲.docx
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初三化学新课班讲义第6讲
升初三化学(新课)班讲义
第六讲空气
考考你
1、(09泉州)下列由美国《科学》杂志评出的2008年十大科学进展中的四项研究,主要属于化学探究领域的是()
A.观测太阳系外行星B.绘制癌症基因图谱
C.研制高温超导材料D.计算物质世界重量
2、(09北京)下列变化中,属于化学变化的是:
()
A.干冰升华B.酒精燃烧C.铁丝弯曲D.西瓜榨汁
3、下列有关物质的用途中,利用其化学性质的是()
A.氧气能支持燃烧B.铜用于制导线
C.铝是银白色的金属D.二氧化碳是一种无色无味的气体
4、用于检验二氧化碳气体的物质是()
A.水B.糖水C.澄清石灰水D.食盐水
5、人体呼出的气体可以使:
①带火星的木条复燃;②澄清石灰水变浑浊;③燃着的木条熄灭()
A.①③B.②C.①②D.②③
空气成分的发现
空气是我们熟悉的气体,但是,人们发现空气的成分却比较晚。
在漫长的岁月中,人们曾长期把空气看做是一种单一的物质,在1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验,推断空气的组成是复杂的。
德国史达尔约在1700年提出了一个普遍的化学理论,就是“燃素学说”。
他认为有一种看不见的所谓的燃素,存在于可燃物质内。
例如蜡烛燃烧,燃烧时燃素逸去,蜡烛缩小下塌而化为灰烬,他认为,燃烧失去燃素现象,即:
蜡烛-燃素=灰烬。
然而燃素学说终究不能解释自然界变化中的一些现象,它存在着严重的矛盾。
在18世纪70年代,许多科学家都做过无数的实验探究空气的成分,具有代表性的人物是瑞典化学家舍勒,英国化学家普利斯特里和法国化学家拉瓦锡。
舍勒和普利斯特里曾先后用不同的方法制得了氧气。
拉瓦锡在前人工作的基础上,通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。
拉瓦锡研究空气成分的实验是怎样进行的呢?
拉瓦锡把少量汞(俗称水银)放在密闭的容器(如
下图)里连续加热12天。
结果发现,有一部分银白色的液态汞变成红色粉末,
同时容器里的空气的体积差不多减少了1/5。
拉瓦锡研究
了剩余的那部分空气,发现这部分空气既不能供给呼吸,
维持动物的生命,也不能支持燃烧。
它就是我们现在所说
的氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。
拉瓦锡把汞表面的所生成的红色粉末(后来证明是氧化汞)收集起来,放在另一个较小的容器里再加强热,得到了汞和氧气,而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的空气的体积。
他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的约4/5体积的气体里去,结果得到的气体跟空气的性质完全一样。
通过这些实验,拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。
一、知识要点
(一)空气:
1、空气成分的发现
1774年法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分,第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。
其中氧气约占空气总体积的1/5,氮气约占空气总体积的4/5。
2、空气的成分
气体
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂质
占空气总体积的比例
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
注意:
(1)稀有气体是氦、氖、氩、氪和氙等气体的总称,它是混合物(混合物的概念在下面学习中讲到)。
(2)空气是一种混合气体,组成比较固定,特别是氧气、氮气、稀有气体的成分几乎不变,但个别地区略有不同。
【例题1】(09苏州)下列关于空气的说法中,错误的是()
A.工业上利用氧气和氮气的沸点不同,从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
B.空气是一种十分重要的天然资源
C.若大量有害物质进入空气中,仅靠大自然的自净能力,大气还能保持洁净
D.按体积分数计,空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%
分析:
A选项中的提到的沸点属于物理性质,利用氧气的沸点比较高,从而与氮气分离的工业制法是属于物理变化。
空气除了提供氧气给人、动物呼吸作用外,还有很多不同的用途,所以B选项是正确。
空气有一定的自净能力,但是这个能力是有限的,当前的环境污染就是因为大量的有毒有害物质进入自然环境中,超出了自然环境的承受能力和自净能力,造成环境的恶化。
所以C选项的描述是错误的。
故答案选C。
答案:
C
针对性练习:
(1)(08海南)空气中含量最多的气体是()
A.二氧化碳B.水蒸气C.氮气D.氧气
(2)下列关于空气的说法正确的是()
A.无色无味的气体一定是空气
B.空气中各成分的含量一般是固定不变的
C.植物光合作用产生的气体是空气的污染物之一
D.净化后的空气还是一种混合的气体
(3)下列气体不是空气中固定成分的是()
A.氧气 B.氮气 C.二氧化硫D.稀有气体
3、空气中氧气含量的粗略测定
拉瓦锡的实验是在200多年前做的,由于受到当时条件的限制,他的实验比较麻烦。
现在我们已经能用简单的实验来验证拉瓦锡所得出的结论,接下来我们就用红磷作原料来测定一下空气中氧气的含量。
实验原理:
红磷+氧气五氧化二磷
实验装置:
(如右图)
实验现象:
红磷燃烧,产生大量白烟;待冷却后打开止水夹,
可看见烧杯中水倒流入集气瓶中,集气瓶中液面上
升约原集气瓶容积的五分之一。
实验结论:
讨论:
(1)
如果进入瓶中的水少于瓶子容积的1/5,原因可能是什么?
①;②;③;
(2)红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气?
(3)如果在本实验中用蜡烛代替红磷,可不可以?
为什么?
能否用铁代替红磷?
原因:
能否用碳、硫代替红磷?
原因:
【例题2】(08揭阳)理要在一充满空气的瓶子中,将其中的氧气除去,又不增加其他气体的成分。
下列物质在瓶中燃烧可达到目的的是()
A.木炭B.硫磺C.铁丝D.红磷
分析:
选用红磷进行实验,是利用红磷在空气中燃烧而消耗氧气,同时生成五氧化二磷固体,因此反应后瓶中气体的体积减少,此减少量就是空气中含氧气的量,打开止水夹后,大气会把水压入瓶中,而瓶中液体进入的体积就相当于瓶中原来含有氧气的体积。
而木炭(硫磺)燃烧虽然消耗的也是氧气,但同时又生成二氧化碳(二氧化硫)气体,使得反应后瓶中气体的体积几乎不减少,故无法确定空气中氧气的含量。
至于选项C中的铁丝是不能在空气中燃烧的(该内容会在下一讲具体介绍),因此答案选择D。
答案:
D
针对性练习:
(4)如图所示,等体积的甲乙两集气瓶内充满空气,燃烧匙内分别盛有过量的红磷和碳,点燃使其充分反应,冷却至室温,打开止水夹,出的现象的是:
()
A.甲瓶没有水流入,乙瓶中有水流入
B.甲、乙两瓶均有水流入
C.甲瓶中有水流入,乙瓶没有水流入
D.甲、乙两瓶均无水流入
4、空气中各成分的性质和用途
空气是宝贵的自然资源,是一切生命活动的支柱。
(1)氧气(O2)可以供给呼吸,支持燃烧。
如在潜水、医疗、炼钢等都要用到氧气。
(2)氮气的化学性质稳定,常用作保护气等。
氮气一般不支持燃烧,但在一定条件下也可与其它物质发生化学反应。
(3)稀有气体的化学性质很不活泼,应用广泛。
在工业生产中常被用做保护气,在通电条件下稀有气体可以发出有颜色的光。
氮气的用途
氮主要用于合成氨,还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。
由于氮的化学常温下比较稳定,常用作保护气体,在焊接金属时起保护作用。
也可以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,例如用在食品包装上,也可以用氮气填充粮仓,使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。
液氨还可用作深度冷冻剂,可使温度降低到零下170℃,可作为冷冻剂在医院做除斑,包,豆等的手术时常常也使用,但是容易出现疤痕,并不建议使用。
稀有气体的用途
稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称,这些气体都是没有颜色、没有气味的。
过去,人们认为这些气体不跟其它物质发生化学反应,曾把它们叫做惰性气体。
但随着科学技术的发展,已经发现,在一定条件下,有些稀有气体也能跟某些物质发生化学反应,生成其它物质。
由于稀有气体的特殊性质,它在生产和科学研究中有广泛的应用。
人们利用稀有气体一般不跟其它物质发生化学反应的这种性质,在一些工业生产中,常常把它们用作保护气。
例如,用电弧焊接火箭、飞机轮船、导弹等用的不锈钢、铝或铝合金等时,可以用氩气来隔绝空气,防止金属在高温下跟其它物质起反应。
还可以把氩气和氮气混合充入灯泡里,使灯泡经久耐用。
稀有气体在通电时会发出不同颜色的光。
因此,它们在电光源中有特殊的应用。
灯管里充入氩气,通电时会发出紫蓝色光,充入氦气时,通电时会发出粉红色光;充入氖气,通电时会发出红光,这种光能穿透浓雾,所以氖灯可用作航空、航海的指示灯。
五光十色的霓虹灯就是利用稀有气体的这种性质制成的。
在石英玻璃管里充入氙气的氙灯,通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光,因此叫做“人造小太阳”。
这种灯可用于广场、体育场、飞机场的照明。
氖气、氪气、氙气还可用于激光技术等方面。
氦气在原子反应堆技术中可用作冷却剂。
作为麻醉剂,氙气在医学上也很受重视。
【例题3】下列说法不正确的是()
A.氧气是化工生产和宇宙航行中的重要燃料
B.氮气在通常状况下是一种无色无味的气体,不易溶于水
C.稀有气体的化学性质很不活泼,但也可以与某些物质发生化学反应
D.在钢铁冶炼中,进行富氧鼓风提高炉温,加速冶炼过程,提高钢铁的质量和产量
分析:
氧气能支持燃烧,但不可燃,不能做燃料,在冶炼钢铁中,通入氧气后能提高钢铁的质量和产量。
稀有气体的化学性质不活泼,在焊接金属时常用作保护气,且随着科学技术的发展,已经发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应。
在测定空气中氧气含量的实验中,集气瓶内剩下的气体主要是氮气,同时进入集气瓶中的水没有超过1/5,说明氮气不易溶于水。
答案:
A
针对性练习:
(5)(08广西贵港)2008年5月8日北京奥运火炬成功登顶珠穆朗玛峰。
为解决登顶人员的呼吸困难,应携带的物质是()
A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.水
(6)食品包装袋中充入氮气用于防腐,主要是因为氮气()
A.没有颜色B.化学性质稳定C.没有气味D.不支持燃烧
(7)如图所示的物质的用途,属于氧气的用途是()
5、空气污染以及保护
粉尘
(1)造成空气污染的主要因素二氧化硫SO2
有害气体一氧化碳CO
二氧化氮NO2
(2)空气污染的危害:
影响人体健康;危及动植物的生存;破坏生态平衡,造成建筑物、机械设备及自然景观的破坏等。
(3)防治大气污染的途经:
加强大气质量监测;控制工业废气排放;改善生态环境;使用清洁能源。
【例题4】现代人正进入“室内空气污染”为标志的第三个污染时期,以下属于室内污染物的是()
①吸烟产生的烟气;②室内绿色植物光合作用释放出的气体;③香瓜散发出的香味;④装饰材料中某些石材及黏合剂释放出的气体
A.①④B.②③C.①③D.②④
分析:
吸烟的烟气中含有一氧化碳、尼古丁等许多有害物质;绿色植物光合作用产生氧气不会污染空气;香瓜的香味是植物光合作用生成的物质,无毒,不会对空气造成污染;石材及黏合剂释放的气体中含有有毒的甲醛等气体,污染空气。
答案:
A
针对性练习:
(8)(08福建晋江)为了建设卫生城市,市政府向市民征集到的下列措施中,你认为不可行的是()
A.使用清洁能源代替煤和石油B.实施绿化工程,防治扬尘污染
C.分类回收垃圾,并露天焚烧D.使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
(9)人类生存需要清
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