專題四：空氣的組成知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)預(yù)習(xí)一、拉瓦錫測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)方法和原理在曲頸甑（盛空氣）里加熱汞。拉瓦錫測定空氣的組成的原理：汞+氧氣氧化汞，氧化汞汞+氧氣。實(shí)驗(yàn)裝置：2．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析（1）銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末(氧化汞）。生成氣體的體積和所消耗氣體的體積恰好相等，且將生成的氣體加入到前一容器中剩余的氣體里，所得氣體跟空氣的性質(zhì)完全一樣。（2）容器里空氣①體積減小約1/5（氧氣）②剩余氣體約4/5（氮?dú)猓?）實(shí)驗(yàn)結(jié)論空氣由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5。3．汞的優(yōu)缺點(diǎn)粉分析（1）使用汞的優(yōu)點(diǎn)①汞在加熱的條件下，只與氧氣反應(yīng)。②汞為液態(tài)，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用來測量反應(yīng)器內(nèi)空間體積的變化。③生成的氧化汞分解又能得到汞和氧氣，把得到的氧氣加到剩下的體積的氣體中，結(jié)果所得氣體跟空氣的性質(zhì)完全一樣。④汞的沸點(diǎn)較低，汞蒸氣與氧氣反應(yīng)比較充分，能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡。⑤氧化汞的密度小于汞的且不溶于汞，因此易與汞分離（2）使用汞的缺點(diǎn)汞有毒，汞蒸氣易揮發(fā)，會(huì)造成環(huán)境污染，甚至危害人體健康。對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練【典例精析】拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)【典例1】下列關(guān)于化學(xué)家和化學(xué)史敘述不正確的是（）A．張青蓮教授為相對原子質(zhì)量的測定做出了卓越貢獻(xiàn)B．拉瓦錫得出空氣是由氧氣、氮?dú)?、稀有氣體、二氧化碳等氣體組成的結(jié)論C．門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律并編制出元素周期表D．原子論和分子學(xué)說的創(chuàng)立，奠定了近代化學(xué)的基礎(chǔ)【舉一反三】【變1-1】下列化學(xué)家與其做出的貢獻(xiàn)對應(yīng)一致的是（）①道爾頓和阿伏加德羅等科學(xué)家創(chuàng)立原子論和分子學(xué)說，奠定了近代化學(xué)的基礎(chǔ)；②1869年，門捷列夫編制出元素周期表，使化學(xué)學(xué)習(xí)和研究變得有規(guī)律可循；③拉瓦錫用定量的方法研究空氣成分，而且通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律；④張青蓮主持測定了銦、銥、銻、銪、鈰、鉺、鍺、鋅、鏑幾種元素相對原子質(zhì)量的新值；A．②③④ B．①②④ C．①②③ D．①②③④知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)預(yù)習(xí)二、實(shí)驗(yàn)室測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)1．原理利用紅磷在空氣中燃燒，將瓶內(nèi)氧氣消耗掉，生成五氧化二磷固體，使集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)減少，在大氣壓作用下，進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。2．實(shí)驗(yàn)裝置3．實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)：

（1）測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，所用物質(zhì)應(yīng)滿足的條件：

①此物質(zhì)能夠在空氣中燃燒，不能用鐵絲代替紅磷，鐵絲在空氣中不能燃燒。

②此物質(zhì)在空氣中燃燒時(shí)只能消耗氧氣，不能消耗其他氣體。不能選用鎂代替紅磷，因?yàn)殒V不僅與空氣中的氧氣反應(yīng)，還和二氧化碳、氮?dú)夥磻?yīng)。

③此物質(zhì)在空氣中燃燒時(shí)只能生成固體，而不能生成氣體，一般不用木炭、硫代替紅磷；若生成的氣體能完全溶于集氣瓶內(nèi)的液體中也可以。

（2）實(shí)驗(yàn)失敗與成功的原因：

①裝置不漏氣是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查裝置的氣密性。如果氣密性不好，外界空氣會(huì)進(jìn)入容器，使測定結(jié)果低于1/5。

②實(shí)驗(yàn)中紅磷要過量，以消耗容器內(nèi)全部氧氣，否則會(huì)使測定結(jié)果低于1/5。

③實(shí)驗(yàn)完畢，待容器冷卻至室溫后，再打開止水夾，觀察進(jìn)水的體積，避免因溫度高，氣體膨脹，使測定結(jié)果低于1/5。

對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練【典例精析】空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)【典例1】在利用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，用傳感器記錄集氣瓶中溫度、壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的情況如圖所示。其中c點(diǎn)打開了止水夾。下列說法不合理的是（）A．由溫度變化曲線可知，整個(gè)反應(yīng)過程放出熱量B．b點(diǎn)壓強(qiáng)最大，說明紅磷燃燒結(jié)束C．c點(diǎn)的溫度已經(jīng)接近室溫D．c點(diǎn)后壓強(qiáng)增大是因?yàn)樗刮爰瘹馄恐小九e一反三】【變1-1】利用如圖所示裝置測定空氣中氧氣的含量（裝置氣密性良好）。下列操作不正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)前用彈簧夾夾緊膠皮管B．將集氣瓶內(nèi)水面上方空間分為5等份C．點(diǎn)燃紅磷后，立即將燃燒匙伸入瓶中并塞緊膠塞D．紅磷熄滅后，立即打開彈簧夾，觀察現(xiàn)象【變1-2】如圖裝置常用來測定空氣中氧氣的含量。下列對該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)正確的是A．紅磷燃燒產(chǎn)生大量白色煙霧 B．燃燒匙中的紅磷可以換成蠟燭C．該實(shí)驗(yàn)可說明氮?dú)怆y溶于水 D．紅磷的量不足不影響進(jìn)入集氣瓶中水的體積知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)預(yù)習(xí)三、空氣的組成在19世紀(jì)末以前，人們深信空氣中僅含有氧氣和氮?dú)狻：髞砣藗冴懤m(xù)發(fā)現(xiàn)了氮、氛、氬、氮、氙、氡氣78%等稀有氣體，才認(rèn)識(shí)到空氣中除了氧氣和氮?dú)馔?，還有其他成分。目前，人們已能用實(shí)驗(yàn)方法精確地測定空氣的成分。通過實(shí)驗(yàn)測定，空氣的成分按體積計(jì)算，大約是：氮?dú)?8%、氧氣21%、稀有氣體0．94%、二氧化碳0．03%、其他氣體和雜質(zhì)0．03%。對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練【典例精析】空氣的組成【典例1】人類離不開空氣，空氣中含量最多且化學(xué)性質(zhì)不活潑的氣體是（）A．氧氣 B．二氧化碳 C．氬氣 D．氮?dú)狻镜淅?】下列生活中的現(xiàn)象與氧氣有關(guān)的是（）A．冰變成水 B．霓虹燈五顏六色C．酒精燃燒 D．酥脆餅干久置變軟【舉一反三】【變1-1】下列有關(guān)空氣的說法錯(cuò)誤的是（）A．空氣中各種成分的含量是相對穩(wěn)定的B．可以用紅磷燃燒反應(yīng)測定空氣中Y的含量C．X是氮?dú)猓促|(zhì)量計(jì)算，在空氣中約含有78%D．占空氣1%的氣體Z是混合物【變1-2】高壓氧艙在臨床上主要用于厭氧菌感染、CO中毒等疾病的治療，氧艙內(nèi)氧氣的濃度比正?？諝猱?dāng)中氧氣的濃度更大，則高壓氧艙中氧氣的體積分?jǐn)?shù)可能是（）A．30% B．21% C．0.94% D．0.03%知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)預(yù)習(xí)四、混合物與純凈物像空氣這樣由兩種或多種物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫做混合物，組成混合物的各種成分之間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它們各自保持著原來的性質(zhì)。氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等分別只由一種物質(zhì)組成，它們都是純凈物。純凈物可以用化學(xué)符號(hào)來表示，如氮?dú)饪梢杂肗2來表示，氧氣、二氧化碳可分別表示為O2、CO2等。上面實(shí)驗(yàn)中使用的紅磷(P)和生成的五氧化二磷(P2O5)也是純凈物。對點(diǎn)訓(xùn)練對點(diǎn)訓(xùn)練【典例精析】混合物與純凈物【典例1】含“水”的下列物質(zhì)，屬于純凈物的是（）A．冰水 B．汽水 C．雨水 D．鹽水【舉一反三】【變1-1】下列物質(zhì)屬于混合物的是（）A．干冰 B．石灰水 C．冰水混合物 D．氧氣專項(xiàng)練習(xí)專項(xiàng)練習(xí)1.通過實(shí)驗(yàn)測定空氣中氧氣含量的科學(xué)家是（）A．門捷列夫 B．達(dá)爾文C．拉瓦錫 D．牛頓2.下面哪個(gè)氣體是稀有氣體A．氦氣 B．氮?dú)?C．氯氣 D．氧氣3.臭氧（O3）主要分布在距地面10~50km的高空，它能吸收大部分紫外線，保護(hù)地球生物。臭氧屬于（

）A．純凈物 B．混合物 C．氧氣 D．稀有氣體4.空氣是地球上寶貴的自然資源，人類對空氣的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長的研究和探索過程。完成下面小題。（1）18世紀(jì)70年代，拉瓦錫通過定量實(shí)驗(yàn)證明了空氣是混合物，其中約占空氣體積的氣體是（）A．N2B．O2C．CO2D．H2O（2）隨著科技的發(fā)展，空氣中各成分的應(yīng)用越來越廣泛。下列用途主要利用物理性質(zhì)的是A．氮?dú)狻涞b B．氧氣——醫(yī)療急救C．稀有氣體——激光技術(shù) D．二氧化碳——?dú)怏w肥料（）如圖是測定空氣中氧氣含量的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置（夾持裝置已省略），對該實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)正確的是（）A．現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)過程中，紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白霧 B．推論：實(shí)驗(yàn)后，玻璃管中剩余氣體具有可燃性C．分析：紅磷的量多或少，都不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 D．評(píng)價(jià)：用改進(jìn)裝置實(shí)驗(yàn)，能減少對空氣的污染5.用如圖甲所示裝置測定空氣中氧氣含量，借助數(shù)字傳感器對密閉裝置內(nèi)的壓強(qiáng)、溫度、氧氣濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，得到了它們隨時(shí)間的變化曲線如圖乙，下列分析正確的是A．X曲線代表氧氣濃度，Y曲線代表溫度B．C點(diǎn)壓強(qiáng)最高，表明紅磷完全反應(yīng)C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，X、Y曲線代表的量都會(huì)恢復(fù)到原狀態(tài)D．DE段壓強(qiáng)迅速回升，此時(shí)可觀察到燒杯中的水倒流入集氣瓶6.拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。某興趣小組利用氧氣傳感器來檢測足量紅磷燃燒過程中氧氣的含量、如下圖所示，下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)容器內(nèi)氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)為85%B．由圖可知，物質(zhì)燃燒結(jié)束時(shí)氧氣濃度為0C．此實(shí)驗(yàn)測得空氣中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%D．密閉容器內(nèi)水的作用是降溫、吸收有害的五氧化二磷7.已知空氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕猓痴n外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：（1）A實(shí)驗(yàn)中紅磷燃燒的文字表達(dá)式為______，實(shí)驗(yàn)說明氧氣的體積約占空氣體積的______，該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是______（填序號(hào)）。①裝置氣密性好②紅磷過量或足量③冷卻到室溫后才打開止水夾④要選用教室內(nèi)的空氣（2）某興趣小組將A實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為如圖2所示，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后的優(yōu)點(diǎn)是______。8.200多年前，法國一位科學(xué)家用下圖所示裝置研究了空氣的組成。他把少量汞放在密閉的容器中連續(xù)加熱十二天之久，得到了紅色的氧化汞粉末，同時(shí)容器里的空氣的體積差不多減少了五分之一、請回答下