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第二单元
空气、物质的构成与组成
2.1 空气的成分
科学家是怎样发现空气成分的
很久以前，人们以为空气只是单一的某种物质。到了18世纪70年代，许多科学家都曾研究过空气的成分。在这些研究工作的基础上，法国化学家拉瓦锡(1743-1794)完成了更有说服力的实验。
他用如图2.1-2的装置，把银白色的液态汞(水银)放在密闭的玻璃容器中，连续加热12天后，发现部分汞变成红色粉末，同时容器里的空气体积则减少了约 ，汞槽里的汞升入钟罩。他对剩余的气体进行研究，发现这部分气体既不供给呼吸也不支持燃烧。
他认为这些气体全部都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。
于是他第一次用实验证明了空气中有能支持燃烧的氧气()和不能支持燃烧的氮气()
19世纪末，英国的物理学家瑞利(1842-1919)发现从空气中分离出来的氮气的密度比用化学方法制得的纯净氮气密度稍大，说明空气中还含有其他不支持燃烧的气体。英国化学家拉姆西(1852-1916)经过实验和推理，终于发现了稀有气体氙(Ar)。
后来经过多位科学家的实验和探究，又进一步发现了空气中的稀有气体还含有氨(He)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)等成分。
思考:图2.1-2的实验中，汞槽里的汞为什么会升入钟罩且升入体积约占容器中空气体积的
科学家是通过什么证据推理出剩余气体中除了氮气外还有其他成分的
红磷(p)暗红色固体
用号:足量/过量
止水夹
少量水
实验操作 观察和思考
1.用记号将集气瓶的水面上方容积划分为5等份按图 2.1-3 组装好仪器,夹紧止水夹。 实验前集气瓶里装的是什么
空气
实验操作 观察和思考
2.点燃燃烧匙中的红磷,迅速插入集气瓶中,塞好胶塞。 瓶内出现什么现象
红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质
红磷燃烧产生白烟，放出热量
氧气
实验操作 观察和思考
3.反应停止后,待集气瓶冷却至室温，松开止水夹。 你观察到什么现象 如何解释
请你根据以上实验事实，分析得出结论
烧杯冲水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶中的水约占集气瓶上方剩余空间的
氧气约占空气体积的
1.若集气瓶内的水未上升至处，可能的原因有哪些
未冷却到室温就打开止水夹 装置漏气
红磷量不足
2.能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验
不能 产生气体 无法形成压强差
3.剩余气体的主要成分是什么
氮气
氮气和稀有气体有用吗
稀有气体一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”
怎样区分混合物和纯净物
由两种或两种以上的物质组成的，叫作混合物
例如空气 稀有气体 矿泉水 自来水
只由种物质组成的，叫作纯净物
例如水 稀蒸馏水 冰水混合物
混合物 纯净物
混合物中各种成分的含量不是固定的 它们各自保持着单独存在时的化学性质 它们都各白有着固定的组成和性质
空气、糖水、牛奶、泥沙 水(H2O) 硫(S)
蔗糖(C12H22O11)
空气中的氧气、氮气等物质保持着各自的化学性质
空气污染危害大
保护大气环境
由环境监测部门通过电视、网络等各种媒体及时准确地向公众公布空气质量状况。
空气质量指数 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300
空气质量指数级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级
空气质量指数类别及表示颜色 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
绿色 黄色 橙色 红色 紫色 褐红色
空气质量监测站
空气质量监测站是能够对 PM,5、PM、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧等空气污染物进行定点、连续或定时采样、测量和分析的设施(如图2.1-8)。
同学们可以自己组装微型空气质量监测装置，编写监测程序，测量空气中PM,浓度、灰尘浓度、二氧化碳浓度、风速、温度等数据。图2.1-9为学生自行组装的可编程类微型空气质量监测装置
1.下列物质属于纯净物的是( )
A.矿泉水 B.空气 C.加碘盐 D.冰水混合物
2.夏天从冰箱里拿出来的饮料，放置片刻后，饮料瓶外壁会潮湿，说明空气中含有( )。
A. 氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.二氧化碳
3.下列物质均不属于大气污染物的一组是( )。
A.氮气、氮氧化物
B.氧气、二氧化硫
C.碳粉尘、一氧化碳
D.水蒸气、氧气
4.柯柯用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。加热试管，红磷开始燃烧待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。
下列关于该实验的说法错误的是( )。
A.使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果
B.红磷燃烧完后打开弹簧夹，要等到注射器活塞不再移动才能读数
C.要达到实验目的，试管中的红磷不能更换为木炭
D.若注射器中的水最终减少了10 m，说明空气中氧气的体积分数约为 20%
5.请根据空气中有关成分的特性和用途，在下表中填空。
空气中成分的名称 特性 对应用途
支持呼吸 供给生物呼吸
氮气 作保护气
通电会发蓝紫色的光
密度很小、很稳定 填充气球
常温下化学性质稳定
Ar
He
制造霓虹灯
6.悦悦采用手持技术数字化实验(如图甲所示)
测定吸入的空气和呼出气体中氧气和二氧化碳含量的变化，打开数据采集器一段时间后向漏斗中呼气，测得其中两种气体成分的含量变化如图乙所示。
(1)图乙中，_____(填“A线”或“B线”)是表示氧气含量变化的曲线
(2)在实验时间为250s时，将装置内的气体通入澄清石灰水中，可观察到的现象是_____________________
A线
澄清石灰水变浑浊
7.分析当地今年1~9月空气质量的相关信息，找出影响本地空气质量的主要污染物。调查造成污染的主要原因，完成“让我们一起守护洁净空气”的倡议书。

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