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第1章 我们呼吸的空气
空气是生物生存的必要条件，动植物的呼吸、植物的光合作用离不开空气，没有空气就没有生命，就没有生机勃勃的地球。
空气由哪些成分组成？这些物质与人类的生活和生产有着怎样的联系？人类的活动会改变空气的成分吗？我们应怎样保护空气使其免受污染呢？
1.1 空气的成分
浙教版八年级下册
第1课时
新知导入
在超市里，我们发现许多食品用真空包装来保鲜。为什么食品暴露在空气中容易变质？空气的主要成分有哪些？空气中各种成分的含量和性质又是怎样的呢？
新知讲解
空气中氧气的含量
18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。
少量汞放入曲颈瓶内连续加热12天，发现汞的液面出现红色的粉末。同时容器内气体的体积减少了约1/5。
他又研究了剩余4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，称其为氮气。
拉瓦锡又把生成的红色粉末全部放入另一个容器里加热，结果得到了汞和氧气，并发现氧气的体积恰好等于曲颈瓶中减少的气体体积，若再把得到的氧气加回到剩余4/5体积的气体的容器中，结果所得气体跟空气的性质几乎完全一样。
于是，拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气体积约占空气总体积1/5的结论。
我们用与此相似的方法来测定空气里氧气的体积分数。
探索活动
1.如图所示装置，先在集气瓶里加入少量水，再把剩余的容积平均分成5份，做上几号。
2.点燃燃烧匙内的红磷，放入集气瓶中，立即塞紧瓶塞，观察到什么现象？
3.火焰熄灭后，振荡集气瓶，打开导管上的夹子，观察现象，并记录集气瓶内水位的变化情况。消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为多少？
红磷继续燃烧，产生大量的白烟，放出热量。
水从烧杯倒吸入集气瓶内，瓶内水位上升，约占瓶容积的1/5。
1:4
检查装置的气密性：构建密闭体系 →改变体积 （从而改变压强）→观察现象（气泡逸出或有一段水柱）→得出结论。
改变体积的方法：手握升温法、微热升温法和注水法。
磷+氧气
五氧化二磷
点燃
4.实验能得到什么结论？
①氧气约占空气体积的五分之一，
②氮气不燃烧，不支持燃烧，不易溶于水。
（1）为什么烧杯内的水会进入到集气瓶内
红磷和氧气发生反应生成的P2O5是固体，同时 P2O5溶于水，使瓶内气体压强减小，打开止水夹后，大气压把水压入集气瓶中，直至内外压强相等。
（2）如果用木炭代替红磷来做实验，结果如何？
思考：
木炭燃烧生成的是气体二氧化碳，瓶内压强几乎不变。
可用来反应的物质必须是易与氧气反应而不与空气中其他气体反应，且没有气体生成的物质。不能采用硫、木炭、铁丝等物质代替红磷完成空气中氧气含量测定的实验。硫和木炭燃烧后的生成物分别为二氧化硫和二氧化碳，均为气体，这些气体的体积会弥补反应所消耗的氧气的体积，导致测量结果不准确；而铁丝在空气中不能燃烧，瓶内空气的体积几乎不会变化，因而集气瓶内的水面几乎不上升。
（3）若实验中发现集气瓶内水位上升小于1/5，你认为可能是哪几种原因引起的？
1、红磷量不足，瓶内氧气未反应完；
2、装置漏气（如：塞子未塞紧，空气进入瓶内）；
3、装置未冷却就打开止水夹并进行读数；
4、导管内未事先注满水，有部分水留存于导管中等。
若水位上升大于1/5呢？
1、未夹止水夹；或止水夹未夹紧；
2、点燃红磷塞瓶塞较慢（造成集气瓶中的空气外逸）；
3、反应物会与空气中的其他成分反应等。
（4）你能改进实验装置，来测量空气中的体积分数吗？
无需打开瓶塞点燃红磷，避免瓶内空气外逸而造成实验误差
①加热时不断推拉注射器，使装置内的氧气与铜粉充分接触；②气球的作用：平衡气压。
通过测定进入装置中水的体积测定空气中氧气含量
通过测定体积变化量测定空气中氧气含量
在19世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气，后来科学家陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气外，还有其他成分。
空气中各成分的体积分数大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.93%、二氧化碳0.04%、水蒸气等其他气体和杂志0.03%（如图）。在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
一百份体积的空气
氧气(O2)
21％
氮气（N2） 78％
其他气体杂质
0.03％
稀有气体
0.93％
二氧化碳
0.04％
空气的密度为 1.293克/升
空气的平均相对分子质量为 29
空气是重要的自然资源
从用途上来分，氧气可以分为医用氧和工业氧，医用氧用于治病救人，工业氧用于生产或产品加工。
氮气是制造硝酸、炸药和氮肥的重要原料。由于氮气的化学性质不活泼，因此常用作保护气，如焊接金属时常用氮气作保护气，灯泡中充氮气可以延长使用寿命，食品包装时充氮气可以防腐、保鲜；液态氮在汽化时需要吸收大量的热，可做冷冻剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉，冷藏人体细胞组织和冻死病变的细胞；利用液氮冷却某些材料到某一低温下，可使材料表现出超导性。
物质的性质决定用途
稀有气体的化学性质不活泼，常用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气。由于稀有气体通电时能发出不同颜色的光，人们用它制成了各种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等。稀有气体还可用于激光技术、医疗麻醉（氙气），制造低温环境（氦气）。
课堂总结
空气的成分（一）
空气中氧气的含量
磷+氧气
五氧化二磷
点燃
2、法国化学家拉瓦锡通过实验，最早发现空气是由氮气和氧气组成。
1、很长一段时间内认为空气是一种物质组成。
3、19世纪末,科学家们又通过大量实验发现,空气里还有稀有气体、二氧化碳、水蒸气以及其他杂质。
4、空气中氧气体积约占五分之一。
空
气
的
组
成
成
分
二氧化碳
氮 气
稀有气体
其他气体
（21%）
助燃；
供呼吸等
光合作用的原料；
制冷剂；
灭火；
工业原料等
（78%）
供给植物生长所需的氮；
冷冻剂；
制化肥、炸药；
食品充氮防腐等
稀有气体用于飞艇、闪光灯、液氦冷冻机、霓虹灯等
空气是一种重要的天然资源
(0.04%)
（0.93%）
（0.03%）
氧 气
课堂练习
1、空气中按体积计算，含量最多的气体是 （ ）
A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体
B
2、在100升空气里氮气的体积大约是（ ）
A. 78升 B. 78% C. 21升 D. 21%
A
3、下列说法正确的是　　　（ ）
A．空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成
B．空气中氧气的质量占21％，氮气占78％
C．在通常状况下，无色、无味气体一定是空气
D．空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成
A
4、用来测定空气成分的方法很多， 图1所示的是用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把
塞子塞紧。
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现
水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题：
（1）集气瓶中剩余的气体主要是 。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是 、 。
（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示 ），你认为改进后的优点是 。
装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果准确
装置漏气 红磷的量不足
氮气（或N2）
5、为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：
选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，
用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好
的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能按照小华的设
想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请
回答下列问题：
（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明___________________。
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，可观察到活塞前沿最终稳定在______mL的刻度处，由此得出_________________________________。
（3）写出白磷燃烧时发生反应的文字表达式____________________。
装置不漏气
12
氧气约占空气总体积的五分之一
磷+氧气
五氧化二磷
点燃
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php

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