第二单元主要知识内容
第一节 空气
(一)拉瓦锡测定空气成分的实验
二百多年前,法国化学家(拉瓦锡)通过实验,得出了空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。实验中涉及的化学反应有:
汞+氧气 氧化汞, 氧化汞 汞+氧气。
(二、)测定空气中氧气含量的实验
【实验原理】磷+氧气 五氧化二磷
【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水,并做上记号。
【实验步骤】
① 连接装置,并检查装置的气密性。
② 点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并塞紧塞子。
③ 待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。
【实验现象】
① 红磷燃烧,产生大量白烟;② 放热;③ 冷却后打开弹簧夹,水沿着导管进入集气瓶中,进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。
【实验结论】① 红磷燃烧消耗空气中的氧气,生成五氧化二磷固体;② 空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
【注意事项】
1. 红磷必须过量。如果红磷的量不足,集气瓶内的氧气没有被完全消耗,测量结果会偏小。
2. 装置气密性要好。如果装置的气密性不好,集气瓶外的空气进入集气瓶,测量结果会偏小。
3. 导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后,进入的水会有一部分残留在试管中,导致测量结果偏小。
4. 冷却后再打开弹簧夹,否则测量结果偏小。
5. 如果弹簧夹未夹紧,或者塞塞子的动作太慢,测量结果 会偏大。
6. 在集气瓶底加水的目的:吸收有毒的五氧化二磷。
7. 不要用木炭或硫代替红磷!原因:木炭和硫燃烧尽管消耗气体,但是产生了新的气体,气体体积不变,容器内压强几乎不变,水面不会有变化。
如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液,就可以用硫代替红磷进行实验。
不要用镁代替红磷!原因:镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应,这样不仅消耗氧气,还消耗了氮气和二氧化碳,使测量结果偏大。
(三)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
体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
(四)混合物和纯净物
混合物 纯净物
定义 两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。 只由一种物质组成的物质叫纯净物。
特点 组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应,它们各自保持着原来的性质。 纯净物可以用化学式来表示。但是,绝对纯净的物质是没有的。
(五)空气是一种宝贵的资源
1. 氮气
【物理性质】无色无味的气体,不易溶于水,密度比空气的密度略小。
【化学性质】化学性质不活泼,一般情况下不能支持燃烧,不能供给动植物呼吸。
【用途】① 制硝酸和化肥的重要原料(这一点可以证明空气中含有氮气);
② 用作保护气(焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐);
③ 医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术;
④ 超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。
2. 稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙的总称)
【物理性质】没有颜色,没有气味的气体,难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。
【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。
【用途】① 用作保护气(焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用);
② 用作光源(如 测电笔 ,航标灯、强照明灯、闪光灯、 霓虹灯等);
③ 用于激光技术;④ 氦气可作冷却剂