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第二單元
空氣、物質的構成與組成
2.1 空氣的成分
科學家是怎樣發現空氣成分的
很久以前，人們以為空氣只是單一的某種物質。到了18世紀70年代，許多科學家都曾研究過空氣的成分。在這些研究工作的基礎上，法國化學家拉瓦錫(1743-1794)完成了更有說服力的實驗。
他用如圖2.1-2的裝置，把銀白色的液態汞(水銀)放在密閉的玻璃容器中，連續加熱12天后，發現部分汞變成紅色粉末，同時容器里的空氣體積則減少了約 ，汞槽里的汞升入鐘罩。他對剩余的氣體進行研究，發現這部分氣體既不供給呼吸也不支持燃燒。
他認為這些氣體全部都是氮氣(拉丁文原意是“不能維持生命”)。
于是他第一次用實驗證明了空氣中有能支持燃燒的氧氣()和不能支持燃燒的氮氣()
19世紀末，英國的物理學家瑞利(1842-1919)發現從空氣中分離出來的氮氣的密度比用化學方法制得的純凈氮氣密度稍大，說明空氣中還含有其他不支持燃燒的氣體。英國化學家拉姆西(1852-1916)經過實驗和推理，終于發現了稀有氣體氙(Ar)。
后來經過多位科學家的實驗和探究，又進一步發現了空氣中的稀有氣體還含有氨(He)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)等成分。
思考:圖2.1-2的實驗中，汞槽里的汞為什么會升入鐘罩且升入體積約占容器中空氣體積的
科學家是通過什么證據推理出剩余氣體中除了氮氣外還有其他成分的
紅磷(p)暗紅色固體
用號:足量/過量
止水夾
少量水
實驗操作 觀察和思考
1.用記號將集氣瓶的水面上方容積劃分為5等份按圖 2.1-3 組裝好儀器,夾緊止水夾。 實驗前集氣瓶里裝的是什么
空氣
實驗操作 觀察和思考
2.點燃燃燒匙中的紅磷,迅速插入集氣瓶中,塞好膠塞。 瓶內出現什么現象
紅磷燃燒消耗了瓶內的什么物質
紅磷燃燒產生白煙，放出熱量
氧氣
實驗操作 觀察和思考
3.反應停止后,待集氣瓶冷卻至室溫，松開止水夾。 你觀察到什么現象 如何解釋
請你根據以上實驗事實，分析得出結論
燒杯沖水沿導管進入集氣瓶，進入集氣瓶中的水約占集氣瓶上方剩余空間的
氧氣約占空氣體積的
1.若集氣瓶內的水未上升至處，可能的原因有哪些
未冷卻到室溫就打開止水夾 裝置漏氣
紅磷量不足
2.能否用蠟燭、木炭代替紅磷進行實驗
不能 產生氣體 無法形成壓強差
3.剩余氣體的主要成分是什么
氮氣
氮氣和稀有氣體有用嗎
稀有氣體一般不與其他物質反應，曾被稱為“惰性氣體”
怎樣區分混合物和純凈物
由兩種或兩種以上的物質組成的，叫作混合物
例如空氣 稀有氣體 礦泉水 自來水
只由種物質組成的，叫作純凈物
例如水 稀蒸餾水 冰水混合物
混合物 純凈物
混合物中各種成分的含量不是固定的 它們各自保持著單獨存在時的化學性質 它們都各白有著固定的組成和性質
空氣、糖水、牛奶、泥沙 水(H2O) 硫(S)
蔗糖(C12H22O11)
空氣中的氧氣、氮氣等物質保持著各自的化學性質
空氣污染危害大
保護大氣環境
由環境監測部門通過電視、網絡等各種媒體及時準確地向公眾公布空氣質量狀況。
空氣質量指數 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 >300
空氣質量指數級別 一級 二級 三級 四級 五級 六級
空氣質量指數類別及表示顏色 優 良 輕度污染 中度污染 重度污染 嚴重污染
綠色 黃色 橙色 紅色 紫色 褐紅色
空氣質量監測站
空氣質量監測站是能夠對 PM,5、PM、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧等空氣污染物進行定點、連續或定時采樣、測量和分析的設施(如圖2.1-8)。
同學們可以自己組裝微型空氣質量監測裝置，編寫監測程序，測量空氣中PM,濃度、灰塵濃度、二氧化碳濃度、風速、溫度等數據。圖2.1-9為學生自行組裝的可編程類微型空氣質量監測裝置
1.下列物質屬于純凈物的是( )
A.礦泉水 B.空氣 C.加碘鹽 D.冰水混合物
2.夏天從冰箱里拿出來的飲料，放置片刻后，飲料瓶外壁會潮濕，說明空氣中含有( )。
A. 氮氣 B.氧氣 C.水蒸氣 D.二氧化碳
3.下列物質均不屬于大氣污染物的一組是( )。
A.氮氣、氮氧化物
B.氧氣、二氧化硫
C.碳粉塵、一氧化碳
D.水蒸氣、氧氣
4.柯柯用如圖所示裝置來測定空氣中氧氣的含量。加熱試管，紅磷開始燃燒待紅磷熄滅并冷卻至室溫后打開彈簧夾。
下列關于該實驗的說法錯誤的是( )。
A.使用紅磷的量多或少，都不會影響實驗結果
B.紅磷燃燒完后打開彈簧夾，要等到注射器活塞不再移動才能讀數
C.要達到實驗目的，試管中的紅磷不能更換為木炭
D.若注射器中的水最終減少了10 m，說明空氣中氧氣的體積分數約為 20%
5.請根據空氣中有關成分的特性和用途，在下表中填空。
空氣中成分的名稱 特性 對應用途
支持呼吸 供給生物呼吸
氮氣 作保護氣
通電會發藍紫色的光
密度很小、很穩定 填充氣球
常溫下化學性質穩定
Ar
He
制造霓虹燈
6.悅悅采用手持技術數字化實驗(如圖甲所示)
測定吸入的空氣和呼出氣體中氧氣和二氧化碳含量的變化，打開數據采集器一段時間后向漏斗中呼氣，測得其中兩種氣體成分的含量變化如圖乙所示。
(1)圖乙中，_____(填“A線”或“B線”)是表示氧氣含量變化的曲線
(2)在實驗時間為250s時，將裝置內的氣體通入澄清石灰水中，可觀察到的現象是_____________________
A線
澄清石灰水變渾濁
7.分析當地今年1~9月空氣質量的相關信息，找出影響本地空氣質量的主要污染物。調查造成污染的主要原因，完成“讓我們一起守護潔凈空氣”的倡議書。

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