資源簡介

空氣成分及氧氣含量測定
課前一練
1、空氣是一種寶貴的自然資源。下列有關說法中不正確的是 (　A　)
A．法國化學家拉瓦錫研究了空氣的成分，并得出氧氣約占空氣總體積的結論
B．空氣是由氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等物質組成的混合物
C．氮氣是制造硝酸和氮肥的重要原料
D．稀有氣體都沒有顏色、沒有氣味，在通電時能發出不同顏色的光
2、用如圖所示裝置來測定空氣中氧氣的含量，對該實驗認識錯誤的是（　AD　）

A． 銅粉用量的多少，不會影響實驗結果
B． 實驗結束后冷卻到室溫才能讀數
C． 氣球的作用是調節氣壓，使氧氣完全反應
D． 在正常操作情況下，反應結束后消耗氧氣的總體積應該是反應前注射器內氣體體積的
3、某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞．
③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是　　　　　．
（2）步驟②集氣瓶中的現象是　　　　　，其反應的文字表達式為　　　　　　；步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是　　　　　　，由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為　　　　　．
（3）該實驗可推論出氮氣　　　　　　（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質　　　　　（填“活潑”或“不活潑”）的結論．
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？　　　　　　成功，原因是　　　　　　．
【答案】（1）確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；
（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙；紅磷+氧氣五氧化二磷；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；五分之一；
（3）難；不活潑；
（4）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流．
要點導航
一、空氣的成分
1、空氣的成分按體積計算，大約為：氮氣 78% ，氧氣 21% ，稀有氣體 0.93%，二氧化碳 0.04% ，水蒸氣和雜質 0.03% 。
2、空氣成分檢驗

（1）二氧化碳的檢驗：用大針筒把空氣壓進石灰水中，石灰水會變渾濁。但石灰水變渾濁的速度比較慢。說明空氣中含有二氧化碳，但二氧化碳的含量較少。
（2）氧氣的檢驗：把一根燃著的木條放入一瓶空氣中，木條繼續燃燒。比較木條在空氣中燃燒的現象與木條在氧氣中燃燒的現象，木條在空氣中燃燒得不旺，說明空氣中含有氧氣，但不純。
（3）水蒸氣的檢驗：把一滴水滴在無水硫酸銅粉末上。無水硫酸銅的顏色發生了變化，遇水變藍色。把一些碎冰放進一個干燥的燒杯里，用表面皿蓋在燒杯口上。過一會兒，在表面皿里加一些無水硫酸銅，硫酸銅變成藍色。這一現象說明空氣中含有水蒸氣。
二、氧氣含量的測定
1、實驗原理
利用磷燃燒消耗空氣中的氧氣而不與空氣中氮氣及其他氣體反應的性質，從而使容器內形成負壓，打開止水夾后，水進入容器內。進入容器中的水的體積，可粗略地認為是空氣中所含氧氣的體積。
實驗器材
（1）實驗儀器：集氣瓶、燃燒匙、燒杯、玻璃管、乳膠管、止水夾。
實驗藥品：紅磷、水。
3、實驗裝置圖

實驗步驟
（1）連接裝置：在集氣瓶口連接一個雙孔膠塞，一孔插燃燒匙，另一孔插導管（配有彈簧夾），導管另一端伸入盛有水的燒杯中，如圖所示
（2）檢查氣密性：把導管的一端放入水中，兩手緊握集氣瓶外壁，如果在導管口有氣泡冒出，松開兩手，使它冷卻，導管中形成一段水柱，則證明氣密性良好
（3）在集氣瓶內加少量水，并做上記號，把剩余的容積用記號劃分成5等份
（4）點燃燃燒匙內的紅磷，立即伸入集氣瓶中，并把塞子塞緊
待紅磷熄滅并冷卻至室溫后，振蕩集氣瓶，打開彈簧夾
6、結論：
（1）紅磷燃燒：
（2）集氣瓶內的水面上升，表明空氣中的氧氣被消耗掉了
關鍵點：裝置不漏氣，產物是固體，紅磷要充足，冷卻到室溫，再測定體積。
7、實驗反思
（1）裝置的缺陷
①該實驗裝置可能發生氣體泄漏的地方太多，加之燃燒的紅磷伸入集氣瓶中加熱了內部的空氣，使之外逸，都會導致實驗的誤差。
②反應物濃度越小，反應的速率越慢。當燃燒持續進行時，氧氣的濃度越來越小，氧化的速率也越來越小。維持紅磷燃燒需要的氧氣濃度相對較高，利用燃燒，無法除盡空氣中的氧氣。
（2）結果分析
①為什么有時氣體減少的體積小于1/5呢？
導致結果偏低的原因可能有：a.紅磷的量不足；b.瓶內氧氣沒有耗盡；c.裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙和橡皮塞之間有縫隙等），使外界空氣進入瓶內；d.未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進入瓶內的水的體積減少。
②為什么有時氣體減少的體積大于1/5呢？
導致結果偏高的原因可能有：a.點燃紅磷后，插入燃燒匙時，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空氣受熱膨脹，部分空氣溢出。b.實驗開始時，未夾止水夾（或未夾緊）。
8、常見測定氧氣含量的裝置
三、空氣的利用
1、氧氣的用途
（1）供給呼吸、維持生命和支持燃燒。
（2）氧氣易跟其他物質反應，放出熱量，因此用于煉鋼、焊接、切割金屬，也可作火箭燃料的氧化劑等。
2、氮氣的用途：氮是構成人體蛋白質的主要元素。氮氣是一種無色、無味、性質較不活潑的氣體。
（1）燈泡中充氮可延長使用壽命；食品包裝時充氮可防腐、保鮮。
（2）制造化肥、炸藥的重要原料。
（3）用作制冷劑。
3、二氧化碳的用途
（1）固體二氧化碳稱干冰，是致冷劑，可用來保藏食品，也用于人工降雨。
（2）二氧化碳是一種工業原料，用于制造純堿、尿素和汽水。
（3）用于滅火。
4、稀有氣體用途：化學性質不活潑，常用作保護氣。
（1）在焊接金屬時用于隔絕空氣。
（2）充入燈泡時，稀有氣體能發出不同顏色的光，可制成各種用途的電光源。
（3）用于激光技術，制造低溫環境，用于醫療麻醉等。
同步練習
1、下圖是測定空氣中氧氣含量的實驗裝置，該實驗有關的說法中正確的是（ B ）
A． 可以用木炭替代紅磷進行該實驗
B． 該實驗還能說明氮氣不助燃
C． 空氣中氮氣與氧氣的質量比約為5：1
D． 若最后液體進入廣口瓶的體積不到1/5，則有可能是紅磷過多
2、下圖裝置可用來測定空氣中氧氣的含量．對該實驗認識不正確的是（　C　）
A．銅絲的量不足會影響實驗結論
B．實驗中反復推拉針管可使反應物充分接觸，使氧氣完全反應
C．加熱完后應立即觀察體積變化，并記錄實驗數據
D．裝置不漏氣是實驗成功的重要因素之一
3、小林從冰箱里拿出冰凍的飲料，用干布擦凈瓶外壁的水，放置于桌面片刻，發現瓶外壁又掛滿水珠，這說明空氣中有( D )
A. 氮氣 B. 氧氣
C. 二氧化碳 D. 水蒸氣
4、人類每時每刻都離不開空氣，通過治理，株洲市的空氣質量近年來有所好轉。下列有關空氣的說法不正確的是( B )
A. 空氣是由多種單質和化合物組成的混合物
B. 空氣中含量較多且化學性質活潑的是氮氣
C. 呼吸、燃燒、煉鋼、化工生產等都要用到氧氣
D. 空氣是一種寶貴的自然資源，要保護空氣，防止污染空氣
5、某化學興趣小組設計了如圖所示的實驗裝置，用 于“測定空氣中氧氣的含量”（試管的容積為50mL，注射器的活塞實驗前停在25mL處．容器內紅磷足量）．用酒精燈加熱裝置中的紅磷，充分反應直至燃燒結束，試管冷卻，可觀察到裝置中活塞最終停留的接近刻度是（　B　）
A．20mL處 B．15mL處 C．10mL處 D．5mL處
6、在做測定空氣中氧氣含量的演示實驗時，小明設計如圖所示的裝置，對此裝置評價錯誤的是（　A　）
A．此裝置可以直接測出瓶中原有的氧氣的質量
B．此裝置不使用導管，所以既避免了反應后導管中的空氣進入瓶中引起誤差，也避免了導管中留有一定量的水引起誤差
C．該裝置能使測量空氣中氧氣的含量更精確
D．在探究中可以領悟科學研究的嚴密性和趣味性
7、央視主持人柴靜自費百萬元拍攝霧霾紀錄片《穹頂之下》在各大社交媒體上傳播．形成霧霾天氣的主要污染物是PM2.5，PM2.5是指直徑數值小于或等于2.5的懸浮顆粒物，其直徑大約是一般分子直徑（數量級為10﹣10m）的2萬倍，能被肺吸收并進入血液，對人體危害很大．下列關于PM2.5的說法正確的是（　D　）
A．PM2.5在空中的運動屬于分子的無規則運動
B．PM2.5對人體的神經系統損害最大
C．PM2.5在空氣中不受重力作用
8、蠟燭(足量)在如圖1密閉裝置內燃燒至熄滅，用儀器測出這一過程中瓶內氧氣含量的變化如圖2所示。下列判斷正確的是 (　B　)
A．蠟燭燃燒前裝置內只有氧氣
B．氧氣濃度小于一定值時，蠟燭無法燃燒
C．過程中裝置內物質總質量不斷減少
D．蠟燭熄滅后瓶內只剩二氧化碳氣體
9、下列關于空氣的各種氣體的說法錯誤的是 ( C )
A．氮氣的化學性質很穩定
B．稀有氣體一般不跟其他物質發生化學反應
C．氧氣的化學性質不活潑
D．二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁
10、探究小組的同學為探究空氣中氧氣的體積分數，設計了如圖7所示裝置，白磷在空氣中很容易燃燒，生成五氧化二磷固體．據圖1回答下列問題：
（1）閉合電源開關，電阻絲后會發熱，可以觀察到白磷　　；
（2）裝置冷卻到室溫，可觀察到U型管內左側液面　　；
（3）通過這個實驗得出的結論是氧氣約占空氣體積的　　；
（4）實驗完畢后，集氣瓶內殘余的氣體主要是　　；
（5）小明同學由該實驗得到啟發，設計了如圖2的實驗，但是他看到的現象是水面并沒有上升約，原因是　　．
【答案】（1）紅磷燃燒，產生大量的白煙；
（2）U型管內左側液面上升，約上升至1處；
（3）氧氣約占空氣氣體體積的1/5 ；
（4）氮氣；
（5）石蠟燃燒有二氧化碳生成，瓶內氣壓基本不變．
11、空氣是一種寶貴的自然資源。按要求填空：
（1）氧氣：無色無味的氣體，不易溶于水，化學性質比較活潑。主要用途：供給呼吸，用于_________等；支持燃燒，用于____________等方面．
（2）氮氣：無色、無味、難溶于水。主要用途：制_______和________的重要原料；由于氮氣的化學性質不活潑，可用作_________；液氮在醫療上可用于_______________等．
（3）稀有氣體：無色、無味、性質不活潑。主要用途：制成多種用途的_________；_______可用于制造低溫環境。
【答案】（1）潛水、登山；燃料的燃燒；（2）硝酸，氮肥；保護氣；冷凍麻醉下做手術；（3）電光源，氦
12、某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞．
③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是　　　　　．
（2）步驟②集氣瓶中的現象是　　　　　，其反應的文字表達式為　　　　　　；步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是　　　　　　，由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為　　　　　．
（3）該實驗可推論出氮氣　　　　　　（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質　　　　　（填“活潑”或“不活潑”）的結論．
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？　　　　　　成功，原因是　　　　　　．
【答案】（1）確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；
（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙；紅磷+氧氣五氧化二磷；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；五分之一；
（3）難；不活潑；
（4）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流．

展開更多......

收起↑