【快人一步】浙教版2022-2023学年寒假八（下）科学讲义（十五）：空气与氧气【wrod，含答案】

一、空气的成分 （一）空气组成成分的探究 (1)探究空气中是否含有二氧化碳 ①试剂:澄清石灰水。 ②实验装置:如图所示。 ③实验过程:用大针筒把空气压入澄清石灰水中。 ④实验现象:澄清石灰水变浑浊，但变浑浊的速度较慢。 ⑤结论:空气中含有二氧化碳但含量较少。 (2)探究空气中是否含有氧气 ①实验用品:小木条。 ②实验过程:取一瓶空气和一瓶氧气，将一根燃着的小木条先后插入两个集气瓶中。 ③实验现象:燃着的小木条在空气中继续安静地燃烧，在氧气中燃烧更旺。 ④结论:空气中含有氧气，空气中氧气的浓度较低。 (3)探究空气中是否含有水蒸气 ①试剂:无水硫酸铜粉末。 ②实验过程:取一烧杯，里面装上冰块，烧杯上放一个装有无水硫酸铜粉末的表面皿。 ③实验现象:白色的无水硫酸铜粉末变成蓝色。 ④结论:空气中含有水蒸气。 烧杯中冰块的作用是使无水硫酸铜的温度低于空气温度，从而使空气中的水分遇冷在硫酸铜表面液化，进而使无水硫酸铜变蓝。 （二）空气的组成成分 成分 体积分数 氮气 78% 氧气 21% 其他 1% （三）空气中氧气含量的测定 (1)测定原理 在一个密闭容器中，用一种足量的易燃物质(如红磷或白磷)与容器中的氧气反应，生成一种固体，使密闭容器内压强减小。在大气压的作用下，水被压入密团容器中，被压入的水的体积，即为空气中氧气的体积。 (2)实验装置 (3)实验步骤(易燃物质以红磷为例，下同) ①先在集气瓶内加入少量水，将集气瓶内水面上的容积分成五等份并做上记号。 ②连接装置，并检查装置的气密性。 ③用止水夹夹紧橡皮管，点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。 ④待红磷熄灭并冷却至室温后，振荡集气瓶，打开止水夹。 (4)实验现象 红磷剧烈燃烧，放出大量的热，有大量白烟产生；待集气瓶冷却后，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为1:4。 (5)实验结论 空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。 (6)反应的文字表达式 磷+氧气 点燃 五氧化二磷 (7)实验注意事项 ①在实验前，导管应预先注满水，否则在燃烧完毕，装置冷却后打开止水夹时，进入的水会有一部分留在导管中，使得进入集气瓶内水的体积减少，导致测量结果偏小。 ②实验过程中要确保装置的气密性良好。如果气密性不好，当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减少，测得氧气的体积分数偏小。 ③实验过程中红磷应过量，燃烧时才能完全消耗掉瓶内空气中的氧气。如果红磷的量不足，则不能把集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。 ④实验结束后 ，待装置冷却至室温后才能打开止水夹，否则会因为集气瓶内气体温度较高，气体压强较大，从烧杯进入集气瓶中的水的体积减少，导致测量结果偏小。 ⑤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；而铁丝在空气中难以燃烧，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。 【能力拓展】 ①绿色植物的光合作用吸收二氧化碳、放出氧气，燃料的燃烧、动植物的呼吸作用均消耗氧气、放出二氧化碳，这一系列的活动保证了空气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。空气成分含量是按体积计算的，而且是个粗略值。 ②空气是混合物，相对恒定的成分是氮气、氧气以及稀有气体，可变成分是二氧化碳和水蒸气，空气的不定成分完全因地因时而异，如雨天空气中水蒸气含量变大。另外空气中还含有极微量的氢气、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体，灰尘是空气中的悬浮杂质 ... ...