浙教版科学八年级下——— 3.1空气组成及氧气含量的确定-提高学案 【学习目标】 1.记住空气中各成分的体积分数；了解空气主要成分的性质和用途；了解空气污染的原因、危害及防治措施。 2.掌握空气中氧气含量测定的实验原理、装置、操作方法以及误差分析。 【要点梳理】 要点一、拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分 二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。实验装置图如下： 这个著名实验是：把少量的汞放在一个密闭的容器里连续加热12天，结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积减少了约1/5；他研究了剩余的那部分气体，发现它既不能供动物呼吸，也不支持燃烧，这正是氮气；他把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个容器里加热，除了得到汞以外，还得到了氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里减少的气体体积；他把得到的氧气加到前一个容器中剩下的约4/5体积的气体里，结果得到的气体与空气的性质完全一样。 【要点诠释】 拉瓦锡实验结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。 检验/除尽空气中含有二氧化碳和水蒸气 物质 检验 除尽 操作 现象 CO2 空气通入澄清石灰水 产生白色浑浊，慢，量少 通入氢氧化钠溶液 H2O 无水硫酸铜+冰，置于空气中 白色固体变蓝 通入浓硫酸 要点二、测定空气中氧气含量的方法 1．实验原理： 利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小；在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。 2．实验装置： 3．实验步骤： （1）将仪器连接好并检查装置的气密性。 （2）在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。 （3）用弹簧夹夹紧乳胶管。 （4）在燃烧匙内放入过量的红磷。 （5）点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。 （6）红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。 4．实验现象： （1）红磷燃烧产生大量白烟并放出热量。 （2）打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。 5. 实验结论： 氧气约占空气体积的1/5。 【要点诠释】 1. 可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。不能选用木炭、硫等，因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质，且与所耗氧气体积相同，使瓶内外气压相等，水不会倒吸入瓶中。 2.红磷必须过量，燃烧时才能使容器内氧气消耗完。 3.红磷燃烧停止后，要等集气瓶内温度降至室温，方可打开弹簧夹。 4.该实验还能得到的结论：氮气（集气瓶内剩余的气体主要是氮气）具有不能燃烧、不支持燃烧和难溶于水的性质。 5.实验后测得氧气的体积分数小于21%的原因： （1）红磷的量不足（则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小）。 （2）装置漏气（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小，测得的氧气的体积分数偏小）。 （3）装置未冷却到室温就打开弹簧夹（温度较高气体压强较大，进入瓶内水的体积减小，引起测定结果偏低）。 6.测定结果大于21%的原因： （1）点燃红磷前未用弹簧夹夹紧乳胶管（红磷燃烧放热会使部分空气由导管逸出，烧杯水中冒气泡；最后造成水进入集气瓶的体积大于1/5）。 （2）将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢（放出的热将瓶内的部分空气赶出瓶外；冷却后打开止水夹，进入集气瓶水的体积大于1/5）。 装置设计 实验操作 反应原理 评价 一：拉瓦锡装置 把银白色的液态汞（水银）放在如图所示的装置中，连续加热12天，发现部分汞变成红色粉末，汞槽里的水银上升钟罩空间的1/5后便不再上升 ( △ ) Hg+O2→HgO ( △ ) HgO → Hg+O2↑ 汞 ... ...
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