1、3.1 空气成分及氧气含量的测量一、空气成分第一个对空气组成进行探究的化学家:拉瓦锡(第一个用天平进行定量分析)。空气的成分和组成空气成分O2N2CO2稀有气体其它气体和杂质体积分数21%78%0.03%0.94%0.03%常见气体的用途:氧气: 供呼吸 (如潜水、医疗急救) 支持燃烧 (如燃料燃烧、炼钢、气焊)氮气:惰性保护气(化性不活泼)、重要原料(硝酸、化肥)、液氮冷冻稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称):保护气、电光源(通电发不同颜色的光)、激光技术常见气体的检验方法氧气:带火星的木条,现象: ;二氧化碳:澄清的石灰水,现象: 。二、空气中氧气含量的测定【实验原理】文字及化
2、学表达式: 。【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】连接装置,并检查装置的 。点燃燃烧匙内的红磷, 伸入集气瓶中,并塞紧塞子。待红磷熄灭并 后,打开弹簧夹。【实验现象】红磷燃烧,产生大量 ; 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】红磷燃烧消耗空气中的氧气,生成五氧化二磷固体;空气是混合物;(3)O2约占 ,可支持燃烧;N2约占 ,不支持燃烧,也不能燃烧,难溶于水【注意事项及误差分析】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。装置气密性要好。如果装置的气
3、密性不好,集气瓶外的空气进入集气瓶,测量结果会偏小。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。冷却后再打开弹簧夹,否则测量结果偏小。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。在集气瓶底加水的目的:吸收有毒的五氧化二磷。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。【补充知识】如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液,就可以用木炭或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
4、测量结果偏大。空气的污染及防治:对空气造成污染的主要是有害气体(CO、SO2、氮的氧化物)和烟尘等目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。空气污染的危害、保护:危害:严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡,全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等目前环境污染问题: 臭氧层破坏(氟里昂、氮的氧化物等) 温室效应(CO2、CH4等)酸雨(NO2、SO2等) 白色污染(塑料垃圾等)空气质量等级:空气污染指数划分六档,对应于空气质量的六个级别,指数越大,级别越高,说明污染越严重,对人体健康的影响也越明显。空气污染指数为050,空气质量级别为一级,空气质量状况属于优。空气污染指数为51100,空气质量级别为二级,空气质量状况属于良。空气污染指数为101150,空气质量级别为三级,空气质量状况属于轻度污染。空气污染指数为151200,空气质量级别为四级,空气质量状况属于中度污染。空气污染指数为201300,空气质量级别为五级,空气质量状况属于重度污染。空气污染指数大于300,空气质量级别为六级,空气质量状况属于严重污染。