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八下科学重点巩固空气中氧气体积分数的测量 [复制链接]

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KNOWLEDGEPOINTS知识点一

空气的成分

1.空气的组成成分

成分氮气氧气稀有气体二氧化碳水蒸气等其他气体和杂质体积分数78%21%0.93%0.04%0.03%

2.空气组成成分探究(实验验证)

(1)验证空气中是否含有CO2

试剂:澄清石灰水

实验装置:

实验过程:用针筒把空气压入澄清石灰水中

实验现象:澄清石灰水变浑浊,但是变浑浊的速度较慢

结论:空气中很有CO2,但是含量较少

▲CO2验证

▼O2含量验证

(2)验证空气中是否含有O2

用品:小木条、火柴

实验装置:

实验过程:取一瓶空气和一瓶氧气,把一根燃着的木条,先后放入两个集气瓶中

实验现象:燃着的的木条在空气中继续燃烧,在氧气中燃烧更旺盛

结论:空气中很有氧气,但氧气浓度较低

(3)验证空气中是否含有水蒸气

试剂:无水硫酸铜粉末(无色)

实验装置:

实验过程:取一烧杯,里面装水冰块,烧杯上面放一个装有无水硫酸铜粉末的表面皿

实验现象:白色的无水硫酸铜粉末变为蓝色

结论:空气中含有水蒸气

3、空气的利用

(1)氮气

性质:无色、无味、化学性质较不活泼、密度略比空气小

用途:①灯泡中充氮可延长使用寿命;

②食品包装时充氮可以防腐、保鲜;

③制造化肥、炸药的重要原料;

④可做冷冻剂,医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织

(2)氧气

性质:无色、无味、不易溶于水、化学性质活泼、助燃性、密度略比空气大、

用途:①供给呼吸;

②助燃;

③燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属

(3)稀有气体

性质:化学性质不活泼

用途:①用作保护气,如在焊接金属时用于隔绝空气;

②稀有气体通电时能发出不同颜色的光,人们用它制成了各种用途的电光源,如航标灯、闪光灯、霓虹灯、“人造小太阳”等;

③用于激光技术;

④制造低温环境(氦气);

⑤用于医疗麻醉(氙气)

空气中氧气含量的测定

法国化学家拉瓦锡首先通过实验得出了空气是由氮气和氧气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。

1、实验

(1)实验原理

在一个密闭的容器中,用一种足量的易燃物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,水被压入容器内的体积,即为空气中氧气的体积。

(2)实验装置

(3)实验过程

a.先在集气瓶中加入少量的水,将集气瓶内水面上方分为5等份并做上记好;

b.连接装置,并检查装置气密性,用弹簧夹夹紧乳胶管;

c.在燃烧匙中装入过量的红磷,点燃红磷,迅速伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞;

d.燃烧结束后,震荡集气瓶,待完全冷却至室温后,打开弹簧夹。

(4)实验现象

1)红磷剧烈燃烧,放出大量的热,生成大量的白烟(P2O5固体小颗粒);

2)待集气瓶冷却后,打开止水夹,水经导管进入集气瓶,约占瓶内空气总体积的1/5。

(5)实验结论

a.红磷燃烧的产物是固体;

b.空气中氧气体积约占空气总体积的1/5;

c.剩余的气体不助燃、不可燃、且不容于水。

2、实验注意事项

(1)实验前:

①集气瓶内装入少量的水:

a、吸收产生的白烟,减少空气污染;

b、能避免高温熔融物掉落,使瓶底炸裂;

c、水的比热比较大,能加快降温。

②检查装置气密性(手捂法):用手捂住集气瓶,观察到导管口处有气泡冒出;拿开手后,导管中形成一段稳定的水柱,则气密性良好。

③药品要选用红磷:红磷燃烧只消耗氧气,且燃烧产物为固体。

不能选用/p>

木炭/硫磺:产物为气体(CO、CO2、SO2),会使测量结果偏小;

氢气:燃烧只消耗O2,但产物为水,使测量结果偏大;

镁条:燃烧不止消耗O2,还消耗N2、CO2,使测量结果偏大;

铁丝:铁只在纯氧中燃烧,不能在空气中燃烧,只能缓慢氧化(消耗更充分),使实验结果更准确,但实验时间太久;

铜:在纯氧中加热生成氧化铜。

④装入过量的红磷:燃烧时才能完全消耗掉并内空气中的氧气。如果红磷量不足,会使瓶内空气中的氧气不能完全燃烧,会导致测量结果偏小。

⑤导管要预先湿润:否则在燃烧结束,冷却至室温后打开止水夹时,进入集气瓶的水会有部分留在导管中,导致测量结果偏小。

(2)实验后:

①保持装置的气密性:如果气密性不好,在氧气燃烧完后,瓶内气压减小,瓶外的空气会进入集气瓶,使测量结果偏小。

②反应结束后,冷却至室温才能打开止水夹,否则会因集气瓶内温度较高,气体压强较大,使进入集气瓶的水减少,导致测量结果偏小。

2、实验误差分析

(1)偏大/p>

①插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,集气瓶内部分空气受热膨胀逸出;

②未夹紧弹簧夹,红磷燃烧时,集气瓶内的部分空气受热从乳胶管中逸出;

(2)偏小/p>

①红磷不足,氧气没有完全消耗;

②导管内未注满水(进入集气瓶的水部分残留在乳胶管中);

③装置气密性不好;

④反应结束,未冷却到室温就打开弹簧夹;

⑤烧杯内水不足。

4、实验装置改进

(1)改进原因

a.在敞开的系统中点燃,不环保,且误差大;

b.点燃红磷后,由于气体受热膨胀,导致装置内气体压强增大,有可能会爆炸,存在安全隐患;

c.该装置压强改变较小,实验现象不明显;

d.燃烧无法完全消耗氧气,导致实验结果偏小;

e.该装置需要用导管,在未实验前,导管中就存在空气;而实验后,又会有部分水滞留在导管中,使测量结果偏小。

(2)常见改进装置

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