學習目標:
1、知道空氣的成分及各種成分的體積含量
2、追尋科學家研究空氣成分的足跡,設計實驗並準確測得空氣中氧氣的含量。
3、在實驗過程中體會從混合氣體中除去某種氣體而測定其含量的方法。
一、認識空氣的組成
經典實驗:測定空氣中氧氣的含量。
實驗過程:關閉止水夾,將燃燒匙中的紅磷點燃,迅速伸入集氣瓶中。此時,集氣瓶內是一瓶密閉的空氣,紅磷繼續燃燒直至熄滅(瓶內氧氣耗盡)。冷卻至室溫後,打開止水夾,可以觀察到燒杯內的水沿玻璃管進入集氣瓶,水面上升的體積大約是集氣瓶最初密閉的空氣體積的1/5。
原理:P + O2 - P2O5
思考並回答問題:
分析:1、紅磷必須過量,以保證將集氣瓶中的氧氣全部反應完畢,這樣水剛好補充了氧氣的體積。若紅磷不足,氧氣只消耗一部分,我們觀察到的水的量就是被消耗的那部分氧氣,結果會偏小
2、必須冷卻到室溫再打開彈簧夾,否則,集氣瓶內溫度過高,氣體仍處於膨脹狀態,壓強偏大,進入集氣瓶的水的量會偏少,導致結果偏小。
3、若氣密性不好,在冷卻的過程中,空氣會通過漏氣的地方補充進入集氣瓶,這樣進入集氣瓶的水會偏少,導致結果偏小。
4、氮氣;無色的氣體,難溶於水,不可燃,也不支持燃燒。
同學們,你能以這個實驗原理作為支撐,獨自理解課本75頁實驗的過程嗎?在該實驗中哪些環節可能會導致誤差?如何避免或減小這種誤差?
由上述實驗得到結論:氧氣約佔空氣體積的1/5。
經過精確計算,空氣中各種成分及體積含量為:氮氣(78%)、氧氣(21%)、氬氣(0.934%)、二氧化碳(0.034%)、其它氣體(0.002%)。
二、空氣是一種重要的資源
1、分離液態空氣法:在工業上,通過降溫加壓先使空氣液化,然後加熱液態空氣,利用空氣中氧氣、氮氣、稀有氣體的沸點不同,使它們在不同溫度下氣化,逐一從空氣中分離出來。整個過程中物質只是狀態發生了改變,屬於物理變化。
從空氣中分離出的氧氣、氮氣、稀有氣體又有各自的用途。
(1)氧氣:供給呼吸、支持燃燒。
(2)氮氣:製作硝酸和氮肥;充入食品包裝袋延長食品保質期;液態氮氣常用作製冷劑。
(3)稀有氣體:工業生產和科學實驗中的保護氣;製造多種用途的電光源
三、關注空氣品質
(1)目前計入空氣汙染指數的有害氣體和煙塵主要包括:二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NOx)、臭氧(O3)、可吸入顆粒物、總懸浮顆粒物。
(2)空氣汙染指數越大,空氣品質越差。
近幾年,空氣汙染逐漸加重,秋冬季節霧霾天氣較多,中央電視臺的主持人柴靜曾經做過一個叫做「穹頂之下」的專題節目,感興趣的同學可以搜索觀看一下。同學們,我們可以採取哪些措施來保護我們的空氣呢?從我做起,行動起來吧!