
1. 了解空氣的主要成分。(化學(xué)觀念)2. 知道物質(zhì)可以分為純凈物和混合物,并能識別純凈物和混合物。(化學(xué)觀念)3.通過分析空氣中氧氣含量的測定原理,學(xué)習(xí)觀察、記錄實驗現(xiàn)象的方法,學(xué)會運用分析、比較、歸納的方法對獲取的信息進行整理。(科學(xué)探究與實踐、科學(xué)思維)
拉瓦錫把少量汞放在密閉的容器里連續(xù)加熱 12 天,部分銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末,同時容器里空氣的體積約減少了,容器里剩余氣體,既不能供給呼吸,也不能支持燃燒,他認為這些氣體都是氮氣。拉瓦錫又把汞表面生成的紅色粉末收集起來,放在另一個較小的容器里再加強熱,得到了汞和氧氣,而且氧氣的體積恰好等于密閉容器里所減少的體積。他把得到的氧氣加到前一個容器里剩下的的氣體中,結(jié)果所得氣體的性質(zhì)與空氣的完全一樣。通過實驗和分析, 拉瓦錫得出了空氣由氧氣和氮氣組成,其中氧氣約占空氣總體積1/5的結(jié)論。
2.實驗室測定空氣中氧氣的含量
利用紅磷燃燒消耗密閉容器內(nèi)空氣中的氧氣,使密閉容器內(nèi)壓強減小,在大氣壓的作用下,進入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。紅磷燃燒的文字表達式為:
不能描述成白霧。煙是固體小顆粒,霧是小液滴,生成的是固體五氧化二磷
想一想?根據(jù)實驗現(xiàn)象,分析瓶內(nèi)剩余氣體具有怎樣的性質(zhì)?
不能燃燒,也不能支持燃燒;不溶于水。
(1)裝置的氣密性要良好
(3)必須冷卻至室溫后再打開彈簧夾
避免瓶外空氣進入集氣瓶內(nèi),導(dǎo)致進入水的體積減少,使測得的氧氣的體積分數(shù)偏小。
如果紅磷的量不足,則不能將集氣瓶內(nèi)空氣中的氧氣完全反應(yīng)掉,導(dǎo)致測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)偏小。
由于氣體體積隨溫度升高而增大,若不冷卻至室溫就打開彈簧夾,剩余氣體占有較大的體積,會使進入水的體積偏小,導(dǎo)致測得的氧氣體積分數(shù)偏小。
(4)集氣瓶內(nèi)加少量的水
(5)燒杯內(nèi)的水要足量
防止裝置內(nèi)氣體受熱膨脹從瓶口逸出而使進水量增多。
一是為了防止熱的燃燒物濺落炸裂集氣瓶;二是為了吸收紅磷燃燒后生成的白色固體——五氧化二磷。
否則進入集氣瓶內(nèi)的水量不足,造成結(jié)果偏低。
(6)點燃紅磷前彈簧夾要夾緊
防止紅磷燃燒時使裝置內(nèi)氣體受熱膨脹沿導(dǎo)管逸出,導(dǎo)致進水量增多。
(7)將點燃的紅磷放入集氣瓶要迅速
思考:能否用木炭、硫代替紅磷做此實驗?紅磷代替品應(yīng)滿足什么條件?
答:木炭和硫燃燒生成二氧化碳和二氧化硫氣體,生成氣體的體積會彌補反應(yīng)消耗氧氣的體積,測量結(jié)果偏小。代替品應(yīng)滿足以下條件:(1)在空氣中能燃燒且只能與氧氣反應(yīng);(2)該物質(zhì)燃燒后生成物是固體。
數(shù)字化實驗利用傳感器和信息處理終端進行實驗數(shù)據(jù)的采集與分析。實驗時一般將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機依次相連,采集實驗過程中各種物理量(如溫度、壓強、濃度等)的數(shù)據(jù)通過軟件對數(shù)據(jù)進行記錄、呈現(xiàn)和分析。我們可以將測定空氣中氧氣的含量設(shè)計成數(shù)字化實驗。實驗步驟如下:(1)將氧氣傳感器與數(shù)據(jù)采集器、計算機連接;(2)把氧氣傳感器插入盛有空氣的容器,采集數(shù)據(jù);(3)通過相關(guān)軟件處理數(shù)據(jù),并在計算機屏幕上顯示空氣中氧氣的含量。
測定空氣中氧氣含量的數(shù)字化學(xué)驗
3.空氣的組成(體積分數(shù))
二、物質(zhì)的分類——混合物、純凈物
(1)純凈物是相對而言的,自然界不存在絕對純凈的物質(zhì),我們所說的純凈物是指含雜質(zhì)很少的高純度物質(zhì)。
(2)判斷一種物質(zhì)是純凈物還是混合物,關(guān)鍵是看這種物質(zhì)由幾種物質(zhì)組成,不能被物質(zhì)的名稱誤導(dǎo)。①如五氧化二磷是一種物質(zhì)的名稱,屬于純凈物,其中的“氧”和“磷”不是指單一物質(zhì),而是指組成這種物質(zhì)的基本成分,也就是“元素”(以后具體學(xué)習(xí))。②“潔凈、混合”等字詞不能作為判斷的根本依據(jù),如冰水混合物屬于純凈物,潔凈的空氣屬于混合物。③狀態(tài)不能作為區(qū)分混合物和純凈物的標準。
二、物質(zhì)的分類——混合物、純凈物
1.請根據(jù)圖示回答下列問題:(1)現(xiàn)象:紅磷在集氣瓶內(nèi)燃燒,產(chǎn)生_________;冷卻后打開彈簧夾,燒杯內(nèi)的水______________,瓶中的水面上升約占 體積。
(2)結(jié)論:_____________________。
氧氣約占空氣體積的1/5
2.某同學(xué)利用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量,紅磷燃燒后恢復(fù)到室溫,打開彈簧夾后,發(fā)現(xiàn)進入廣口瓶的液體體積小于廣口瓶容積的?1/5.造成這一現(xiàn)象的原因可能是( )A.實驗前沒有將彈簧夾夾緊B.實驗裝置可能漏氣C.實驗中所取的紅磷過量D.冷卻到室溫才打開彈簧夾
3.用如圖所示的實驗測定空氣中氧氣的含量,下列操作會使測定結(jié)果偏大的是( ?。〢.裝置漏氣B.藥匙中放入的紅磷量不足C.點燃紅磷伸入瓶中時,沒有立即塞緊瓶塞D.紅磷燃燒結(jié)束后,沒等裝置冷卻就打開彈簧夾
7.下列物質(zhì)中屬于純凈物的是( )A.空氣中分離出來的稀有氣體B.氧化汞 C.食鹽水D.75%的醫(yī)藥酒精
8.下列各組物質(zhì)中,前者屬于純凈物、后者屬于混合物的是 ( )A.氮氣 冰水混合物B.鐵礦石 食鹽水C.五氧化二磷 潔凈的空氣 D.稀有氣體 二氧化碳
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