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[组图]主要内容：我们周围的空气
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主要内容：我们周围的空气
【知识要点】
一．空气是由什么组成的
1．空气组成的发现史：
空气是一种既看不到踪影又闻不到气味的气体，所以科学家们经过了漫长岁月的研究，终于揭开了组成“空气王国成员”的奥秘，认识到空气并不是一种单一的物质。
18世纪70年代，瑞典化学家舍勒和英国科学家普里斯特里，首先发现并制得氧气。
法国化学家拉瓦锡，在前人工作的基础上，首先通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成的。
2．“测定空气里氧气含量”的实验：
（1）实验现象：
①暗红色红磷燃烧，放出大量热，产生大量白烟，逐渐熄灭；
②打开止水夹，水从烧杯中被倒吸入集气瓶，且进入水的体积约占集气瓶中空气体积的1/5。
（注意烟、雾的区别：烟是固体小颗粒，而雾是小液滴）
（2）红磷在氧气中燃烧的文字表达式及符号：
红磷 + 氧气  五氧化二磷
P O2 P2O5
暗红色 白色
固体 固体
（3）结论：空气的主要成分是氮气和氧气，其中氮气约占4/5、氧气约占1/5。
（4）问题讨论：
①某同学按照上图所示的装置利用红磷燃烧进行测定空气中氧气含量的实验，最终发现进入集气瓶中的水的体积小于集气瓶中空气体积的1/5，试分析其中可能的原因。 若最终发现进入集气瓶的气体体积大于集气瓶中空气体积的1/5，可能原因有哪些？
答案：小于1/5的原因可能有：①装置的气密性不好； ②红磷的量不足，集气瓶中的氧气没有完全反应；③未待整个装置冷却至室温就打开止水夹。大于1/5的可能原因：在实验过程中集气瓶中的空气逸出，如：止水夹没有夹紧等。
②该实验中的红磷能否用木炭或者铁丝代替？
答案：不能，因为木炭燃烧后生成了二氧化碳气体，会占居集气瓶中被消耗的氧气的体积；铁丝在空气中不能燃烧。
③集气瓶中为什么要放入少量的水？
答案：加速装置冷却，并溶解生成的白色固体（P2O5）
④上述实验你能得出空气中另外一种主要气体氮气的性质？
答案：无色、无味、气体、难溶于水、不支持燃烧、不能燃烧等性质。
3．空气组成：按体积分数计算，氮气约占78％，氧气约占21％，二氧化碳约占0.03％，稀有气体约占0.94％，还有其它气体和杂质约占0.03％
二．概念：
纯净物：只由一种物质组成。例：O2 、CO2、P2O5
注意纯净物都有对应的化学符号。
混和物：由两种或多种物质混和而成。例：空气、食盐水、矿泉水
三．空气是一种宝贵的资源
1．氧气的用途：供给呼吸，支持燃烧，氧气易跟其他物质反应，放出热量，因此用于炼钢、焊接、切割金属，也可作火箭燃料的氧化剂等。
由于氧气是化学性质比较活泼的气体，能跟许多物质发生剧烈的氧化反应。氧气在生产生活中用途广泛：利用物质在空气中或氧气中燃烧产生大量的热，用于焊枪和割枪，进行金属的气焊和气割；在炼铁炼钢的生产中通入空气（利用氧气），提高炉温，加速冶炼过程，提高冶炼质量；用作液氧炸药和火箭中的液态氧助燃剂等。
利用氧气可供给呼吸的性质，医疗时急救病人、高空、潜水、登山等缺氧环境中供给所需的氧气。现在人们的物质、精神生活极大丰富，继歌厅、舞厅、酒吧之后，氧吧又成为后起之秀，使生活在繁忙都市的人可以坐下来，吸氧休息，放松调整。
2．氮气的性质和用途
(1)很多电灯泡里都充有氮气，因为这样可以减慢钨丝的氧化速度，使灯泡经久耐用。
(2)充氮包装：把贵重而罕有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里；有许多产品也采用充氮包装。因为蛀虫在氮气中不能生存，也就无法捣蛋了。
(3)我国近年来，把粮食用巨大的塑料帐幕笼罩起来，抽走里面的空气，充进氮气。这样可以使霉菌、蛀虫无法生存，而且可以抑制粮食的呼吸作用，使粮食能够长期安全保存。氮气虽在一般的情况下很“孤独”，不跟其它的物质反应。但在高温下能跟其它物质发生化学反应，显示出活泼性。利用氮气的这种性质可以制取氮肥、炸药等。氮气还是重要的化工原料。
(4)氮气可以作焊接金属的保护气。
豆科植物的根瘤菌具有特殊的固氮能力，它能巧妙地把空气中的氮气转化为植物能吸收的氮肥。化学家正在努力研究生物固氮的奥秘。
3．关于稀有气体的性质
一般不跟其他物质发生化学反应。这种“惰性”跟物质结构有关。在一定条件下，有些稀有气体也能跟某些物质起反应，因此，这种气体的“惰性”不是绝对的，而是相对的。
稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。由于它们很“懒”，很难与其他物质反应，生成化合物。过去把它们叫做“惰性”气体。但随着科学技术的发展，已经发现，在一定的条件下，有些“惰性”气体也能跟某些物质反应生成化合物。如氙、氪的氟化物以及二氧化氙、三氧化氙等。
稀有气体虽然“懒”，但它也有许多广泛的用途。稀有气体也可以作保护气。氖气、氪气、氙气可用于激光技术等方面。氦气在原子反应堆技术中可用作冷却剂。氙气可以作为麻醉剂。稀有气体在通电时，还会发出有色的光，因此它在电光源中有特殊的应用，在灯管里充入不同的稀有气体，就能制得五光十色的各种霓虹灯。机场的灯标，氙灯发光强度高，被誉为“人造小太阳”。
不要把氮气化学性质的相对稳定性和稀有气体化学性质的稳定性相提并论。稀有气体的化学性质比氮气或其他物质都稳定。
四、保护空气
随着现代工业的发展，若不同时开展环境保护建设，排放到空中的“杀手”——有害气体和烟尘，就会改变空气的成分，造成对空气的污染，危害人类和自然界万物的生长。因此，保护环境、防止空气受到污染，是一项千秋万代的大事。
空气是人类生命和生活不可缺少的物质。一个成年人，每天呼吸空气大约2万多次。吸入的空气量达15—20m3，为每天所需食物和饮水重量的10倍。生命一时一刻离不开空气。人在5周内不吃饭，5天内不饮水，尚能生存，而断绝空气5min就会死亡。空气也是人们维持生活所必需的，每天做饭燃料燃烧时都需要空气。
在环境科学中，对室内、车间、厂区空气的污染，称为空气污染，而对区域性空气污染，则称为大气污染。
人类从事生活和生产活动，向大气排放各种污染物，例如，煤燃烧产生的烟，石油化工厂排放的废气，汽车排气形成的烟雾等等。污染物超过了环境所能允许的极限，就会使大气的质量发生恶化，对人们的生活、健康、建筑物等直接或间接破坏或产生恶劣影响，这种现象称为大气污染。当前一些城市的大气污染日益严重，给人类造成很大的危害。因此，在发展工业的同时，一定要把大气污染的防治提到议事日程，采取措施，防止大气污染，保护环境，为人类生活提供清洁的空气。
空气的污染和防治：
1．造成空气污染的主要原因
①煤燃烧产生的烟雾
②石油化工排放的烟雾
③汽车排气形成的烟雾
2．造成污染的主要气体是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。
3．防止和减少空气污染的方法
①工业三废的回收与处理
②提高汽油、柴油质量
【例题解析】
例1.下列物质中（1） 空气 （2） 海水 （3）红磷 （4）氧气 （5）液态空气（6）液态氧气 （7）五氧化二磷 （8） 二氧化碳 （9）冰水 (10) 盐酸 （11）食盐溶液
属于混合物的是_______________________________________
属于纯净物的是_______________________________________
【分析】根据混合物和纯净物的概念，我们知道纯净物可以用专门的化学符号来表示，而混合物则不能。另外需要特别注意的是：①液态氧气是将氧气降温加压液化得到的，仍然还是氧气，只是状态不同。冰水则也是如此。所以二者都是纯净物。②盐酸：氯化氢的水溶液；食盐溶液：食盐溶于水得到。所以这两种液体都是由溶质和溶剂组成，均为混合物。
答案：属于混合物的是（1）（2）（5）（10）（11）
属于纯净物的是（3）（4）（6）（7）（8）（9）
例2．根据下列现象，说明空气中存在某种气体，请将该物质的名称及符号填在题后的空格中。
（1）长期放置在空气中的澄清石灰水的试剂瓶底部出现白色固体，说明空气中存在______
（2）白磷在空气中能够燃烧，产生白烟，说明空气中存在_______________
（3）南方在五、六月份的梅雨季节，发现床上的被子很潮，说明空气中存在____________
（4）小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有____________
【分析】二氧化碳气体能够使澄清石灰水变浑浊，生成白色沉淀，所以（1）说明空气中存在二氧化碳；白磷在空气中能够燃烧，说明空气中存在氧气；而梅雨季节发现被子很潮说明空气中存在水蒸气。小白鼠存活，也说明存在氧气
答案：（1）二氧化碳 CO2 （2）氧气 O2 （3）水蒸气 H2O （4）氧气 O2
 例3．做空气中氧气含量测定的实验装置如右图。下列有关说法正确的是
A．选用红磷是因为反应可以耗尽O2，生成固态的P2O5
B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭
C．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高
D．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O2、CO2和稀有气体
【分析】木炭与氧气反应生成二氧化碳气体，硫与氧气反应生成二氧化硫气体。生成的气体会填补消耗的氧气的体积，所以测出来不准确。只要氧气反应完全，过量的红磷不与其他的气体发生反应，所以水位不会继续上升本实验只能证明空气中含有氧气。
答案：A
例4．下图分别是地球和火星的大气组成体积分数示意图。下列说 法正确的是
A．地球和火星的大气中O2的体积分数相同
B．地球和火星的大气中都含有N2
C．地球和火星的大气中CO2的体积分数相同
D．地球和火星的大气组成完全相同
【分析】认真观察两张图式中气体的种类和所占比例的异同。比较对比后知火星的大气中没有氧气，因此选项A错误；从图中发现地球和火星的大气中都含有N2，因此选项B正确；比较对比后可知火星的大气中CO2含量最多，地球的大气中CO2含量只有0.03%，因此选项C错误；地球的大气组成有：N2、O2、Ar等；火星的大气组成有CO2、N2、Ar等，因此选项D错误。因此本题应选B。
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来源：中国哲士网
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