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第二章 空氣與水資源 第一節(jié) 空氣的組成 導(dǎo)學案
一、自主預(yù)科填空
空氣中體積分數(shù)約為 78%的氣體是________，約為 21%的氣體是________。
最早得出空氣是由氮氣和氧氣組成這一結(jié)論的科學家是________。
二、知識清單
空氣的成分
各成分的體積分數(shù)：氮氣約________，氧氣約________，稀有氣體約________，二氧化碳約________，其他氣體和雜質(zhì)約________。
空氣中各成分的性質(zhì)和用途：
氮氣：化學性質(zhì)________，常用作________。
氧氣：具有________性，能________。
稀有氣體：一般________，常用于________。
二氧化碳：________，可用于________。
空氣中氧氣含量的測定
實驗原理：利用物質(zhì)在空氣中燃燒消耗________，使密閉容器內(nèi)壓強________，從而測定氧氣的含量。
實驗藥品：通常選用________，不能用________。
實驗裝置：________。
實驗現(xiàn)象：________。
實驗結(jié)論：________。
三、要點講解
空氣的成分
各成分的體積分數(shù)：需要牢記氮氣約占 78%，氧氣約占 21%，稀有氣體約占 0.94%，二氧化碳約占 0.03%，其他氣體和雜質(zhì)約占 0.03%。這是一個重要的基礎(chǔ)知識點，常以選擇題或填空題的形式考查。
空氣中各成分的性質(zhì)和用途：
氮氣：氮氣的化學性質(zhì)不活潑，常用作保護氣，如用于食品包裝中防止食品變質(zhì)；也用于化工生產(chǎn)中合成氨等。
氧氣：氧氣具有助燃性和氧化性，能支持燃燒和供給呼吸，如用于醫(yī)療急救、煉鋼等。
稀有氣體：稀有氣體一般化學性質(zhì)很不活潑，常用于制作霓虹燈、作保護氣等。
二氧化碳：二氧化碳不燃燒也不支持燃燒，密度比空氣大，可用于滅火；二氧化碳是植物光合作用的原料，可作氣體肥料。
常考易錯點：對各成分的用途記憶不準確；混淆氮氣和稀有氣體的化學性質(zhì)。
空氣中氧氣含量的測定
實驗原理：利用紅磷等物質(zhì)在空氣中燃燒消耗氧氣，生成固體物質(zhì)，使密閉容器內(nèi)壓強減小，在大氣壓的作用下，水被壓入容器，進入容器內(nèi)水的體積就是消耗氧氣的體積。
實驗藥品：通常選用紅磷，因為紅磷燃燒生成的五氧化二磷是固體，能使實驗結(jié)果更準確。不能用木炭、硫等，因為木炭、硫燃燒生成的是氣體，會彌補消耗氧氣的體積，導(dǎo)致實驗結(jié)果不準確。
實驗裝置：一般由集氣瓶、燃燒匙、止水夾、導(dǎo)管、燒杯等組成。
實驗現(xiàn)象：紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙；冷卻后打開止水夾，水沿導(dǎo)管進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的 1/5 。
實驗結(jié)論：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的 1/5 。
常考易錯點：實驗裝置氣密性不好，導(dǎo)致實驗結(jié)果偏小；紅磷量不足，氧氣未完全消耗，實驗結(jié)果偏小；未冷卻至室溫就打開止水夾，實驗結(jié)果偏小。
四、例題賞析
空氣中含量較多且化學性質(zhì)不活潑的氣體是（ ）
A. 氧氣 B. 氮氣 C. 二氧化碳 D. 稀有氣體
答案：B
解析：氮氣在空氣中含量較多，約占 78%，且化學性質(zhì)不活潑，B 選項正確；氧氣含量約占 21%，化學性質(zhì)比較活潑，A 選項錯誤；二氧化碳含量約占 0.03%，C 選項錯誤；稀有氣體含量約占 0.94%，D 選項錯誤。
在用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗中，下列操作會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏小的是（ ）
A. 實驗前沒有檢查裝置的氣密性
B. 紅磷燃燒時，沒有夾緊止水夾
C. 紅磷的量不足
D. 燃燒匙伸入集氣瓶的速度太慢
答案：C
解析：實驗前沒有檢查裝置的氣密性，如果裝置漏氣，會使外界空氣進入集氣瓶，導(dǎo)致實驗結(jié)果偏小，A 選項正確；紅磷燃燒時，沒有夾緊止水夾，集氣瓶內(nèi)氣體受熱膨脹逸出，會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏大，B 選項錯誤；紅磷的量不足，氧氣不能完全被消耗，會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏小，C 選項正確；燃燒匙伸入集氣瓶的速度太慢，會使集氣瓶內(nèi)氣體受熱膨脹逸出，導(dǎo)致實驗結(jié)果偏大，D 選項錯誤。
五、考點集訓
空氣的成分中，體積分數(shù)最大的是（ ）
A. 氧氣 B. 氮氣 C. 稀有氣體 D. 二氧化碳
下列物質(zhì)的用途，主要利用其化學性質(zhì)的是（ ）
A. 氮氣用作保護氣 B. 稀有氣體用于霓虹燈
C. 氦氣用于填充氣球 D. 干冰用于人工降雨
下列關(guān)于空氣中氧氣含量測定實驗的說法中，錯誤的是（ ）
A. 實驗前要檢查裝置的氣密性
B. 紅磷足量是實驗成功的關(guān)鍵之一
C. 紅磷燃燒結(jié)束后，立即打開止水夾
D. 最終進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的 1/5

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