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走进《我们周围的空气》 湖北省鄂州市教研室 杨国安 恭喜你，你和你的同学被选为化学科考队的成员。你们的任务是要学习和研究《我们周围的空气》。你们将对“空气的成分”、“空气中氧气含量的测定”、“保护空气”、“氧气的性质”和“实验室制取氧气”等课题进行探究。你们可要努力哟！ 空气的成分 科学探究的第一站是“空气的成分”。要求你们了解空气的成分。 空气是由多种成分组成的“大家族”，我们每时每刻都生活在空气的“海洋”里。 空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0．94%、二氧化碳0．03%、其他气体和杂质0．03%。 需要注意的是，这是按体积计算出来的，不是按质量计算出来的。 了解了空气的成分后，你们就可以开始下面的探究之旅了。 例1 汽车安全气囊内的物质能在碰撞后数秒内迅速反应，生成一种空气中含量最多的气体，该气体是（ ） Ａ．氧气 Ｂ．二氧化碳 Ｃ．氮气 Ｄ．稀有气体 答案 Ｃ 空气中氧气含量的测定 科学探究的第二站是“空气中氧气含量的测定”。要求你们能解释“探究空气成分”实验的原理和现象，初步了解科学探究的一般过程。  测定原理是：红磷在密闭容器中与氧气反应生成五氧化二磷固体，使容器内压强减小，由于外界大气压强大于容器中气体的压强，水就会被“压”进容器里。通过测定进入容器里水的体积来测定氧气在空气中的体积分数。测定装置如右图所示。 要确保实验成功，你还需注意： ⑴红磷要过量，过量的目的是让容器中的氧气完全被消耗。 ⑵装置的气密性要良好。 ⑶待装置冷却到测定前的温度后再读取数据。 上面的内容你已了然于胸了，例2等待着你去探究。  例2 如图是测定空气中氧气含量的实验装置，请回答下列问题：⑴盛放在燃烧匙中的红磷燃烧时的现象是 。 ⑵在实验中，钟罩内水面所起的变化是 。 ⑶从实验可得出的结论是 ，还可推论出氮气 （填“易”或“难”）溶于水，且其化学性质 （填“活泼”或“不活泼”）。 答案 ⑴发出黄光，产生大量的白烟，放出热量 ⑵水面上升到钟罩内容积的1/5处 ⑶氧气约占空气体积的1/5 难 不活泼 保护空气 科学探究的第三站是保护空气。要求你们增强防治大气污染的环保意识。 人类需要洁净的空气。可工厂烟囱排放出的烟尘，汽车、火车、轮船、飞机喷发出的有害气体，居民炉灶排放出的油烟等，人为地造成了空气污染，严重影响了空气的质量。 空气中的主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳以及可吸入颗粒等。对空气质量影响较大的污染物主要来源于化石燃料（煤、石油、天然气）的燃烧和工业排放的废气。 下表列出了几种空气污染物的主要来源：
如何防治大气污染呢？防治大气污染的方法主要是减少排放。 如减少化石燃料的使用；使用清洁能源；研究和使用化石燃料的脱硫技术；改进燃烧装置提高燃烧效率和降低有害气体的排放量；将机动车辆安装尾气净化装置；植树造林，绿化环境等。 了解了空气的污染及其防治后，下面的问题你能解决吗？  例3 随着工业和交通运输业的迅速发展，有害气体和烟尘的排放，对空气造成了严重的污染，控制大气污染的主要途径是减少排放。⑴曾经有过一段时间，许多工厂试图通过建造很高的烟囱来解决排放问题，然而这种做法并没有达到目的，原因是_______________________。如今，通过在烟囱中安装过滤装置，可以有效地控制________的排放；安装烟囱净化洗涤装置，可以除去废气中部分有害气体，根据该装置的净化原理分析，被除去的有害气体所具有的共同性质是______________________。 ⑵按规定汽车应安装尾气处理装置。如在排气管上安装催化转化装置，使尾气中的一氧化碳与一氧化氮在催化剂的作用下，转化为二氧化碳和氮气。该反应的文字表达式为____________________________。 ⑶在控制大气污染方面，你认为还有哪些措施或途径，请写出其中的一种：____________________________。 答案 ⑴污染物的总量并没有减少 烟尘 能溶于水或与水反应 ⑵一氧化碳+一氧化氮  二氧化碳+氮气 ⑶开发清洁能源（如太阳能、风能等）或提高燃料的利用率或对煤等燃料进行处理或植树造林等氧气的性质 科学探究的第四站是氧气的性质。要求你们认识氧气的主要性质。 提到氧气，人们首先想到的是地球上的生物体的呼吸离不开氧气，除此之外，氧气还有哪些重要的性质需要你们认识呢？ 氧气是无色、无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水。这是氧气的物理性质。 氧气的化学性质比较活泼，具有氧化性，是一种常用的氧化剂。 下表是氧气与木炭、硫、红磷、细铁丝反应的具体情况。
相信这些内容你们都掌握了，来解决下列问题吧。 例4 甲、乙、丙是三个实验的示意图，根据图中所发生的化学反应现象及化学反应原  理，进行总结归纳并回答下列问题：⑴所发生的三个反应有多个共同的特点，分别是：①__________；②________；③_______；④_________。（只答四点即可） ⑵甲实验进行时，燃烧匙中硫的状态是_______________。 ⑶任选上述三个实验中的一个，写出反应的文字表达式：________________。 答案 ⑴①都是化合反应；②都是氧化反应；③反应条件都是“点燃”；④都放出热量等等 ⑵液态 ⑶硫+氧气  二氧化硫；或：磷+氧气五氧化二磷；或：铝+氧气氧化铝实验室制取氧气 科学探究的最后一站是实验室制取氧气。要求你们了解制取氧气的主要方法和原理，初步掌握制取氧气的实验技能。 实验室制取氧气的原理是分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或高锰酸钾的方法制氧气。  用高锰酸钾制氧气的装置如右图所示。一般用排水法收集氧气，因为氧气不易溶于水。 实验室用高锰酸钾制取氧气时，要注意以下几点： ⑴试管口要稍向下倾斜，防止加热时药品里的水分变成水蒸气，到管口冷凝成水珠倒流到试管底部，使试管炸裂。 ⑵高锰酸钾要平铺在试管底部，这样可增大反应物的受热面积，加快反应速率。 ⑶试管口应塞一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。 ⑷伸进试管内的导管不宜过长。伸进试管内的导管越长，气体就越难排出。 ⑸加热时，先把试管均匀预热，然后在有药品的地方，稍前部位渐往稍后部位加热，使高锰酸钾有控制的分解，氧气平稳地放出。 ⑹开始加热时排出的是空气，当气泡连续地且比较均匀地放出时，才是氧气，此时才能收集。 ⑺实验完毕后，先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水被倒吸至灼热的试管里，使试管炸裂。 想必以上内容你已很熟悉了，例5将为你本次探究之旅画上圆满的句号。 例5  下图是某同学设计的实验室用加热高锰酸钾制取氧气的装置图。请回答下列问题。⑴指出标号仪器的名称：a ；b ；c ；d 。 ⑵简要指出图中的错误并加以改正。 ⑶实验完毕后，应先移去酒精灯还是先把导管从水中拿出来，为什么？ 答案 ⑴a—酒精灯；b－试管；c－集气瓶； d－水槽 ⑵①试管口向上倾斜；试管口略向下倾斜。②伸进试管内的导管过长；伸进试管内的导管稍露出胶塞。③试管口处没有放一团棉花；在试管口处放一团棉花 ⑶先把导管从水中拿出，然后熄灭酒精灯。如先熄灭酒精灯，试管内的温度降低，气压下降，水槽中的水就会被倒吸到热的试管中，使试管炸裂 在你们解决了这个问题以后，你们的快乐探究之旅也就要告一段落了。欢迎你们继续探究《滴定·化学》中的其他文章，通过研读这些文章，你们一定会取得丰硕成果的！ (责任编辑：admin) |
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