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第二单元我们周围的空气
第一节空气
拉瓦锡测定空气成分的实验
二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。实验中涉及的化学方程式有：2Hg+O22HgO和2HgO2Hg+O2↑。
测定空气中氧气含量的实验
【实验原理】4P+5O22P2O5
【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。
【实验步骤】
①连接装置，并检查装置的气密性。
②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。
③待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。
【实验现象】①红磷燃烧，产生大量白烟；②放热；③冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。
【实验结论】①红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；②空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
【注意事项】
红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。
装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。
导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小。
冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。
如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。
在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。
不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。
如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。
不要用镁代替红磷！原因：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。
空气的成分
气体
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
混合物和纯净物
混合物
纯净物
定义
两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。
只由一种物质组成的物质叫纯净物。
特点
组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。
纯净物可以用化学式来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的。
常见实例
空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等
能用化学式表示的所有物质
冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物
空气是一种宝贵的资源
氮气
【物理性质】无色无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。
【化学性质】化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。
【用途】①制硝酸和化肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）；
②用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐）；
③医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；
④超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。
稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙的总称）
【物理性质】没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。
【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。
【用途】①用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用）；
②用作光源（如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等）；
③用于激光技术；④氦气可作冷却剂；⑤氙气可作麻醉剂。
空气污染和防治
空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。
计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。
空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。
防治空气污染：加强大气质量监测；改善环境状况；减少使用化石燃料；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。
绿色化学
绿色化学又称环境友好化学，其核心是利用化学原理从源头上消除污染。
绿色化学的主要特点是：
①充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；
②在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；
③提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；
④生产有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
第二节氧气
氧气的性质
【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。
【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。
氧气的检验方法：把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明是氧气。
氧气与常见物质发生的反应
物质
反应现象
化学方程式（表达式）
磷
产生大量白烟、放热
4P+5O22P
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