5空氣的成分和空氣污染與保護(hù)

1、空氣的成分和空氣污染與保護(hù)一、一周內(nèi)容概述本周學(xué)習(xí)了空氣的成分和空氣污染與保護(hù)，重點(diǎn)學(xué)習(xí)了：空氣的成分、空氣中氧氣含量的測(cè)定、氮?dú)夂拖∮袣怏w的性質(zhì)和用途和空氣污染與保護(hù)等有關(guān)知識(shí)。二、重難點(diǎn)知識(shí)剖析（一）空氣的成分空氣成分示意圖（體積分?jǐn)?shù)）按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算，大約是：氮?dú)庹?78%，氧氣占21%，稀有氣體占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他氣體和雜質(zhì)占0.03%。拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出了空氣由氮?dú)夂脱鯕饨M成的結(jié)論，其中氧氣約占空氣總體積的 1/5?？諝庵醒鯕夂康臏y(cè)定（1）測(cè)定原理：利用燃燒法測(cè)定空氣中氧氣的含量的原理是：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(qiáng)減小，在大氣壓的作用

2、下，進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。（2）實(shí)驗(yàn)裝置：如圖所示。儀器：集氣瓶、燃燒匙、導(dǎo)氣管、燒杯、彈簧夾。藥品：紅磷、水。（3）實(shí)驗(yàn)步驟先在集氣瓶上做上記號(hào)，容積五等分。連接裝置。用彈簧夾夾緊橡膠管。檢查裝置的氣密性。點(diǎn)燃紅磷，伸入集氣瓶?jī)?nèi)。燃燒結(jié)束冷卻后，打開彈簧夾。說明：導(dǎo)管內(nèi)事先應(yīng)注滿水，否則測(cè)量結(jié)果偏低。氣體的壓強(qiáng)與溫度有關(guān)。（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅磷在集氣瓶?jī)?nèi)燃燒，產(chǎn)生黃白色火焰，放出熱量，生成大量白煙(五氧化二磷小顆粒)，冷卻后，打開彈簧夾，水經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入水的體積約占集氣瓶?jī)?nèi)空氣總體積的。反應(yīng)的文字表達(dá)式：（5）實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵：紅磷要過量，裝置必須密封，導(dǎo)管內(nèi)先注滿水，

3、冷卻到室溫后，打開彈簧夾。（6）實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論：紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，消耗了集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣，冷卻后，大氣壓把燒杯內(nèi)的水壓進(jìn)集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)的水的體積等于集氣瓶?jī)?nèi)消耗的氧氣的體積，由此證明：空氣中氧氣約占空氣總體積的1/5。 （7）討論與思考為什么紅磷必須過量，紅磷熄滅后，瓶?jī)?nèi)還有沒有殘余的空氣？如果紅磷的量不足，測(cè)得空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏大還是偏小？紅磷過量，燃燒時(shí)才能比較完全地消耗瓶?jī)?nèi)空氣中的氧氣，但不能完全消耗，原因是氧氣含量低時(shí)，紅磷在這樣的實(shí)驗(yàn)條件下不能繼續(xù)燃燒，所以紅磷熄滅后，瓶?jī)?nèi)仍有少量殘余的氧氣。如果紅磷的量不足，則不能將集氣瓶?jī)?nèi)空氣中的氧氣完全反應(yīng)掉，導(dǎo)致測(cè)得空氣中氧

4、氣的體積分?jǐn)?shù)偏小。如果裝置的氣密性不好，測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏大還是偏?。垦b置的氣密性不好，當(dāng)集氣瓶?jī)?nèi)氧氣耗盡時(shí)，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小說，瓶外空氣會(huì)進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)，導(dǎo)致進(jìn)入水的體積減小，測(cè)得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小。導(dǎo)管事先未注滿水，會(huì)引起測(cè)量結(jié)果如何改變？導(dǎo)管未注滿水，燃燒冷卻后，進(jìn)入的水有一部分存在導(dǎo)管中，所以集氣瓶?jī)?nèi)水的體積減少，故氧氣的體積減小，測(cè)量結(jié)果偏低。裝置未冷卻就打開彈簧夾，測(cè)量結(jié)果偏高還是偏低？實(shí)驗(yàn)要求：只有冷卻到室溫時(shí)，才能打開彈簧夾，這是因?yàn)闇囟容^高氣體壓強(qiáng)較大，進(jìn)入瓶?jī)?nèi)水的體積減少，引起測(cè)量結(jié)果偏低。能否用硫、木炭、鐵絲等物質(zhì)代替紅磷？一般不用。因?yàn)榱蚧蚰咎咳紵笊傻氖嵌趸蚧蚨?/p>

5、化碳(均為氣體)，而生成的氣體的體積會(huì)彌補(bǔ)反應(yīng)所消耗的氧氣的體積，導(dǎo)致測(cè)得結(jié)果誤差加大；而鐵絲在空氣中難以燃燒，瓶?jī)?nèi)空氣的體積幾乎不會(huì)變化，因而集氣瓶?jī)?nèi)水面幾乎不上升。由以上分析可知，做此實(shí)驗(yàn)選擇可燃物時(shí)的兩個(gè)條件：一是該物質(zhì)在空氣中就能燃燒；二是該物質(zhì)燃燒后生成的物質(zhì)為固體。（二）氮?dú)獾獨(dú)馐且环N無色、無味的氣體，它的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很低。氮?dú)馐侵葡跛岷突实闹匾?；氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，是一種常用的保護(hù)氣，如焊接金屬時(shí)用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，燈泡中充入氮?dú)庖匝娱L使用壽命，食品包裝時(shí)充氮?dú)庖苑栏?；醫(yī)療上在液氮冷凍麻醉?xiàng)l件下做手術(shù)；超導(dǎo)材料在液氮的低溫環(huán)境下顯示超導(dǎo)性能。氮?dú)獾挠猛荆ㄈ┫∮袣怏w稀有氣體

6、是氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣這幾種氣體的總稱，它們都是無色、無味的氣體，性質(zhì)很不活潑，曾叫做惰性氣體。由于稀有氣體的性質(zhì)很不活潑，常用作保護(hù)氣，如焊接金屬時(shí)用稀有氣體來隔絕空氣，燈泡中充入稀有氣體以使燈泡耐用。由于稀有氣體在通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光，可制成多種用途的電光源，如航標(biāo)燈、強(qiáng)照明燈、閃光燈、霓虹燈等，還可用于激光技術(shù)等。（四）保護(hù)空氣空氣是一種寶貴的自然資源，潔凈的空氣對(duì)于人類和其他動(dòng)植物都是非常重要的，被污染的空氣會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體健康，影響作物生長，破壞生態(tài)平衡，如全球氣候變暖、臭氧層被破壞和形成酸雨等。湛藍(lán)的天空不見了1、空氣污染物及污染源（1）二氧化硫：燃燒煤燃料、爆竹、硫酸廠

7、排放的尾氣等。（2）氮氧化物：工業(yè)窯爐和機(jī)動(dòng)車、火車、輪船等排放廢氣等。（3）一氧化碳：化石燃料的不完全燃燒、森林火災(zāi)等。（4）可吸入顆粒：地面揚(yáng)塵、沙塵暴、建筑施工、燃煤排放粉塵等。2、空氣污染的防治措施（1）積極尋找新能源。（如氫能、太陽能、核能等）（2）研究化石燃料的脫硫方法。（3）減少廢氣排放或處理后再排放。（4）發(fā)展科技，使燃燒更充分。（5）植樹造林，加大綠化面積。（6）將道路進(jìn)行硬化，減少自然塵埃。（7）給汽車安裝尾氣處理裝置。3、環(huán)境污染（1）溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球溫度升高，產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w有二氧化碳、甲烷等。（2）酸雨導(dǎo)致土壤、河流的酸性增強(qiáng)，產(chǎn)生酸雨的主要?dú)怏w有二氧化硫、二氧

8、化氮等。（3）臭氧層被破壞導(dǎo)致紫外線輻射增強(qiáng)，使人易患皮膚癌，破壞臭氧層的主要物質(zhì)有氟利昂、CCl4等。（4）焚燒垃圾會(huì)產(chǎn)生許多有害氣體，污染空氣。（5）白色污染主要指白色塑料袋、方便飯盒的隨意丟棄。4、空氣污染指數(shù)我國的空氣質(zhì)量采用了空氣污染指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了便于公眾了解城市空氣質(zhì)量狀況，促進(jìn)公眾對(duì)環(huán)境保護(hù)的參與，推進(jìn)大氣污染防治工作的進(jìn)展，中國環(huán)境檢測(cè)總站以總懸浮顆粒物、氮氧化物和二氧化硫三種污染物為基準(zhǔn)，制定了相應(yīng)于這些污染物的空氣污染指數(shù)的計(jì)算方法?？諝馕廴局笖?shù)的值越大，表示空氣污染越嚴(yán)重?？諝馕廴局笖?shù)是根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)污染物對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響，來確定污染指數(shù)的分級(jí)及

9、相應(yīng)的污染物濃度值。我國目前采用的空氣污染指數(shù)(API)分為五個(gè)等級(jí)：空氣污染指數(shù)一覽表空氣污染指數(shù)API空氣質(zhì)量級(jí)別空氣質(zhì)量狀況對(duì)健康的影響050I優(yōu)可正?；顒?dòng)51100良1011501輕微污染長期接觸后，易感人群會(huì)出現(xiàn)癥狀1512002輕度污染長期接觸后，健康人群會(huì)出現(xiàn)癥狀2012501中度污染一定時(shí)間接觸后，健康人群會(huì)出現(xiàn)癥狀2513002中度重污染一定時(shí)間接觸后，心臟病和肺病患者癥狀會(huì)顯著加劇>300V重污染一般人群應(yīng)避免戶外活動(dòng)5、空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的主要內(nèi)容空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)(或周報(bào))的主要內(nèi)容包括：“空氣污染指數(shù)”、“首要污染物”、“空氣質(zhì)量級(jí)別”、“空氣質(zhì)量狀況”等。 在線測(cè)試窗體頂

10、端一、選擇題1、2003年3月30日上午8時(shí)31分，廈門國際馬拉松賽正式開始，發(fā)令槍響后產(chǎn)生一縷白煙，你認(rèn)為白煙的主要成分是（ ）ACO2 BP2O5CSO2 DFe3O42、采用燃燒的方法除去密閉容器中空氣里的氧氣，以測(cè)定空氣中氧氣的含量，選用下列哪種物質(zhì)最為適宜（ ）A紅磷 B硫磺C木炭 D鐵絲3、含有硫的煤在火爐中不完全燃燒時(shí)，排放出的下列氣體組合中都屬于大氣污染氣體的是（ ）ASO2、CO2 BCO2、CO、SO2CCO、CO2 DCO、SO24、下列物質(zhì)排放到空氣中，不會(huì)造成空氣污染的是（ ）A汽車排放的尾氣 B焚燒垃圾產(chǎn)生的氣體C化工廠排放的廢氣 D動(dòng)植物呼吸排出的氣體5、人類生存

11、需要清新的空氣，下列情況不會(huì)造成空氣污染的是（ ）A煤炭燃燒 B燃放煙花C光合作用 D汽車尾氣6、以下對(duì)空氣的說法中正確的是（ ）A空氣是一種單質(zhì) B空氣是一種化合物C空氣是幾種元素組成的混合物 D潔凈的空氣也是混合物7、空氣的成分是：氧氣；氮?dú)猓幌∮袣怏w；二氧化碳及其他氣體和雜質(zhì)，按體積分?jǐn)?shù)由大到小的順序排列正確的是（ ）A BC D8、在人類歷史上，較早用實(shí)驗(yàn)證明空氣是由氮?dú)夂脱鯕饨M成的科學(xué)家是（ ）A舍勒 B普利斯特里C拉瓦錫 D道爾頓9、在擦玻璃時(shí)，人們時(shí)常向玻璃上“哈氣”，再擦?xí)蓛?，這說明與空氣相比人體呼出的氣體中含有較多的（ ）ACO2 BN2CH2O DO210、在進(jìn)行“空氣

12、中的氧氣會(huì)減少耗盡嗎”辯論中，某小組為正方（空氣中的氧氣會(huì)減少耗盡）。下列論點(diǎn)不應(yīng)成為正方論據(jù)的是（ ）A汽車越來越多，消耗的氧氣越來越多B有證據(jù)表明，在遠(yuǎn)古時(shí)代的原始空氣中氧氣含量高達(dá)30%C限制二氧化碳的排放是目前各國政府的重要環(huán)境政策D地球人口的增多，其呼吸和使用的燃料越來越多 窗體底端B卷二、綜合題11、拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的；而在我們的實(shí)驗(yàn)中，為什么氣體減少的體積小于？答案12、下圖是測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問題：燃燒結(jié)束后，鐘罩內(nèi)剩余的氣體主要是氮?dú)?，?qǐng)結(jié)合本實(shí)驗(yàn)推測(cè)氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。 答案13、空氣中氧氣、氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)分別為2

13、1%和73%，它們?cè)诳諝庵械馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是多少？(已知空氣密度為1.293g/L，氧氣密度為1.429g/L，氮?dú)饷芏葹?.250g/L)答案第1題答案錯(cuò)誤!正確答案為 B第2題答案錯(cuò)誤!正確答案為 A第3題答案錯(cuò)誤!正確答案為 D第4題答案錯(cuò)誤!正確答案為 D第5題答案錯(cuò)誤!正確答案為 C第6題答案錯(cuò)誤!正確答案為 D第7題答案錯(cuò)誤!正確答案為 B第8題答案錯(cuò)誤!正確答案為 C第9題答案錯(cuò)誤!正確答案為 C第10題答案錯(cuò)誤!正確答案為 C 提示：3、煤的主要成分是碳，另外還含有少量硫等雜質(zhì)。煤不完全燃燒，除產(chǎn)生CO2、SO2等氣體外，還產(chǎn)生一定量的CO。SO2、CO是有毒氣體，排放到空氣中會(huì)

14、污染大氣。若選B，則是錯(cuò)解題意，CO2過量排放雖對(duì)空氣質(zhì)量有影響，但它不是空氣污染物。4、污染空氣的主要是有害氣體（CO、NO2、SO2等）和可吸入顆粒，產(chǎn)生原因是汽車尾氣、工廠廢氣的排放及含硫煤、垃圾等物質(zhì)的燃燒。而動(dòng)植物呼吸排出的氣體可參與大氣循環(huán)，并不污染空氣。5、造成空氣污染的有害物質(zhì)可分為：粉塵類、有害氣體類。有害氣體主要指二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。煤、煙花中都含有硫等物質(zhì)，燃燒后產(chǎn)生煙塵和二氧化硫等有害氣體；汽車尾氣中含有一氧化碳、二氧化氮等有害氣體，都會(huì)造成空氣污染；植物的光合作用放出的氣體為氧氣，故選C。10、將空氣中的氧氣是否會(huì)減少耗盡以辯論的形式命題，新穎、獨(dú)特，重在

15、培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維及探究問題的能力。題目所給的A、B、D論點(diǎn)都與空氣氧氣的減少有關(guān)，故應(yīng)屬正方論據(jù)。解題時(shí)可用排除法將正方論點(diǎn)確定，剩下的為反方論點(diǎn)。11 答案：可歸納為以下幾種可能的原因：瓶?jī)?nèi)仍有殘余的氧氣，裝置漏氣，紅磷量不足沒有將氧氣耗盡，裝置未冷卻就打開彈簧夾，導(dǎo)管未先注滿水。 12 答案：物理性質(zhì)：無色、不易溶于水；化學(xué)性質(zhì)：氮?dú)獠慌c紅磷反應(yīng)。14 解析：設(shè)空氣的體積為100L，則空氣中氧氣的體積為100×21%=21L所以100升空氣中氮?dú)獾捏w積為100L×78%=78L氧氣在空氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為氮?dú)庠诳諝庵械馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為點(diǎn)撥：通過此題的研究，可以加深學(xué)生對(duì)體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的理解，避免此概念