空气的成分与氧气的性质
空气不是一种气体,而是一桌'混合餐':氮气约占 4/5,氧气约占 1/5,还有少量稀有气体、二氧化碳等。氧气是化学性质活泼的'助燃剂',很多物质在纯氧里燃烧比在空气里剧烈得多。
空气是一桌"混合餐",按体积算:氮气约占 (78%),氧气约占 (21%),剩下是稀有气体、二氧化碳等零头。注意这几个数字都是"体积分数",不是质量分数,别记混。测定氧气含量是必考实验:用红磷在密闭瓶里燃烧,它"吃掉"氧气又只生成固体 ,瓶内气体变少、气压降低,冷却后水被压进来,进水体积约等于被消耗的氧气体积,正好约占 。为什么非用红磷?因为木炭、硫燃烧会生成气体,把压强补回来,水就进不去。再说氧气脾气"活泼",是助燃剂:同一种物质在纯氧里烧得比在空气里剧烈得多——铁丝在空气中只发红,在纯氧里却火星四射。记住:氧气本身不能燃烧,它只帮别人烧。
🧩 典型例题3 道
已知空气中氧气约占总体积的 ,氮气约占 。实验室量取了 空气,其中氧气和氮气的体积各约为多少?
题目给的是体积分数,用空气总体积分别乘以各自的分数即可。
① 氧气:
② 氮气:
③ 检验:,与总体积相符
这里的 指体积分数,不能拿去算质量,别把"体积占比"当成"质量占比"。
用红磷测定空气中氧气含量:集气瓶内空气体积为 ,点燃红磷、冷却后打开弹簧夹,水沿导管进入瓶中 。求空气中氧气的体积分数。
红磷消耗氧气生成固体 ,瓶内气压减小,进入的水体积约等于被消耗的氧气体积。
① 反应:
② 消耗氧气体积 进水体积
③ 氧气体积分数
必须用红磷(产物是固体、不补充气体),且装置不能漏气,否则测得结果会偏小。
把一根光亮的铁丝分别放进空气和盛有氧气的集气瓶中点燃,发现它在空气里只发红、不燃烧,在纯氧中却剧烈燃烧、火星四射。请写出燃烧的化学方程式,并解释两种情况现象不同的原因。
先写铁在氧气中燃烧的方程式,再从"氧气浓度"角度解释剧烈程度的差别。
① 化学方程式:
② 现象:剧烈燃烧、火星四射,放出大量热,生成黑色固体
③ 原因:纯氧中氧气浓度远大于空气(空气里氧气只约占 ),反应更剧烈
做该实验时瓶底要放少量水或细沙,防止高温熔融物溅落使集气瓶炸裂。
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钱塘江边烧烤时用扇子扇炭火,越扇越旺——扇进去的是更多空气(氧气),给燃烧'加油'。而灭火时盖上盖子,正是切断氧气这条命脉。
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