課程名稱:空氣 課程名稱:空氣
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
空氣是混合物
燒杯
水
燒杯剛蓋上時 剛點燃的蠟燭
空氣是混合物 驗證一
空氣是混合物:
( 1 )驗證實驗一:蠟燭置於水盆,再蓋上燒杯 燒杯蓋上之後,蠟燭燭火立即 。 燒杯內的水液面 。
表示助燃氣體佔 。故空氣是 。 熄滅
上升約 1/5 體
積 1/5 體積 混合物
原理解析:
瓶中的 氧 氣,因蠟燭燃燒耗盡,使內部氣體壓力比外界 小 。 水只上升少許,表示瓶內仍有其他氣體存在。
(媒體:
1
, 50” )空氣是混合物 驗證二
空氣是混合物:
( 2 )驗證實驗二:鋼絲絨置於試管中,置於水中
管中置鋼絲絨( ),上塞妥塞子,下端放入一中。
一段時間之後鋼絲絨 ,管內水面 。
表示助燃氣體佔 。故空氣是 。 鐵
生銹 上升 1/5 體積 混合物
1/5 體積
原理解析:
試管中的 氧 氣,因鋼絲絨生鏽耗盡,使內部氣體壓力比外界 小 。 水只上升少許,表示試管內仍有其他氣體存在。
空氣是混合物 驗證三
空氣是混合物:
( 3 )驗證實驗三:空氣的液化
在 、 下,將空氣液化成液體
將液化空氣增溫,發現 氣比 氣先沸騰汽化。
空氣是 。
氮氣的沸點 氧氣的沸點 氮
混合物
氧
< 低溫 高壓
液態氮
http://www.popsci.com/diy/article/2008-08/liquid-nitrogen-live
氧沸點 - 183℃
氮沸點 - 196℃
<- 196℃
(∵沸點低者先沸騰)
(媒體:
1
, 2’16” )
空氣的組成比例
氮氣 78.1 %
氧氣 20.9%
氬氣 0.9
%
其他 0.1 %
氣體種類 空氣中含量 % vol 呼出氣體含量 % vol
氮氣 氧氣 氬
二氧化碳 水蒸氣
4 : 1
78.1 % 20.9 % 0.9 %
< 0.1 % 變動氣體
< 0.1 % 變動氣體
< 0.1
4 %% 變動氣體 74 %
16 %
6 % 變動氣體
V V N 5
: 4
2V V O 5
: 1
2其 他
空氣成分的性質
空氣成分的性質
氣體 化學式 性 質 簡 述
空氣中含量第一位的氣體( 78.1 % V/V )
無色無味、不可燃不助燃、難溶於水 可充入食品中,延長保存期限
液態氮是常使用的 劑。
(- 196 ℃ )
空氣中含量的第二位氣體( 20.9 % V/V )
無色無味、難溶於水,性質活潑
有 性,本身不會燃燒,沒有焰色 生物的呼吸所需
檢驗法:
的火柴接近某氣體,若火柴復 燃,此氣體就是氧氣
N 2
O 2 助燃
留有餘燼
氮氣
冷凍氧氣
空氣成分的性質
氣體 化學式 性 質 簡 述
無色無味、密度比空氣大(比空氣重)
微溶於水,溶於水形成 ,為酸性 不助燃、不可燃、比空氣重,常用來滅火 固態的二氧化碳,稱 ,有昇華現 象
其含量隨地點會不同 檢驗法:
某氣體若通入 ,若會呈 現 ,此氣體就是二氧化碳
CO
2碳酸
澄清石灰水 乾冰
白色混濁
二氧化碳
N 2
N 2 CO 2
空氣成分的性質
氣體 化學式 性 質 簡 述
『稀有氣體』(惰性、高貴氣體、鈍氣)
密度僅次於氫氣,替代 氣,充入氣 球或飛船中
『稀有氣體』(惰性、高貴氣體、鈍氣)
可充入霓虹燈中,發出 光
『稀有氣體』(惰性、高貴氣體、鈍氣)
焊接金屬時,使用氬氣防止金屬
。
空氣中含量的第 位氣體
( 0.9 % V/V )
He
e N
Ar
氫
氧化 紅
三
(媒體:
1
, 1’ ;2
, 16” ;3
, 2’45” )氦 氖
氬
He
Ne
Ar
Ar
氣體製備及收集
氣體製備及收集: 實驗設計
( 1 )實驗設計:
選擇適當之『化學反應』:實施某反應以產生氣體 氧:用雙氧水( 水溶液)
二氧化碳:用 與 。
選擇適當之『集氣法』:依氣體性質決定收集法 此氣體是否難溶於水(比較: )
此氣體比空氣重還是輕(比較: 或 )
排水集氣法
可得純度高氣體
向上集氣法
向下集氣法 溶解度
密度 分子量 過氧化氫
大理石 稀鹽酸
集氣法流程圖
氣體性質氣體性質
對水溶解度 易溶於水 難溶於水
排水集氣法 排水集氣法 比空氣輕重
向上集氣法
向上集氣法 向下集氣法向下集氣法
比空氣重 比空氣輕
( 2 )集氣法流程圖: 先考量對水 。 再考慮比空氣 。溶解度 輕重
2 2
2 2
CO O
H N
二氧化碳 氧
氫 氮
Cl
2HCl 氯氣 氯化氫
NH
3氨氣
8 .
28 M
分子量
8 .
28 M
分子量
氧氣與二氧化碳的製備
位 置 製備 氧氣 製備 二氧化碳
A 處置放 B 處滴入 C 處收集
二氧化錳(黑色)
雙氧水 氧氣
大理石 稀鹽酸 二氧化碳 A
B C
吸濾瓶 薊頭漏斗 廣口瓶
橡皮管
水槽
(媒體: 1, 2’10” ;
2
, 2’31” )
氧氣與二氧化碳的製備:
( 1 )實驗裝置:
實驗前先裝滿水
排水集氣法操作示意圖
氧氣與二氧化碳的製備:
( 2 )排水集氣法操作示意圖:
(媒體:
1
, 59” )
氧氣與二氧化碳製備 注意事項
A
B C
有側管錐形瓶
薊頭漏斗 廣口瓶
導管
水槽D
二氧化錳(黑色)的角色是擔任 , 反應速率 催化劑質量 ,無催化劑反應仍會進行,用畢回收。
欲增加氧產量,需多加雙氧水或提高雙氧水濃度,多加二氧化錳無用
最初收集的氣體因 不收集
氣體產生過快,即將噴出時的處理: 。
二氧化碳略溶,收集後水槽的水將呈 性。
薊頭漏斗底部需在液面之下: 。 催化劑 加快
不變
混有空氣
將導管移開水面 弱酸
避免氣體由漏斗口逸出
氧氣與二氧化碳的製備:
( 3 )注意事項:
(媒體:
1
, 1’26”)
二氧化碳性質
澄清石灰水檢驗
澄清石灰水檢驗
:( 1 )澄清石灰水配製:飽和的 水溶液 ( 2 ) 與澄清石灰水反應時:
會產生 色的 沉澱(白色混濁)
氫氧化鈣 二氧化碳
白 碳酸鈣
(
1
, 2’31” )
乾冰的昇華現象
乾冰:
( 1 )固態的二氧化碳稱為 。
( 2 )乾冰溫度很低,約 ℃,受熱時直接從固體變成 二氧化碳氣體,此過程稱為 。
乾冰周圍的白霧為空氣中的 凝結而成的 。 乾冰
-78 昇華
水蒸氣 小水滴
固體固體
液體液體
氣體氣體昇華
升溫
降溫
(媒體:
1
, 1’44” )
白霧狀現象說明
現象說明:
現 象 白霧狀說明
冰塊、乾冰四周的白霧狀 冬天嚴寒開口說話有白煙狀 燒開水冒出的白煙
天上的白雲、山中的霧氣
抽菸、線香、車輛冒出的白煙
水蒸氣及二氧化碳均是 的
液態,小水滴 液態,小水滴 液態,小水滴
液態,小水滴 多種有害物質
小水滴的產生是因空氣中的水蒸氣遇冷而凝結的
無色無味、看不見
氧氣助燃與二氧化碳不可燃
線香接近 在二氧化碳中
線香熄滅 在氧氣中 線香劇烈燃燒
CO 2
O 2
(媒體:
1
, 1’18” )