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第2单元
我们周围的空气
组成
污染与
防治
氧气
性质
用途
制法
空气
我们周围
的空气
知识网络
实验现象:红磷燃烧产生大量白烟,放出热量,冷却后烧杯中的水进入集气瓶中,约占集气瓶内空气总体积的1/5。
结论:空气中氧气约占空气体积的1/5
【知识点一:空气中氧气含量的测定】
思考1:在进行测定空气中氧气的含量实验中,什么情况下实验结果小于1/5?什么情况下大于1/5呢?
思考2:集气瓶内剩余气体主要是什么气体,有何性质?
【知识点一:空气中氧气含量的测定】
实验有何现象
想一想:测定空气中氧气含量还有没有其他装置?
关于空气成分测定的改进
【知识点二: 空气的组成】
空气的成分 体积分数%
氮气 大约是 。
氧气 大约是 。
稀有气体 大约是0.94 。
二氧化碳 大约是0.03 。
其他气体和杂质 大约是0.03 。
注:稀有气体(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr和氙Xe)。
78%
21%
【氧气、氮气及稀有气体的性质和用途】
物质 主要性质 重要用途
氧气 能供给呼吸 潜水、医疗急救等
能支持燃烧 燃料燃烧、炼钢等
氮气 化学性质不活泼 作保护气,灯泡中充氮,食品防腐等
稀有
气体 化学性质很不活泼 作保护气,充入灯泡使其经久耐用
通电时会发出不同颜色的光 制作霓虹灯等电光源
知识点三: 空气污染和防治
1.空气污染: 造成空气污染的有害物质分为两类:粉层和有害气体。粉层又称为悬浮颗粒物。
2.有害气体主要是指:__________、_________和二氧化氮(或氮氧化物)等。
3.危害:酸雨、臭氧层空洞、温室效应等。
4.防治 :减少化石燃料的使用、开发新能源、植树造林等等。
注:空气质量日报的主要内容,空气污染指数、首要污染物、空气质量级别和空气质量状况等。
二氧化硫
一氧化碳
知识点四: 混合物和纯净物
混合物 纯净物
区
别 概念 由______________物质混合而成的物质。 由____物质组成的物质。
特征 没有固定的组成和化学符号。 有固定的组成和化学符号。
联 系 分离
混合物 纯净物
混合
举 例 空气、矿泉水等 氧气(O2)、氯化钠(NaCl)等。
两种或两种以上
一种
氧气
性质
物理性质
化学性质
制法
工业制法
实验室法
反应原理
实验装置
发生装置
收集装置
气体验证
用途
知识点五: 氧气的性质
物理性质
1.通常情况下,氧气是一种 色 味的气体。
2.标准状况下,氧气的密度略 空气的密度。
3.氧气 溶于水。
4.液体氧 色。
5.固体氧 色。
无
无
大于
不易
淡蓝
淡蓝
氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体,氧气能够支持多种物质燃烧,具有助燃性,但氧气不具有可燃性。
物质 实验现象
化学方程式
空气中 氧气中
木条 带火星的木条复燃
碳 保持红热 剧烈燃烧
发出白光 C + O2 CO2
放出量热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
磷 黄白色火焰 发出耀眼白光 4P + 5O2 2P2O5
放出热量,产生大量白烟
物质在空气中和氧气中的燃烧现象比较
物质在空气和氧气中的燃烧现象比较
物质 燃 烧 现 象 化 学 方 程 式
空气中 氧气中
硫 微弱的淡蓝色火焰 剧烈燃烧,发出蓝紫色的火焰 S + O2 SO2
生成有刺激性气味的气体,放出热量
铁
丝 发生红热现象,不能燃烧 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出热量 3Fe + 2O2 Fe3O4
镁 持续燃烧,发出白光 剧烈燃烧,发出耀眼的白光 2Mg + O2 2MgO
放出热量,生成白色固体
知识点六: 氧气的制法
氧气实验室制法
药品 过氧化氢溶液和二氧化锰 高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰
反应
原理
2H2O2 2H2O + O2 ↑
2KMnO4 2K2MnO4 + MnO2+O2↑
2KClO3 2KCl + 3O2↑
发生
装置
收集 排水法收集氧气或向上排空气法收集氧气。
检验 用带火星的木条伸到集气瓶中,若木条复燃,说明是氧气。
验满 用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明氧气已集满。
△
MnO2
△
固+液 制取气体
固+固 制取气体
MnO2
工业制取氧气:分离液态空气法
原理:氮气和氧气 不同。
纯净的空气
加压
降温
液体空气
蒸发
氮气
液态氧
注意:①氧气的工业制法是 物理变化。
②氧气的实验室制法是化学变化。
氧气的工业制法
沸点
反应物都是固体
反应需要加热
反应物是固体和液体反应不需要加热
固液不加热型
固固加热型
实验室制取氧气装置
高锰酸钾加热制取氧气的装置
实验步骤:查、装、定、点、收、离、熄
注意事项:
①试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流引起试管破裂
②药品平铺在试管的底部:均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时再收集(刚开始排出的是试管中的空气)
⑦实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯:防止水倒吸引起试管破裂
⑧用向上排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部
【高锰酸钾加热制取氧气】
【实验室过氧化氢制取氧气】
2H2O2==== 2H2O + O2
MnO2
如何检查此装置的气密性?
注意问题:
长颈漏斗的末端必须插入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗末端逸出,所以必须液封。
【气体的收集方法】
排水法:气体难溶于水或不易溶于水,不和水反应。
向上排空气法:气体的密度比空气大且不与空气中的成分发生反应
向下排空气法:气体的密度比空气小且不与空气中的成分发生反应
【氧气的检验及验满】
——通常考虑气体的化学性质
化学反应类型
化合反应 分解反应
概念 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
特点 多变一 一变多
表示式 A+B→AB AB→A + B
举例 2CaO +2H2O==2 Ca(OH)2 2H2O 2H2↑+ O2↑
——化合反应与分解反应的区别
通电
氧化反应
化合反应
分解反应
1、氧气是我们身边常见的物质,以下有关氧气的叙述正确的是( )
A.鱼、虾等能在水中生存,是由于氧气易溶于水
B.物质与氧气发生的反应都是氧化反应
C.氧气具有可燃性
D.物质在氧气中燃烧的反应一定是化合反应
【当堂练习】
2、下列有关实验现象描述正确的是( )
A.铜绿中加入盐酸,溶液呈先是绿色加水后变蓝
B.镁在空气中燃烧会产生白色的烟雾
C.碘化钾溶液与硝酸银溶液混合生成白色沉淀
D.铁丝在纯氧中燃烧,生成黑色的四氧化三铁
B
A
3、以下是化学实验室内几种常用的实验装置,请回答:
(1)写出图中标号仪器的名称:①___________ ②____________
(2)某同学用A、C装置制取并收集一瓶氧气,试管中所放化学药品是__________,棉花的作用是_______________________,采用排水集气法收集氧气的原因是____________________________。收集好的氧气应 (填“正或倒”)放在桌面上。写出该反应的文字表达式 。
(3)若采用B装置制取氧气时,锥形瓶中放入的物质是_________________,长颈漏斗中加入的物质是_______________,写出该反应的文字表达式 ,用D装置排空气法收集氧气时,气体应从___________(填a或b)管通入。
(4)实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰加热制取甲烷气体。甲烷的密度比空气小,不溶于水。制取甲烷的发生装置可以选用 (填字母),用D收集甲烷气体时气体从 (填a或b)导管进入。
实验小组利用如图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功。
【查阅资料】白磷的着火点40℃。
【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少?
【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL,注射器中水的体积为50mL,
该装置气密性良好,放大镜,热水,大烧杯。
【实验探究】装入药品,按图所示连接好仪器,夹紧弹簧夹。利用给的用品使白磷很快被引燃。
【问题讨论】
⑴ 如何使白磷燃烧 ,足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧,说明瓶内剩余气体 燃烧(填“支持”或“不支持”)。写出白磷燃烧的符号表达式: 。
⑵ 在整个实验过程中,可观察到气球的变化是 。
⑶ 待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后,打开弹簧夹,还可观察到的现象是:①注射器中的水自动喷射出来,②当注射器中的水还剩约4mL时停止下流。导致这些现象发生的原因是: 。
【得出结论】氧气约占空气总体积的1/5 。
【小试牛刀】
(1)记住空气的组成,学会用简单的仪器设计实验验证氧气占空气的体积比。
(2)能正确归纳氧气的性质,熟练进行氧气的实验室制取和收集的操作。
(3)学习探究气体制取的方法。
感悟、收获
祝同学们学习愉快!