(共46张PPT)
中考第一轮复习:
第24讲空气和氧气
考点 考试要求
1.说出空气的主要成分(了解) a
2.举例说明空气在人类生活和生产中的重要作用(理解) b
3.说明氧气的用途及与其性质的关系(理解) b
4.说明二氧化碳的用途及其与性质的关系(理解) b
5.列举空气中污染物的主要来源(了解) a
6.列举防治空气污染的方法(了解) a
7.列举空气质量指数的主要内容(了解) a
8.概述氧气的主要物理性质和化学性质(理解) b
9.知道典型金属(镁、铁等)和非金属(碳、硫、磷、 氢气等)在空气或氧气中燃烧的现象及产物(了解) b
10.说明氧气的实验室制备及检验方法(理解) b
11.知道催化剂的概念(了解) a
12.知道催化剂在化学反应中的作用(了解) a
思维导图:
1. 空气属于______(填物质类别),也是一种宝贵的资源。
2. 空气的成分
各成分的体积分数大约是:氮气______(最大),氧气______,稀有气体0.93%,二氧化碳0.04%,水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
一、空气的成分及用途
混合物
78%
21%
(2)实验药品:红磷。
药品的选择原则:物质在空气中只能与氧气反应,不会跟其他成分反应,生成物为固体,不产生气体。
3. 空气中氧气含量的测定
(1) 实验装置:
【特别提醒】集气瓶中水的作用:
__________________。该实验
应用的探究方法为转化法。
吸收热量和五氧化二磷
变小
4P+5O2 2P2O5
点燃
(4)实验步骤及现象
①在实验开始前,检查装置的气密性。
解读:将导管伸入盛水的烧杯中,用手捂住集气瓶外壁,若导管内有气泡冒出,松开手后,导管内形成一段稳定的水柱,则气密性良好。
②点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察到:_________________________。
③火焰熄灭后,振荡集气瓶,待装置冷却后,打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占集气瓶内空气总体积的_____。
红磷燃烧,产生大量的白烟
1/5
(5)实验结论
空气中氧气的体积约占空气总体积的_____。
(6) 拓展结论
①反应结束后,集气瓶中剩余气体的主要成分为______,体积约为原集气瓶中空气总体积的____。
②由实验可知,氮气具有的性质为
__________________________________。
氮气
4/5
不燃烧,也不支持燃烧,且不溶于水
核心素养 质疑与创新
①实验中能否用硫粉或炭粉代替红磷,并说明原因。
②拉瓦锡测出氧气约占空气总体积的1/5,而在我们的实验中气体减少的体积往往小于1/5 ,为什么呢?
不能,炭粉和硫粉燃烧会生成气体,虽然消耗了氧气,但由于生成了气体,瓶中压强不会出现明显变化
红磷量不足,氧气不能耗尽(或未等装置冷却至室温,便打开止水夹,装置内气体温度偏高,压强偏大,导致进入瓶中水的体积偏小)
③在用铁生锈的原理进行实验时,不是将足量发热剂堆在瓶底,而是将其涂抹在广口瓶内壁的四周,其目的是:
④与原实验装置相比图示装置的优点是:
增大发热剂与氧气的接触面积,使反应更充分。
反应装置气密性好。
气体 用途
氮气 ①灯泡中充氮可延长灯泡的使用寿命,食品包装时充氮可以防腐、保鲜(化学性质_________)
②制造化肥、炸药的重要原料(体现化学性质)
③可作制冷剂,医疗上常用液氮冷却麻醉或冷藏人体细胞组织(体现______性质)
氧气 ①医疗急救(供给________)
②乙炔在氧气中燃烧产生高温火焰,用于切割或焊接金属(支持燃烧)
二氧 化碳 ①用作气体肥料(光合作用的原料)
②用于灭火(密度比空气大,不燃烧也不_________)
③用于制纯碱、尿素和汽水
④干冰,即固态二氧化碳,可作制冷剂,也可用于人工降雨(体现_____性质)
稀有 气体 ①常用作保护气,如在焊接金属时用于隔绝空气(化学性质________)
②可用于制造各种用途的电光源,如霓虹灯等(通电时能发出不同颜色的光)
③用于激光技术、制造低温环境,如氦气;用于医疗麻醉,如氙气
4. 空气在人类生活和生产中的重要作用
不活泼
物理
支持燃烧
物理
呼吸
不活泼
1. 空气质量指数
(1)目前计入空气质量指数(AQI)的污染物有:二氧化硫(或SO2)、二氧化氮(或NO2)、臭氧(或O3)一氧化碳(或CO)和颗粒物等。
(2)空气质量指数范围为0~500,并分为六个级别。指数越大,表征颜色越深,说明空气污染状况越严重,对人体健康的危害也就越大。
二、空气的污染与防治
2. 空气污染物的主要来源
(1)自然因素:森林火灾、火山爆发等。
(2)人为因素(主要原因):工业废气、生活燃煤、汽车尾气等。
【特别提醒】①空气中CO2浓度过高会导致温室效应加剧,但CO2不属于空气污染物。
②CO2浓度越高,溶于海水形成的碳酸就越多,海水的酸度就越高。
3. 防治措施
(1)减少污染物排放量。
(2)合理规划工业区与非工业区。
(3)加大植树造林力度。
(4)加大空气质量检测等。
1. 氧气的性质
(1)氧气的物理性质
常温下,氧气是一种________的气体,_____溶于水。在标准状况下,密度比空气略_____。在压强为1.01×105帕的条件下,液氧呈______色,固态氧呈雪花状______色固体。
【特别提醒】闻药品气味的正确操作:用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的气体飘入鼻孔。
三、氧气
无色无味
不易
大
淡蓝
蓝
(2)氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生反应,能支持燃烧,具有较强的_____性,在点燃或加热条件下能跟大多数非金属或金属反应。
氧化
2. 单质在空气或氧气中燃烧
Ⅰ.金属单质(1)铁丝燃烧
①现象:在空气中,铁丝红热,不燃烧;在氧气中,剧烈燃烧,_________________________。
②在氧气中燃烧的化学方程式:_____________。
【特别提醒】反应前在集气瓶瓶底预先装有少量水或铺一层细沙,目的是:
火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
防止高温熔融物溅落使集气瓶炸裂
3Fe+2O2 Fe3O4
点燃
(2)镁条燃烧
①现象:在空气中,剧烈燃烧,发出_________,放出大量的热,生成__________;在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式:____________________。
耀眼白光
白色物体
2Mg+O2 2MgO
点燃
(3)铝箔燃烧
①实验:将一小片铝箔一端固定在粗铁丝上,另一端裹一根火柴。点燃火柴,待火柴燃尽时,立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中。
②现象:发出________________________。
③化学方程式:_____________________。
4Al+3O2 2Al2O3
点燃
耀眼的白光,生成白色固体
Ⅱ.非金属单质
(1)磷燃烧
①现象:在空气中燃烧,____________,放出大量的热;在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式:_______________________。
产生大量白烟
4P+5O2 2P2O5
点燃
(2)硫燃烧
①现象:在空气中燃烧,发出___________,放出热量;在氧气中燃烧,发出_______________,放出大量的热,在空气和氧气中燃烧均生成有刺激性气味的气体。
②化学方程式:________________。
淡蓝色火焰
明亮的蓝紫色火焰
S+O2 SO2
点燃
【特别提醒】a.反应前在集气瓶瓶底加少量水或氢氧化钠溶液的目的是_____________________,防止污染空气。
b. 硫粉燃烧生成的SO2与水反应生成H2SO3,显酸性,能使紫色石蕊溶液变________。
c.NaOH溶液吸收SO2的化学方程式为:
吸收生成的有害气体SO2
红
2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O
(3)木炭燃烧
①现象:在空气中,木炭红热,无烟,无焰,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体;在氧气中,发出_______,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
②化学方程式:_____________(完全燃烧),______________(不完全燃烧)。
白光
C+O2 CO2
点燃
2C+O2 2CO
点燃
(4)氢气燃烧
①现象:在空气中燃烧,产生______色火焰,在火焰上方罩一个干冷烧杯,烧杯内壁有水珠出现;在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式:____________________。
注意:氢气在点燃前,要先检验氢气的纯度。
淡蓝
2H2+O2 2H2O
点燃
(2)甲烷
①现象:在空气中燃烧,产生明亮的蓝色火焰,放出大量的热,在火焰上方罩一个干冷烧杯,烧杯内壁有水珠出现;燃烧结束后,立即在烧杯内倒入少量澄清石灰水,石灰水变_______;在氧气中燃烧更剧烈。
②化学方程式:_________________________。
4. 蜡烛:在空气中燃烧发出黄光,放出热量。蜡烛熄灭时产生的白烟是蜡油蒸汽。
浑浊
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
5. 氧气的制取
(1)工业制法(物理方法)
①工业上常采用空气冷冻分离法制取氧气。
②膜分离技术:在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可以得到含氧量较高的富集氧气。
【特别提醒】实验室制取氧气时,忘记加MnO2,反应速度会变_________。
(2)氧气的实验室制取
①发生装置及反应原理
反应物的状态和反应条件
慢
发生装置的选择(依据:___________________)
反应原理(化学方程式) 发生装置
① ②
(固体加热型)
③
图1 图2
(固液常温型)
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
△
2KClO3 2KCl+3O2↑
△
MnO2
2H2O2 2H2O+O2↑
MnO2
方法 排水法 向上排空气法
装置图 氧气_____溶于水
氧气的密度比空气___
优缺点 收集到的气体纯净 但不干燥 收集到的气体干
燥但不纯净
②收集装置的选择
选择依据:气体的溶解性和________。
不易
大
密度
检验 方法
验满 方法
【特别提醒】用排水法收集的氧气,将带火星的木条伸入集气瓶中,木条不能复燃的原因可能是氧气中含有较多水蒸气。
③检验与验满(依据:_______________)。
氧气的助燃性
将带火星的木条伸入集气瓶中,木条立即复燃
将带火星的木条放在集气瓶瓶口,木条复燃
④实验步骤(以加热高锰酸钾制取氧气为例)
检查装置气密性→装入药品→固定装置→点燃酒精灯→收集气体→撤离导管→熄灭酒精灯
记忆口诀:茶、庄、定、点、收、利、息。
查、装、定、点、收、离、熄
⑤注意事项
(1)试管口应__________,防止______________。
(2)用高锰酸钾制取氧气时,要在试管口加______。
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制氧气选择分液漏斗的优点是________________,若用长颈漏斗制取氧气,为了防止气体从长颈漏斗逸出,一定要将长颈漏斗下端插入______________。
略向下倾斜
冷凝水倒流炸裂试管
一团棉花
可以控制反应速度
液面以下
(4)向上排空气法收集氧气时,导管应伸入集气瓶的底部,目的是_________________________。
(5)收集满氧气后,在水面下用玻璃片(毛面向里)盖住瓶口,移出水槽,_______(填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(6)当导管口有气泡___________冒出时开始收集。
(7)用排水法收集完后,先将导管撤出,再熄灭酒精灯,目的是为了防止____________________。
排尽集气瓶中的空气
正放
连续、均匀
水倒吸引起试管炸裂
⑥实验拓展
(1)无法收集到纯净的气体的原因:
①装置气密性不好;
②在气泡还未连续、均匀冒出时收集气体。
(2)排水法收集氧气时,水槽中水变红的原因是高锰酸钾随着氧气进入水槽,溶解形成紫红色溶液。
⑦实验中涉及的基本实验操作
检查装置气密性
(1)手握法(如图):先将导管口的下端浸入水中,用手紧握试管,导管口有气泡冒出,松手后导管内_________________,证明装置气密性良好。
形成一段稳定的液柱
(2)水压法(如图):
将长颈漏斗的末端伸入锥形瓶中的液面以下,用弹簧夹夹紧橡皮管,向长颈漏斗中注入一定量的水,静置一段时间后,长颈漏斗内液面________,证明装置气密性良好。
高度不变
四、催化剂和催化作用
1. 催化剂
(1)在化学反应中,只起_________反应速度的作用,本身的______和_________在反应前后都没有改变的物质叫作催化剂,工业上又叫作_____。
2. 催化作用
在化学反应中,催化剂起______作用。
改变
物质
化学性质
催化
触媒
例1: “胜哥”在课堂上做《空气中氧气含量》的演示实验,装置如图所示。实验后,“胜哥”发现进入集气瓶中水的体积约占瓶中空气体积的1/5。那么下列操作会使进入的水的体积偏少的是---( )
A. 选用木炭替代红磷
B. 用过量的红磷进行实验
C. 将点燃的红磷缓慢的放入集气瓶中
D. 红磷燃烧时忘记关闭止水夹
知识点1 空气中氧气含量的测定
A
1.观看微信公众号“胜哥课程”的《空气中氧气含量》视频后,小科选用了60mL的大试管、量程足够大的针筒注射器等实验器材(如图),将足量白磷放入试管后,橡皮塞塞紧试管,弹簧夹夹住橡皮管(整套装置的气密性良好)。用酒精灯加热白磷,燃烧结束等试管冷却后,放开弹簧夹,观察现象。实验中,可以观察到活塞从原来的30mL刻度处慢慢向左移动到约( )
A.6mL刻度处 B.8mL刻度处
C.12mL刻度处 D.18mL刻度处
D
◆变式训练
例2:“胜哥”在做“物质在氧气中的燃烧”实验时,把甲、乙、丙三种物质,分别放入A、B、C三瓶氧气中燃烧。A瓶中出现了明亮的蓝紫色火焰,B瓶中出现了火星四射,C瓶中出现了明亮的白光。则对此实验的推断正确的是( )
A.甲物质为硫,并且A瓶中会产生一种无色无味的
B.乙物质为铁,B瓶中会产生一种白色的固体
C.丙物质可能为木炭,同时C瓶中会生成一种可使澄清石灰水变浑浊的气体
D.在AB瓶中还得加入一些细沙或少量的水以保护集气瓶
知识点2 氧气的化学性质
C
1. 下列叙述中属于氧气化学性质的是( )
A.在通常情况下,氧气是无色无味的气体
B.氧气具有助燃性,可以支持燃烧
C.在标准状况下,氧气的密度是1.429克/升
D.氧气不易溶于水
B
◆变式训练
例3:如图是实验室制取和收集气体的装置,如果用氯酸钾和二氧化锰来制取并收集一瓶干燥的氧气,应选择下列装置中的________(用编号表示),检验这瓶氧气是否收集满的方法是_______________________________________
______________________。
知识点3 氧气的实验室制取
BC
将带火星的木条放在集气瓶瓶口,若
木条复燃,则已集满
1. “胜哥”用如图所示的科学仪器装配“加热高锰酸钾制取氧气”的实验装置,请回答:
(1)装配一套该实验装置,除选用序号为FGHI的仪器外,还需用到的仪器有________(填序号)。
(2)装配该气体发生装置时,“胜哥”在检查完装置的气密性后,放置好酒精灯,根据酒精灯的高度将盛有药品的试管固定在铁架台上,固定试管时应做到_____________
________________________________________________。
ABD
◆变式训练
固定处位于离试管口三分之一处,试管口略向下倾斜
例4:小科通过微信公众号“胜哥课程”深刻理解了催化剂的相关科学知识。那么下列关于催化剂在化学反应中的作用说法正确的是---( )
A. 一定加快反应速度
B. 会减慢反应速度
C. 加快或减慢反应速度
D. 不改变反应速度
知识点4 催化剂和催化作用
C
1. 小科看到视频号“胜哥课程”中的《尿液发电》科学视频,只见一条小狗在罐子里拉了一泡尿,罐子上方的节能灯就亮了。原来这是利用碱性膜、镍和二氧化锰电极制成尿素燃料电池。它只要吸入尿液,就能获得电能,并产生水、氮气和二氧化碳。一个成年人每星期所排出的尿液转化的电能,足以供一辆电动自行车行驶80千米。镍在燃料电池中能改变反应速度,但自身质量和化学性质都不发生改变,起________作用。
催化
◆变式训练
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2026年2月25日