浙教版九年级科学中考复习课件：空气
图片预览
文档简介
课件181张PPT。 空气分块讲解一 空气的组成【知识回顾】
空气的组成
(1)主要成分:氮气(___%)、氧气(___%)、_________、
___、水蒸气及其他杂质。(%为_____分数)7821稀有气体CO2体积(2)用途
①氮气:是工业上生产硝酸和化肥的重要原料;液态氮
气常用作_______;因为氮气的性质_______,所以可用
于食品的防腐、保鲜和延长灯泡的使用寿命。
②氧气:是供给_____的重要物质;支持燃料的燃烧;还
用于钢铁冶炼、金属焊接等。制冷剂不活泼呼吸③稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡):由于化
学性质不活泼,常用作_______;通电时能发出不同颜
色的光,故可用作各种用途的_______。
④二氧化碳:是_____作用的原料;固态二氧化碳(又称
_____)是一种制冷剂,可用于冷藏、人工降雨;在工业
上可用于制纯碱、尿素、汽水等;还可用于灭火。保护气电光源光合干冰(3)测定空气中氧气的含量①原理:完全消耗一定量的空气中的__,导致压强变
___,气体减少的体积即为__的体积。
②常用装置及实验过程
a.按如图所示装置,先在集气瓶里加入少量水,再把剩
余的容积用记号笔划分成5等份。
b.点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察到的现象
是_______________________________,反应的化学方
程式为________________。O2小O2剧烈燃烧,产生大量白烟,瓶壁变热4P+5O2 2P2O5c.火焰熄灭后,振荡集气瓶,冷却至室温,打开导管上
的夹子,出现的现象是烧杯内的水流入集气瓶中;瓶
内水位_____;消耗的气体跟剩下的气体的体积比约
为_____。
实验说明:空气中O2的体积大约占1/5。升高1∶4③注意:实验药品和装置可以多样,但测定原理和注意
事项基本一致;所选药品只能与空气中的__反应,不能
和其他气体反应,且不能生成_________;药品的量要
_____;装置的气密性要_____;反应完成后要待冷却至
室温再读数。O2新的气体足量良好【基础落实】
1.(2016·天津)空气中含量较多且化学性质不活泼的
气体是 ( )
A.氧气 B.氮气
C.水蒸气 D.二氧化碳
解析 空气是一种天然资源,混合均匀,相对稳定,氮
气在空气中含量较多,在常温下化学性质极不活泼,一
般不与其他物质发生化学反应。B2.(2016·郴州)小林从冰箱里拿出冰冻的饮料,用干
布擦净瓶外壁的水,放置于桌面片刻,发现瓶外壁又
挂满水珠,这说明空气中有 ( )
A.氮气 B.氧气
C.二氧化碳 D.水蒸气D解析 A.氮气在该条件下不会液化,故选项错误;B.氧气在该条件下不会液化,故选项错误;C.二氧化碳在该条件下不会液化,故选项错误;D.小林从冰箱里拿出冰冻的饮料,用干布擦净瓶外壁的水,放置于桌面片刻,发现瓶外壁又挂满水珠,这说明空气中有水蒸气,故选项正确。3.(2017·长沙)空气是人类的宝贵资源,下列有关空
气的说法错误的是 ( )
A.空气的成分按体积计算,含量最多的气体是氮气
B.空气是混合物
C.氧气具有可燃性
D.稀有气体的化学性质不活泼C解析 A.空气中各成分的含量按体积分数计算,氮气占78%,含量最多;B.由两种或两种以上物质组成的物质叫混合物,由一种物质组成的物质叫纯净物,空气是混合物;C.氧气具有助燃性;D.稀有气体构成的原子都是稳定结构,不易发生电子得失,因而化学性质不活泼。4.(2016·本溪)下列有关空气及其成分的说法正确的
是 ( )
A.空气中体积分数最大的气体是氧气
B.鱼能在水中生存,说明氧气易溶于水
C.空气中可吸入颗粒物的多少不会影响人体健康
D.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可用作电
光源D解析 A.空气中各成分的体积分数分别是氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和其他气体和杂质0.03%,空气中体积分数最大的气体是氮气,不是氧气,故选项错误;B.鱼能在水中生存,说明氧气能溶于水,但是无法判断溶解度大小,所以是错误的,故选项错误;C.空气中可吸入颗粒物的多少会影响人体健康,空气污染的途径主要有两个:有害气体和粉尘,故选项错误;D.稀有气体的用途是作各种电光源、作保护气等,故选项正确。5.据探测卫星发回的数据分析,火星大气中95%是二氧化碳,其余为少量的氮气、氢气,还找到了有液态水存在的证据。根据以上信息,某同学作出如下推断:
①火星大气是混合物
②火星大气与地球大气成分相似
③火星上钢铁不容易生锈
④火星环境适宜人类生存
⑤火星上温室效应显著你认为正确的是 ( )
A.①③⑤ B.②③⑤
C.②③④ D.①④⑤A6.(2017·菏泽)如图是用红磷燃烧法测定空气里氧
气含量的装置图,有关此实验的结论与分析错误的
是 ( )CA.此实验证明,氧气约占空气体积的1/5
B.此实验证明,反应后集气瓶内剩余的气体,既不易溶于水,也不支持燃烧
C.该实验中的红磷还可以用硫来代替
D.若该实验没有达到预期目的,可能的原因之一是装置气密性不好解析 测定空气中氧气含量的原理是利用物质与空气
中的氧气反应,又不生成气体,使瓶内气体减少,压强
变小,水倒流入集气瓶内,倒流的水的体积就等于瓶内
氧气的体积。实验中倒流的水约占瓶的容积的五分之
一,证明氧气约占空气体积的1/5。B.实验中,水进入
集气瓶后,氮气没有减少,此实验证明,反应后集气瓶
内剩余的气体,既不易溶于水,也不支持燃烧;C.该实验中的红磷不能用硫来代替,因为生成物二氧化硫是气体;D.装置气密性不好,可能会导致测定结果偏大或偏小。【要点精讲】
要点 空气中氧气含量的测定
【重要提示】空气成分测定实验的关键是弄清实验原理和选用的可燃物应满足什么条件。可燃物应满足的条件:
(1)该物质能在空气中燃烧且只与空气中的氧气反应;
(2)燃烧后不能有气体生成或生成的气体可以完全溶于实验所用的液体;
(3)所选可燃物必须足量。【例】如图所示,为测定空气中氧气的体积含量,将无底集气瓶放入盛水的水槽中,将无底集气瓶内水面以上的容积分成5等份。在燃烧匙内盛有过量的红磷,用酒精灯点燃后,立即插入无底集气瓶内,同时塞紧橡皮塞。(1)实验过程中燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷?
_________________________________________
_________________________________________
(2)请说出观察到的现象、原因及结论。
_________________________________________
_________________________________________
(3)实验中若燃烧匙中红磷的质量太少,测得氧气的体积分数会________。?解析 红磷燃烧时消耗了空气中的氧气,由于产物五氧化二磷是一种固体,几乎不占体积,这样,在大气压的作用下,水就会进入无底集气瓶来补充所消耗的氧气的体积。若可燃物太少,则会使无底集气瓶内氧气未被全部耗尽,从而导致测量结果偏小。答案 (1)盛放过量红磷的目的是让氧气全部消耗完,使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积
(2)现象:产生大量白烟,水面约上升至刻度1处。原因:①红磷燃烧消耗氧气,生成五氧化二磷固体。②无底集气瓶内压强小于外界大气压,水被压入无底集气瓶内。结论:氧气约占空气体积的1/5
(3)偏小【变式训练】某校研究性学习小组用下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验,燃烧、冷却后打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%。(1)图中A仪器的名称是________,燃烧、冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶中的原因是____________
__________________________________________。?
(2)如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的________%。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%,根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。?【发现问题】 氮气是怎样减少的呢?
【假设一】 氮气与镁条反应而减少。
【假设二】 ____________________________。?
【查阅资料】 镁条在氮气中能燃烧,产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮的化合价是________。?
镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁,该反应的类型是________。?(3)通过以上探究,你对燃烧的有关知识有了什么新的认识?(写出一点即可)
__________________________________________
___________________________________________。答案 (1)烧杯 集气瓶中气体减少,压强减小,导致烧杯中的水进入集气瓶中
(2)21 氮气与瓶内的其他物质反应而减少
-3价 置换反应
(3)燃烧不一定需要氧气(或燃烧也可以是置换反应;或二氧化碳能灭火,但在一定条件下也能支持燃烧等)分块讲解二 氧气【知识回顾】
1.氧气
(1)物理性质
O2通常是一种___色、___味的___体,密度比空气
_____,_____溶于水,液态、固态时呈___色。无无气略大不易蓝(2)化学性质
氧气的化学性质_____,在一定条件下可与很多物质
发生氧化反应。例如:活泼(3)制法
①工业制法:工业上常用_____________的方法制备氧
气。首先通过降温加压,使空气_____,然后蒸发,利用
各成分的_____不同分离开。分离液态空气液化沸点②实验室制法
a.原理:利用分解反应制氧气b.实验装置c.收集和验满方法
排水法:当集气瓶口有大气泡冒出时说明已收集满;
_____排空气法:带火星的木条_____瓶口,复燃则已
收集满。
d.检验方法
带火星的木条_____瓶口,复燃则为氧气。向上靠近伸入(4)催化剂
①定义:在化学反应中能_____其他物质的反应速率,
而自身的_____和_________都没有发生改变的物质。
②注意:催化剂的作用只是改变反应速率,可以加快也
可以减慢,不能改变生成物的种类和多少;反应前后催
化剂本身的质量和_____性质不变,并非所有性质都不
变。改变质量化学性质化学2.燃烧和灭火
(1)燃烧的定义:通常指可燃物与__发生的发光、发
热、剧烈的_____反应。
(2)燃烧的条件:①可燃物;②与__接触;③可燃物的温
度要达到_______(即物质燃烧所需的最___温度)。O2氧化O2着火点低【注意】①三个条件必须同时具备,可燃物才能燃烧。
②有些燃烧不一定有O2参加,如H2在Cl2中也能燃烧。(3)灭火的措施:破坏燃烧的条件即可灭火,常用方法
有:隔绝__;降低温度;移走可燃物。
(4)促进燃烧的方法:增大________;增大可燃物与O2
的接触面积。O2O2的浓度【基础落实】
1.(2017·广州)下列关于氧气的说法不正确的是 ( )
A.O2可以支持燃烧
B.O2可用排水法收集
C.O2可用于医疗急救
D.细铁丝在O2中燃烧生成Fe2O3D解析 A.O2可以支持燃烧,正确;B.O2不溶于水,因此可用排水法收集,正确;C.O2支持呼吸,可用于医疗急救,正确;D.细铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4,错误。2.(2017·重庆)加压或降温可将氧气变成液氧,下列
说法正确的是 ( )
A.液氧是一种氧化物
B.液氧中的分子停止了运动
C.加压使分子间间隙减小
D.氧气和液氧由不同种分子构成C解析 A、液氧是液态的氧气,属于单质,错误;B、分子总是在不断运动的,错误;C、氧气加压降温变成液氧,是因为加压降温后,氧分子间的间隔变小,正确;D、氧气与液氧均是由氧分子构成的,错误。3.(2017·温州)如图是小明整理的与氧气化学性质
有关的部分笔记,他归纳了以下四点,其中不合理的
是 ( )
S+O2 SO2
C+O2 CO2
3Fe+2O2 Fe3O4
A.都是单质与单质反应 B.都是氧化反应
C.都生成了化合物 D.都生成了气体D解析 A.单质是由一种元素组成的纯净物,S、C、Fe、O2均属单质,正确;B.物质与氧发生的反应属氧化反应,有氧气参与的反应一定是氧化反应,故这三个反应均是氧化反应,正确;C.化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,二氧化硫、二氧化碳、四氧化三铁均属化合物,正确;D.四氧化三铁是一种黑色固体,错误。4.(2017·长沙)下列有关燃烧的实验现象描述正确的
是 ( )
A.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B.铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,
放热
C.红磷燃烧产生大量白雾
D.木炭在空气中燃烧产生火焰,不放热B解析 A.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰;B.铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,放热;C.红磷燃烧产生大量白烟;D.木炭在空气中燃烧产生火焰,放出大量热。5.(2017·舟山)下面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___________________
_______________________。B、C将带火星的木条放在集气瓶口,若复燃,则集满解析 用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气,反应需要加热,因此选择装置B,氧气的密度比空气大,且不易溶于水,可以用排水法和向上排空气法收集,但是此题要求收集干燥的氧气,所以只能选择C装置。氧气的验满方法是将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃证明氧气满了。6.(2017·成都)实验室使用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气并回收二氧化锰,可供选择的实验仪器和用品如下。(1)制取氧气的化学方程式是___________________。
(2)制取氧气时,用 a 仪器加入过氧化氢溶液的优点
是_____(填字母)。
A.便于控制反应快慢
B.定量添加药品更方便
C.生成氧气质量更大2H2O2 2H2O+O2↑A、B(3)回收二氧化锰,需要进行过滤操作,除上图仪器以
外,过滤还需要的仪器名称为_______。
(4)过滤时,__(填序号)的末端要轻轻地斜靠在三层滤
纸的一边。过滤结束后,小心取下滤纸,将纸上的固体
_________(操作名称),转移装瓶,贴上标签。生活中
可以替代滤纸的物品是___________________(填一
种)。铁架台f洗涤干燥纱布(答案合理即可)(5)回收的二氧化锰,还可以在上述反应中反复使用。
其原因是_____________________________________
_______。MnO2为催化剂,化学反应前后质量和化学性质不变解析 (1)实验室用过氧化氢溶液制取氧气,二氧化锰作催化剂。(2)用注射器加药品可以控制反应的快慢以及定量添加药品。(3)过滤操作时还需用到的是铁架台。(4)过滤操作时玻璃棒下端要紧靠三层滤纸,过滤完以后需要将固体洗涤干燥再转移到容器内,生活中可以替代滤纸的是纱布或纱窗等物质。(5)二氧化锰在反应中作为催化剂,反应前后的质量和化学性质都不变,所以可以反复使用。【要点精讲】
要点1 氧气的性质
【重要提示】掌握各物质在氧气中燃烧的现象是其中
的关键。解答好此类题的关键是弄清火焰、烟、雾的
区别。火焰是可燃性气体或易汽化的固、液体物质燃
烧时所形成的时明时暗、时大时小的发光现象,如氢
气、甲烷、一氧化碳、酒精、汽油、煤油、石蜡、木
材、硫等物质燃烧均能形成火焰;而铁、铝、木炭等物质,由于它们的沸点高、难汽化,燃烧时只能发光,因而在燃烧时不会形成火焰。烟是可燃物质燃烧时产生的大量固体小颗粒分散悬浮于空间而形成的,如红磷燃烧生成细小的五氧化二磷颗粒,形成白烟。雾是小液滴分散悬浮于空间而形成的。如打开浓盐酸瓶可见白雾,是由于挥发出来的氯化氢气体与空气中水蒸气结合形成了盐酸小液滴的缘故。【例1】(2016·郴州)科学实验是人类获取科学知识,验证科学理论的重要手段,其中,对实验现象的正确描述很重要,以下实验现象描述正确的是 ( )
A.红磷在空气中燃烧,产生大量白雾
B.细铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成白色固体
C.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液混合产生蓝色沉淀
D.硫在空气中燃烧发出蓝紫色的火焰解析 A.红磷在空气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白雾,故选项说法错误。B.细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体,故选项说法错误。C.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,会观察到混合产生蓝色沉淀,故选项说法正确。D.硫在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,故选项说法错误。
答案 C【变式训练1】( 2016·上海)硫在氧气中燃烧,现象描述正确的是 ( )
A.产生耀眼白光 B.产生黑色固体
C.产生蓝紫色火焰 D.产生大量白雾解析 硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体。
答案 C要点2 氧气的制取
【重要提示】氧气的制取原理是确定制取氧气发生装置的关键,氧气的密度、溶解性等性质是确定收集氧气的装置的关键,同时应认识各种器材。【例2】(2016·绍兴)进行氧气制取与性质检验的实验。
(1)以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气,应选用的装置是________(选填序号)。?(2)实验中,用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气,能使带火星木条复燃。那么使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢?进一步展开探究。第一组实验:5只容积均为100毫升的集气瓶,分别装入一定体积的水,再用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次伸入5只集气瓶中,记录实验现象。以相同方法完成第二组实验。两组实验的数据和现象见下表。(已知空气中氧气的体积分数为21%)①第一组实验D瓶,集气结束时氧气的体积分数为__________%。?
②经计算,第二组实验C瓶的氧气体积分数为48.65%,由此得出“使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是48.65%”的结论。对此结论和过程进行评价:____________________________________。?解析 (1)以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气,反应物为过氧化氢,二氧化锰作催化剂,为固液反应,不需加热,故发生装置选A装置,氧气密度比空气大,不易溶于水,可以用向上排空气法,也可用排水法进行收集,但图示向上排空气法有错误,故只能选E装置。(2)①集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×空气中氧气的体积分数,第一组实验D瓶,集气结束时氧气的体积分数为40%+60%×21%=52.6%。②该结论不严格,由图中可知,当水的体积分数达到35%时,带火星的木条复燃,水的体积分数达到33%时,带火星的木条不复燃,应作一个补充实验,当水的体积分数达到34%时,看带火星的木条是否复燃;采取“半值法”探究能减少实验次数,实际上就是通过实验数据的分析,减少不必要的实验,第二组实验若按B、C的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%～35%之间,从而省去编号A、D、E的实验,但需补充一个当水的体积分数达到34%的实验。答案 (1)A、E (2)①52.6
②该结论不严格;实验过程可省去第二组中编号A、D、E的实验,补充一个当水的体积分数达到34%的实验【变式训练2】( 2016·丽水)如图是“用双氧水制
取收集一瓶氧气”实验的主要步骤,其中操作错误的
是 ( )解析 A.向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨,图中所示操作正确。B.氧气密度比空气的大,可用向上排空气法收集,图中所示操作正确。C.检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,图中所示操作正确。D.检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,图中所示操作错误。
答案 D要点3 燃烧和灭火
【重要提示】燃烧的条件:①可燃物,②与氧气(或空气)接触,③温度达到可燃物的着火点,三者缺一不可。同样无论在什么条件下,只要满足了燃烧的条件,就一定会发生燃烧。而灭火的原理就是破坏燃烧的条件,使燃烧反应停止,所以灭火的原理有三个:移走可燃物、隔绝氧气(或空气)、降低温度至可燃物的着火点以下。【例3】(2017·温州)为了研究可燃物的燃烧条件,某兴趣小组同学用如图所示装置进行实验(白磷、红磷均不超过绿豆大小,锥形瓶中的白磷A与红磷C尽量拉开距离),白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为240 ℃。(1)写出锥形瓶中发生的实验现象:_____________
__________________________________________。?
(2)结合本实验目的,写出烧杯中70 ℃热水的作用:
__________________________________________。?解析 锥形瓶中的白磷与红磷都与氧气接触,一个是白磷达到了着火点燃烧了,一个是红磷没达到着火点没有燃烧,所以验证条件是温度是否达到着火点;锥形瓶中的白磷和水中的白磷温度都达到了着火点,但一个与氧气接触,一个在水下与氧气不接触,所以验证的条件为是否与氧气接触,因此水的作用是使白磷B隔绝氧气,使白磷A的温度达到着火点;锥形瓶中发生的现象是白磷A燃烧,产生白烟,放出热量使温度计的示数上升。答案 (1)白磷A燃烧,产生白烟,温度计的示数上升 (2)使白磷B隔绝氧气,使白磷A的温度达到着火点【变式训练3】(2017·衢州)小柯用高锰酸钾制取氧气,并用制得的氧气来探究白磷燃烧的条件。(1)指出图甲装置中存在的错误是_____________。?
(2)乙中的白磷不燃烧,丙中的白磷燃烧,可以得出的结论是________。?解析 (1)甲图存在的错误是导管伸入试管中过长;
(2)乙、丙实验设计中只有温度不同所以可得结论:白磷燃烧的条件是温度要达到白磷的着火点。
答案 (1)导管伸入试管中过长 (2)白磷燃烧的条件是温度要达到白磷的着火点【变式训练4】某同学做红磷在氧气中燃烧实验时,将点燃的红磷伸入盛有氧气的集气瓶中,红磷剧烈燃烧,过一会儿,燃烧匙内火焰熄灭。接着立即从集气瓶中取出燃烧匙,熄灭的红磷又复燃了。
(1)请你分析红磷复燃的原因:___________________
________________________________________。?
(2)消防队员在火灾现场扑灭明火后,还要继续洒水的原因是_________________________________。?解析 (1)从集气瓶中取出燃烧匙,红磷又接触到空气中的氧气,且温度达到了红磷的着火点,满足了燃烧的条件,所以红磷又复燃;(2)火灾基本扑灭后,可能存在暗火,继续洒水,可进一步降低温度,使其低于可燃物的着火点,防止重新燃烧。答案 (1)红磷又接触到空气中的氧气,且温度达到了红磷的着火点,满足了燃烧的条件
(2)继续洒水,可进一步降低温度,使其低于可燃物的着火点,防止重新燃烧分块讲解三 二氧化碳【知识回顾】
二氧化碳
(1)物理性质
CO2通常是___色、___味的___体,密度比空气___,
___溶于水。无无气大能(2)化学性质
①与水反应生成碳酸,化学方程式为_______________;
碳酸的水溶液能使紫色石蕊试液变___。碳酸不稳定,
受热易分解,化学方程式为___________________。
②能使___________变浑浊,化学方程式为
_________________________。
③不能燃烧也不支持燃烧。CO2+H2O====H2CO3红H2CO3 H2O+CO2↑澄清石灰水Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O(3)制法
①工业制法:工业上利用煅烧_______的方法制取二氧
化碳,化学方程式为___________________。
②实验室制法:
a.原理:利用_______或大理石和稀___酸反应制取,化
学方程式为____________________________。石灰石CaCO3 CaO+CO2↑石灰石盐CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑【注意】不能用Na2CO3,因为反应太快;不能用稀硫酸,
因为会生成微溶的CaSO4覆盖在大理石表面,阻止反应
进一步进行;也不能用浓盐酸,因为会挥发出____气体,
使CO2不纯。HClb.实验装置【注意】该发生装置适用于一切固体和液体反应,且
不需加热制取气体的实验。
c.收集和验满方法
向上排空气法:燃烧的木条_____瓶口,熄灭则已收集
满。
d.检验方法:将___________倒入瓶中振荡,溶液变
_____,说明为CO2。靠近澄清石灰水浑浊【基础落实】
1.(2017·重庆)O2和CO2总与我们如影随行,下列关于
它们的叙述中不正确的是 ( )
A.O2具有助燃性,而CO2可用来灭火
B.空气中O2过多无害,而CO2过多会形成酸雨
C.它们都可用向上排空气法收集
D.自然界里它们可通过光合作用和呼吸作用相互转化B解析 氧气具有助燃性,二氧化碳用于灭火,正确;空气中二氧化碳含量过多会引起温室效应,不会造成酸雨;氧气和二氧化碳的密度都大于空气,故都可用向上排空气法收集;自然界中可以通过光合作用和呼吸作用实现二者相互转化。2.如图,以下气体制备的发生装置说法正确的是 ( )DA.装置a可用作实验室制备CO2
B.装置b烧杯中加水后,干燥管内外液面一致,则气密性良好
C.装置c可用作实验室制备氧气
D.装置d可用作实验室制备氧气、氢气3.(2016·苏州)下列关于二氧化碳的说法不正确的
是 ( )
A.二氧化碳有毒
B.二氧化碳常用于灭火
C.干冰可用于人工降雨
D.光合作用会消耗二氧化碳A解析 A.二氧化碳不帮助呼吸,能使人致死,但没有毒性,故A说法错误;B.二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,可用于灭火,故B说法正确;C.固体二氧化碳叫干冰,干冰升华能吸收大量热量,可用于人工降雨,故C说法正确;D.光合作用的原料是二氧化碳和水,光合作用会消耗二氧化碳,故D说法正确。4.(2016·衡阳)如图所示实验能够说明二氧化碳具有
的性质有 ( )
①不能燃烧 ②不能支持燃烧
③还原性 ④密度比空气大
⑤密度比空气小
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①②⑤C5.(2017·苏州)实验室常用块状大理石和稀盐酸制取
CO2气体。
(1)写出实验室制取CO2的化学方程式:
____________________________。CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑(2)若用如图所示装置(固定装置省略)制CO2:连接好
装置后, 需检查装置的气密性。具体操作方法是先
__(填字母,下同),后__,若导管口有气泡,放手后导
管内上升一段稳定的水柱,则气密性良好。
A.用手捂住试管 B.将导管一端浸入水中BA(3)实验室收集CO2可用的方法是__(填字母)。
A.排水法 B.向下排空气法 C.向上排空气法
(4)实验室常用澄清石灰水检验CO2,写出反应的化学
方程式:_________________________。?CCO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O(5)某些大理石中含少量硫化物,使制得的CO2中混有H2S气体。欲获取纯净、干燥的CO2,需对发生装置中产生的气体进行除杂,实验装置如下:查阅资料:Ⅰ.H2S能与NaOH等碱溶液、CuSO4溶液反
应。
Ⅱ.CO2中混有的HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收。
①装置甲中所盛试剂应选用__(填字母)。
A.浓硫酸 B.NaOH溶液
C.澄清石灰水 D.CuSO4溶液
②装置丙的作用是____________________________。D除去CO2中的水蒸气(或干燥CO2)解析 (1)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化
碳,同时还生成了氯化钙和水,反应的化学方程式表示
为CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑。(2)检查该装置的气
密性的方法是“一浸二握三看”,即将导气管的一端
浸入水中,然后用手握住试管,看试管口是否有气泡产
生,若有,表示装置的气密性良好。(3)二氧化碳的密
度比空气大,易溶于水,故只能用向上排空气法收集。(4)澄清的石灰水的主要成分是氢氧化钙,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式表示为 CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+ H2O。(5)CO2中混有H2S气体,欲获取纯净、干燥的CO2,要先将H2S气体除去,由于二氧化碳也能与氢氧化钠溶液反应,故只能用硫酸铜溶液除去H2S气体,即甲中盛放硫酸铜溶液;要得到干燥的二氧化碳,还要除去水蒸气,故丙中盛放的是浓硫酸,目的是干燥二氧化碳。【要点精讲】
要点1 二氧化碳的制取实验
【重要提示】实验室制取气体的一般思路:若要制取气体,首先研究生成该气体的化学反应原理,就是要研究在实验条件下(如常温、加热、加催化剂等),可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体;第二,需要研究制取这种气体所采用的实验装置;第三,需要研究如何验证制得的气体就是所要制的气体。【例1】我们学习过常见气体的实验室制法,知道了制取气体的一般思路和方法。
(1)实验室制取气体时,确定发生装置需要考虑的两种因素有________(填序号)。?
A.反应物的状态 B.气体的密度
C.反应的条件 D.气体的溶解性(2)某实验室的仪器柜里有如下仪器:
仪器①的名称是________。实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时,不可能选择的仪器是________(填序号)。?(3)老师提出用碳酸钠粉末与稀盐酸制取二氧化碳,其反应的化学方程式为________________________。?
为了完成该实验,有四位同学组装了以下发生装置,你认为最合适的一套装置是________(填序号),该装置的最大优点是_______________________________
______________________________。?解析 (1)实验室制取气体时,确定发生装置需要考虑
的两种因素是反应物的状态和反应的条件。(2)仪器
①的名称是长颈漏斗;实验室用大理石和稀盐酸制备
并收集二氧化碳时,属于固体和液体混合不需要加热
的反应,所以不需要酒精灯,二氧化碳能溶于水,所以
不能用排水法收集,所以也不需要⑤。(3)碳酸钠粉末
与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,该反应的
化学方程式为Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑;该反应是固体和液体混合不需要加热的反应,所以最合适的一套装置是D,该装置的最大优点是能控制反应速率。
答案 (1)A、C (2)长颈漏斗 ②⑤ (3)Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ D 能控制反应速率【变式训练1】回答实验室用高锰酸钾制取氧气的相关问题。
(1)写出制取原理的化学方程式:______________
______________________________。?(2)如图所示,发生装置应选用________(填编号,下同),以下气体收集装置不能采用的是________。?(3)为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积,应选用如图装置________(填编号)。?(4)实验结束,某同学发现收集到的纯氧气质量大于通过化学方程式计算所得质量。不考虑实验误差,请你就此提出一种猜想并设计相应验证方案:_________
________________________________________。?解析 (1)高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二
氧化锰和氧气,化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+
MnO2+O2↑。(2)高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸
钾、二氧化锰和氧气,属于固固加热型。因为氧气的
密度比空气大,可以用向上排空气法收集;氧气不易溶
于水,可以用排水法收集;不能用向下排空气法收集。
(3)据氧气的密度比水的小,应从短管进,水从长管出,故选丙。(4)实验结束,某同学发现收集到的纯氧气
质量大于通过化学方程式计算所得质量,可能是产物
K2MnO4受热生成氧气;验证方案是:取K2MnO4固体加热,
用带火星的木条检验是否生成氧气。
答案 (1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)A E (3)丙
(4)可能是产物K2MnO4受热生成氧气;取K2MnO4固体加
热,用带火星的木条检验是否生成氧气要点2 二氧化碳的性质
【重要提示】理解二氧化碳的性质时,要注意与O2、H2、N2、CO性质的比较和总结,特别是作为酸性氧化物的性质。【例2】某研究小组为了验证二氧化碳的部分性质,进行如下实验。(1)利用图一实验验证二氧化碳具有密度比空气大、不能燃烧、________________________________的性质。要让蜡烛自下而上熄灭,选用图一中的________装置更易成功。?(2)利用图二装置验证二氧化碳能否与氢氧化钠、氢氧化钙反应。他们先关闭K1,打开K2,往导管中缓缓通入600毫升二氧化碳,丙、丁容器中均无明显现象;然后打开K1,关闭K2,继续往导管中通入二氧化碳,观察到丁容器中出现浑浊(通常情况下1体积水大约能吸收1体积二氧化碳)。根据以上现象,可以推断本实验中二氧化碳________。?A.一定与氢氧化钙反应
B.可能与氢氧化钙反应
C.一定与氢氧化钠反应
D.可能与氢氧化钠反应解析 (1)往烧杯中倾倒二氧化碳,二氧化碳的密度比
空气大,所以汇集到烧杯底部,二氧化碳自身不能燃烧
也不支持燃烧,因此底部的蜡烛先被隔绝了氧气,先熄
灭。由此可知,二氧化碳灭火的原理是二氧化碳的密
度比空气大,覆盖在可燃物的表面上,使可燃物与氧气
隔绝,从而达到灭火的目的。乙装置可有效防止二氧
化碳直接与上面的蜡烛接触,更好地形成对流。(2)先关闭K1,打开K2,往导管中缓缓通入600毫升二氧化碳,通常情况下按1体积水大约吸收1体积二氧化碳算图二中最多只能吸收200毫升二氧化碳,由于丁容器中无明显现象,可以说明甲装置吸收了更多的二氧化碳,所以C成立;打开K1,关闭K2,继续往导管中通入二氧化碳,观察到丁容器中出现浑浊,所以A成立。
答案 (1)不支持燃烧或不助燃 乙 (2)A、C【变式训练2】已知盐酸是HCl气体溶于水所形成的溶液。在实验室制取二氧化碳并检验其性质的实验中,如果用浓盐酸代替稀盐酸,并将产生的气体通入澄清的石灰水,往往看不到溶液变浑浊的现象。现有一同学用下列装置进行实验,却看到了澄清石灰水变浑浊的现象。回答下列问题:
(1)A装置中发生反应的化学方程式是___________
__________________________________________。?
(2)B装置的作用是_____________。?
实验后向B中滴入石蕊溶液可看到的现象是________
___________________________________________,?
写出B中所有溶质的化学式:_____________。?(3)如果去掉B装置,将A与C直接相连,则C装置中可能发生反应的化学方程式为?___________________
_________________________________________。?答案 (1)CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O
(2)除去氯化氢气体 石蕊变红 HCl、H2CO3
(3)Ca(OH)2+2HCl====CaCl2+2H2O分块讲解四 臭氧层、温室效应、大气污染【知识回顾】
1.臭氧层、温室效应
(1)臭氧层
①形成:O2 2O O+O2====O3
②作用:能阻挡和削弱过强的_______,对生物有保护
作用。
③保护措施:禁止生产和使用含氟氯烃的制冷剂、发
泡剂、洗洁剂、喷雾剂等化学物质。紫外线(2)温室效应
①成因:大气中的二氧化碳对地球起着保温作用。
②利弊:适度的温室效应能保证地球上的气温平衡,适于动植物的生存。
在一定程度上导致全球气候变暖,并引起一系列恶果,如两极冰川融化,海平面上升,荒漠化扩大,土地侵蚀加重。③防止温室效应加剧的相关措施:
a.改变燃料结构,发展太阳能、核能、氢能源等来替代矿物燃料。
b.增加地表的绿化面积,有效地增强光合作用。2.空气污染及防治
(1)污染来源:化石燃料的燃烧、_________的排放。
(2)主要污染物:___、氮氧化物、___、可吸入颗粒物,
其中___、_________会导致酸雨。汽车尾气SO2COSO2氮氧化物(3)防治空气污染的方法:制定环境保护法律(环境保护是我国的一项基本国策),控制污染源,减少废气的排放,提倡使用无污染能源,加强空气质量预报,改善环境状况,积极植树造林、种草等。【基础落实】
1.(2017·天津)下列物质中,目前计入“空气污染指
数” 项目的是 ( )
A.氮气 B.氧气
C.稀有气体 D.可吸入颗粒物
解析 氮气、氧气 、稀有气体都是空气中固有的成
分,不是污染物,可吸入颗粒物是污染物,选D。D2.(2017·天津)臭氧(O3)主要分布在距离地面10～
25 km的高空。它能吸收大部分紫外线,保护地球生
物。臭氧属于 ( )
A.非金属单质 B.金属单质
C.化合物 D.混合物A3.(2017·成都)下列不属于空气污染物的是 ( )
A.CO2 B.NO2 C.SO2 D.PM2.5
解析 二氧化碳不是空气污染物;二氧化氮和二氧化
硫都会形成酸雨,属于空气污染物;PM2.5是空气中的
可吸入颗粒物,属于空气污染物。A4.(2016·湖州)如何减少温室气体二氧化碳的含量是
科学家一直在探索的课题。最近中国科学技术大学的
专家找到一种新型催化剂,可将二氧化碳转化为液体
燃料甲酸(CH2O2)。下列说法中,不正确的是 ( )
A.地球上二氧化碳含量上升主要原因是植物的呼吸作
用
B.二氧化碳能阻挡地面辐射,对地球有保温作用
C.二氧化碳转化为甲酸的过程属于化学变化
D.这种新型催化剂在反应前后质量不变A解析 A.大量燃烧化石燃料,可产生大量的二氧化碳,是大气中二氧化碳含量增加的主要原因,绿色植物的呼吸作用不会造成二氧化碳的含量不断上升,故说法错误;B.二氧化碳是光合作用的原料,也是调节温度的重要气体,对地面起着保温作用,故说法正确;C.二氧化碳转化为甲酸的过程中有新物质甲酸生成,属于化学变化,故说法正确;D.催化剂在反应前后质量不变,故说法正确。【要点精讲】
要点1 大气污染与温室效应
【重要提示】二氧化碳不是大气污染物,但会导致温室效应的加剧。
【例1】二氧化碳的“捕捉”与“封存”是实现温室气体减排的重要途径之一。实际生产中,经常利用足量NaOH溶液来“捕捉”CO2,流程图如下(部分条件及物质未标出)。(1)分离室中进行的操作是____________。?
(2)该流程图所标出的物质中,溶于水放出大量热的氧化物是________。?(3)“捕捉室”内发生反应的化学方程式为_______
___________________________。?
(4)将CaO加入X溶液中,其中发生复分解反应的化学方程式是________________________________。?解析 (1)碳酸钙难溶于水,所以分离室中进行的操作是过滤;(2)氧化钙和水反应生成氢氧化钙的过程中放出大量热;(3)二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为CO2+2NaOH====Na2CO3 +H2O;(4)氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式是Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH。答案 (1)过滤 (2)CaO(或氧化钙)
(3)CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
(4)Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH【变式训练】(PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它是造成雾霾天气的“元凶”之一。下列做法不会增加空气中PM2.5的是 ( )
A.燃煤发电 B.燃放烟花爆竹
C.焚烧垃圾 D.使用太阳能热水器解析 A.煤属于化石燃料,燃烧生成微小颗粒物,会增加PM2.5污染,故选项错误;B.燃放烟花爆竹,会产生大量微小颗粒物,会增加PM2.5污染,故选项错误;C.焚烧垃圾,会产生大量微小颗粒物,会增加PM2.5污染,故选项错误;D.太阳能是清洁的能源,使用太阳能热水器,能减少PM2.5污染,故选项符合题意。
答案 D要点2 臭氧层
【重要提示】大气污染物会破坏臭氧层,主要原因是大气污染物中的一些成分成为O3+O====2O2反应的催化剂,并使反应反复循环。【例2】冰箱制冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子,并进行下列反应:Cl+O3 →ClO+O2,ClO+O →Cl+O2。下列说法不正确的是 ( )
A.氟氯甲烷是总反应的催化剂
B.反应后将O3转化为O2
C.Cl原子是总反应的催化剂
D.Cl原子反复起分解O3的作用解析 将两个方程式相加可得:O3+O 2O2,可知Cl
原子是总反应的催化剂,因为它在反应前后质量和化
学性质都没有发生变化,它加快了臭氧的分解,故选
A。
答案 A分块讲解五 综合提升
【综合运用】
常见气体的检验和鉴别
【重要提示】与气体有关的不但有发生、收集装置,而且有净化、干燥、性质实验装置,组合在一起需要综合考虑。下面是几种常见气体的检验和鉴别。【例】(2015·济南)如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),某化学小组的同学欲利用其进行下列各探究实验。(1)以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体,按照要求设计实验装置、连接仪器,并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为________(从左到右填写仪器序号字母)。(提示:挥发出少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)?②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为
_________________________________________。?
③若将二氧化碳气体通入酚酞试液中,试液显__________色。?(2)用一氧化碳气体(含少量水蒸气)测定某铁的氧化物(Fe2O3)的元素组成比例,并验证反应中气体生成物的性质,所选仪器按A1→E→C→A2顺序连接(A1、A2为浓硫酸洗气瓶),并检验装置的气密性,所设计的实验装置中气体流向是从左向右。①反应前大玻璃管中加入铁的粉末状氧化物(FexOy)试
样的质量为ag,实验结束后,继续通入一氧化碳气体,
直至大玻璃管冷却。这时测量到E处大玻璃管中粉末
状固体的质量减少了bg,试推算该铁的氧化物的化学
式中x、y的比值: =________(用含a和b的代数式表
示)。(设所发生的反应均完全进行)?②将少量二氧化碳通入大量澄清石灰水中,出现白色浑浊,且溶液质量减少。试解释溶液质量减少的原因:______________________________________
________________________________________。?
③对于该实验方案设计还存在不完善之处,你的具体改进方案是_______________________________。?解析 (1)①用固态的石灰石与液态的稀盐酸反应来制取二氧化碳,选择B来制取,用饱和的碳酸氢钠溶液来除去二氧化碳中的氯化氢气体,用浓硫酸对二氧化碳进行干燥,最后用向上排空气法来进行收集;
②石灰石的主要成分是碳酸钙,与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑;
③二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸不能使无色酚酞试液变色;(2)①一氧化碳还原铁的氧化物,生成铁和二氧化碳,E处减少的质量即为铁的氧化物中氧元素的质量bg,则其中铁元素的质量为(a-b)g。
那么: ②二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成了碳酸钙沉淀和水,故反应后溶液的质量减少了;
③尾气中含有的一氧化碳有毒,直接排放到空气中会造成空气污染,故应在装置最后添加一个点燃的酒精灯。答案 (1)①BDAG
②CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ ③无
(2)① ②因为反应后有碳酸钙白色沉淀
产生
③在装置最后添加一个点燃的酒精灯【实验探究】
判定催化剂
【重要提示】围绕催化剂展开的探究题在中考中经常出现。首先要结合一般探究题的特点,从变量控制和对照组设计着手解题。其次要掌握化学反应速率改变后的现象分析和反应前后催化剂本身的化学性质和质量是否变化的实验设计。【例】(2016·杭州)小金为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响,借助如图所示实验装置(夹持仪器略去)进行了两次实验,两次实验的部分设计如表所示:(1)实验2中应加入5%H2O2________毫升。?
(2)在两次实验中,可通过_____________________
来比较H2O2分解反应速率的大小。
(3)实验2中水浴温度控制在80 ℃时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还有_________________________________。?
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物里分离出来,可采取的方法是__________。?解析 (1)利用对比实验探究温度对H2O2分解反应速率
的影响时,变量应是温度,其余的量应相同,所以,实验
2中应加入5%H2O240毫升;(2)在两次实验中,可通过相
同的时间内注射器内气体的体积来比较H2O2分解反应
速率的大小;(3)实验2中水浴温度控制在80 ℃时,测
定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气
体受热膨胀外,还有温度较高时水蒸发成水蒸气;
(4)由于MnO2不溶于水,实验结束后若要将MnO2从混合
物里分离出来,可采取的方法是过滤、洗涤、干燥。答案 (1)40
(2)相同的时间内注射器内气体的体积
(3)温度较高时水蒸发成水蒸气
(4)过滤、洗涤、干燥【易错警示】
1.对催化剂的理解
【例1】实验室用加热氯酸钾的方法制取氧气,加入
下列哪种物质,可使分解速度加快、氧气的产量提高
( )
A.锰 B.二氧化锰
C.锰酸钾 D.高锰酸钾错解 B
错解原因 错解主要是审题不清,二氧化锰是催化剂,只能改变反应速度,不能改变氧气的产量。高锰酸钾分解会产生催化剂也会产生氧气,所以D满足题意。
答案 D2.如何检验瓶中是否含氧气
【例2】小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔(见右图)产生了兴趣,他确定了“探究鳔内气体体积和成分”作为研究性学习的课题。小明通过查阅有关资料获知:这种鱼鳔内氧气约占1/4,其余主要是二氧化碳和氮气。探究分两步进行:(1)测量鳔内气体体积。小明设计了两种方法:
A:用医用注射器抽取鳔内气体,测量其体积;
B:在水下刺破鳔,用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积(如右上图)。
你认为这两种方法中不合理的是________,理由:__
_________________________________________。?
写出与理由相关的化学方程式:________________
_________________________________________。?(2)探究鳔内气体的成分。给你两集气瓶的鳔内气体,请你帮助他设计实验验证假设。错解 验证鳔内含O2,用带火星的木条是否复燃的方法。
错解原因 验证鳔内含O2和验证一瓶气体是O2有区别,鳔内含O2只要木条能继续燃烧就行,一瓶气体是O2则要木条能复燃或燃烧更旺。答案 (1)B 鳔内的二氧化碳气体能溶于水,收集的气体体积比实际体积小 CO2+H2O====H2CO3
(2)
空气的组成
(1)主要成分:氮气(___%)、氧气(___%)、_________、
___、水蒸气及其他杂质。(%为_____分数)7821稀有气体CO2体积(2)用途
①氮气:是工业上生产硝酸和化肥的重要原料;液态氮
气常用作_______;因为氮气的性质_______,所以可用
于食品的防腐、保鲜和延长灯泡的使用寿命。
②氧气:是供给_____的重要物质;支持燃料的燃烧;还
用于钢铁冶炼、金属焊接等。制冷剂不活泼呼吸③稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡):由于化
学性质不活泼,常用作_______;通电时能发出不同颜
色的光,故可用作各种用途的_______。
④二氧化碳:是_____作用的原料;固态二氧化碳(又称
_____)是一种制冷剂,可用于冷藏、人工降雨;在工业
上可用于制纯碱、尿素、汽水等;还可用于灭火。保护气电光源光合干冰(3)测定空气中氧气的含量①原理:完全消耗一定量的空气中的__,导致压强变
___,气体减少的体积即为__的体积。
②常用装置及实验过程
a.按如图所示装置,先在集气瓶里加入少量水,再把剩
余的容积用记号笔划分成5等份。
b.点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察到的现象
是_______________________________,反应的化学方
程式为________________。O2小O2剧烈燃烧,产生大量白烟,瓶壁变热4P+5O2 2P2O5c.火焰熄灭后,振荡集气瓶,冷却至室温,打开导管上
的夹子,出现的现象是烧杯内的水流入集气瓶中;瓶
内水位_____;消耗的气体跟剩下的气体的体积比约
为_____。
实验说明:空气中O2的体积大约占1/5。升高1∶4③注意:实验药品和装置可以多样,但测定原理和注意
事项基本一致;所选药品只能与空气中的__反应,不能
和其他气体反应,且不能生成_________;药品的量要
_____;装置的气密性要_____;反应完成后要待冷却至
室温再读数。O2新的气体足量良好【基础落实】
1.(2016·天津)空气中含量较多且化学性质不活泼的
气体是 ( )
A.氧气 B.氮气
C.水蒸气 D.二氧化碳
解析 空气是一种天然资源,混合均匀,相对稳定,氮
气在空气中含量较多,在常温下化学性质极不活泼,一
般不与其他物质发生化学反应。B2.(2016·郴州)小林从冰箱里拿出冰冻的饮料,用干
布擦净瓶外壁的水,放置于桌面片刻,发现瓶外壁又
挂满水珠,这说明空气中有 ( )
A.氮气 B.氧气
C.二氧化碳 D.水蒸气D解析 A.氮气在该条件下不会液化,故选项错误;B.氧气在该条件下不会液化,故选项错误;C.二氧化碳在该条件下不会液化,故选项错误;D.小林从冰箱里拿出冰冻的饮料,用干布擦净瓶外壁的水,放置于桌面片刻,发现瓶外壁又挂满水珠,这说明空气中有水蒸气,故选项正确。3.(2017·长沙)空气是人类的宝贵资源,下列有关空
气的说法错误的是 ( )
A.空气的成分按体积计算,含量最多的气体是氮气
B.空气是混合物
C.氧气具有可燃性
D.稀有气体的化学性质不活泼C解析 A.空气中各成分的含量按体积分数计算,氮气占78%,含量最多;B.由两种或两种以上物质组成的物质叫混合物,由一种物质组成的物质叫纯净物,空气是混合物;C.氧气具有助燃性;D.稀有气体构成的原子都是稳定结构,不易发生电子得失,因而化学性质不活泼。4.(2016·本溪)下列有关空气及其成分的说法正确的
是 ( )
A.空气中体积分数最大的气体是氧气
B.鱼能在水中生存,说明氧气易溶于水
C.空气中可吸入颗粒物的多少不会影响人体健康
D.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可用作电
光源D解析 A.空气中各成分的体积分数分别是氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸气和其他气体和杂质0.03%,空气中体积分数最大的气体是氮气,不是氧气,故选项错误;B.鱼能在水中生存,说明氧气能溶于水,但是无法判断溶解度大小,所以是错误的,故选项错误;C.空气中可吸入颗粒物的多少会影响人体健康,空气污染的途径主要有两个:有害气体和粉尘,故选项错误;D.稀有气体的用途是作各种电光源、作保护气等,故选项正确。5.据探测卫星发回的数据分析,火星大气中95%是二氧化碳,其余为少量的氮气、氢气,还找到了有液态水存在的证据。根据以上信息,某同学作出如下推断:
①火星大气是混合物
②火星大气与地球大气成分相似
③火星上钢铁不容易生锈
④火星环境适宜人类生存
⑤火星上温室效应显著你认为正确的是 ( )
A.①③⑤ B.②③⑤
C.②③④ D.①④⑤A6.(2017·菏泽)如图是用红磷燃烧法测定空气里氧
气含量的装置图,有关此实验的结论与分析错误的
是 ( )CA.此实验证明,氧气约占空气体积的1/5
B.此实验证明,反应后集气瓶内剩余的气体,既不易溶于水,也不支持燃烧
C.该实验中的红磷还可以用硫来代替
D.若该实验没有达到预期目的,可能的原因之一是装置气密性不好解析 测定空气中氧气含量的原理是利用物质与空气
中的氧气反应,又不生成气体,使瓶内气体减少,压强
变小,水倒流入集气瓶内,倒流的水的体积就等于瓶内
氧气的体积。实验中倒流的水约占瓶的容积的五分之
一,证明氧气约占空气体积的1/5。B.实验中,水进入
集气瓶后,氮气没有减少,此实验证明,反应后集气瓶
内剩余的气体,既不易溶于水,也不支持燃烧;C.该实验中的红磷不能用硫来代替,因为生成物二氧化硫是气体;D.装置气密性不好,可能会导致测定结果偏大或偏小。【要点精讲】
要点 空气中氧气含量的测定
【重要提示】空气成分测定实验的关键是弄清实验原理和选用的可燃物应满足什么条件。可燃物应满足的条件:
(1)该物质能在空气中燃烧且只与空气中的氧气反应;
(2)燃烧后不能有气体生成或生成的气体可以完全溶于实验所用的液体;
(3)所选可燃物必须足量。【例】如图所示,为测定空气中氧气的体积含量,将无底集气瓶放入盛水的水槽中,将无底集气瓶内水面以上的容积分成5等份。在燃烧匙内盛有过量的红磷,用酒精灯点燃后,立即插入无底集气瓶内,同时塞紧橡皮塞。(1)实验过程中燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷?
_________________________________________
_________________________________________
(2)请说出观察到的现象、原因及结论。
_________________________________________
_________________________________________
(3)实验中若燃烧匙中红磷的质量太少,测得氧气的体积分数会________。?解析 红磷燃烧时消耗了空气中的氧气,由于产物五氧化二磷是一种固体,几乎不占体积,这样,在大气压的作用下,水就会进入无底集气瓶来补充所消耗的氧气的体积。若可燃物太少,则会使无底集气瓶内氧气未被全部耗尽,从而导致测量结果偏小。答案 (1)盛放过量红磷的目的是让氧气全部消耗完,使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积
(2)现象:产生大量白烟,水面约上升至刻度1处。原因:①红磷燃烧消耗氧气,生成五氧化二磷固体。②无底集气瓶内压强小于外界大气压,水被压入无底集气瓶内。结论:氧气约占空气体积的1/5
(3)偏小【变式训练】某校研究性学习小组用下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验,燃烧、冷却后打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%。(1)图中A仪器的名称是________,燃烧、冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶中的原因是____________
__________________________________________。?
(2)如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的________%。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%,根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。?【发现问题】 氮气是怎样减少的呢?
【假设一】 氮气与镁条反应而减少。
【假设二】 ____________________________。?
【查阅资料】 镁条在氮气中能燃烧,产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮的化合价是________。?
镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁,该反应的类型是________。?(3)通过以上探究,你对燃烧的有关知识有了什么新的认识?(写出一点即可)
__________________________________________
___________________________________________。答案 (1)烧杯 集气瓶中气体减少,压强减小,导致烧杯中的水进入集气瓶中
(2)21 氮气与瓶内的其他物质反应而减少
-3价 置换反应
(3)燃烧不一定需要氧气(或燃烧也可以是置换反应;或二氧化碳能灭火,但在一定条件下也能支持燃烧等)分块讲解二 氧气【知识回顾】
1.氧气
(1)物理性质
O2通常是一种___色、___味的___体,密度比空气
_____,_____溶于水,液态、固态时呈___色。无无气略大不易蓝(2)化学性质
氧气的化学性质_____,在一定条件下可与很多物质
发生氧化反应。例如:活泼(3)制法
①工业制法:工业上常用_____________的方法制备氧
气。首先通过降温加压,使空气_____,然后蒸发,利用
各成分的_____不同分离开。分离液态空气液化沸点②实验室制法
a.原理:利用分解反应制氧气b.实验装置c.收集和验满方法
排水法:当集气瓶口有大气泡冒出时说明已收集满;
_____排空气法:带火星的木条_____瓶口,复燃则已
收集满。
d.检验方法
带火星的木条_____瓶口,复燃则为氧气。向上靠近伸入(4)催化剂
①定义:在化学反应中能_____其他物质的反应速率,
而自身的_____和_________都没有发生改变的物质。
②注意:催化剂的作用只是改变反应速率,可以加快也
可以减慢,不能改变生成物的种类和多少;反应前后催
化剂本身的质量和_____性质不变,并非所有性质都不
变。改变质量化学性质化学2.燃烧和灭火
(1)燃烧的定义:通常指可燃物与__发生的发光、发
热、剧烈的_____反应。
(2)燃烧的条件:①可燃物;②与__接触;③可燃物的温
度要达到_______(即物质燃烧所需的最___温度)。O2氧化O2着火点低【注意】①三个条件必须同时具备,可燃物才能燃烧。
②有些燃烧不一定有O2参加,如H2在Cl2中也能燃烧。(3)灭火的措施:破坏燃烧的条件即可灭火,常用方法
有:隔绝__;降低温度;移走可燃物。
(4)促进燃烧的方法:增大________;增大可燃物与O2
的接触面积。O2O2的浓度【基础落实】
1.(2017·广州)下列关于氧气的说法不正确的是 ( )
A.O2可以支持燃烧
B.O2可用排水法收集
C.O2可用于医疗急救
D.细铁丝在O2中燃烧生成Fe2O3D解析 A.O2可以支持燃烧,正确;B.O2不溶于水,因此可用排水法收集,正确;C.O2支持呼吸,可用于医疗急救,正确;D.细铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4,错误。2.(2017·重庆)加压或降温可将氧气变成液氧,下列
说法正确的是 ( )
A.液氧是一种氧化物
B.液氧中的分子停止了运动
C.加压使分子间间隙减小
D.氧气和液氧由不同种分子构成C解析 A、液氧是液态的氧气,属于单质,错误;B、分子总是在不断运动的,错误;C、氧气加压降温变成液氧,是因为加压降温后,氧分子间的间隔变小,正确;D、氧气与液氧均是由氧分子构成的,错误。3.(2017·温州)如图是小明整理的与氧气化学性质
有关的部分笔记,他归纳了以下四点,其中不合理的
是 ( )
S+O2 SO2
C+O2 CO2
3Fe+2O2 Fe3O4
A.都是单质与单质反应 B.都是氧化反应
C.都生成了化合物 D.都生成了气体D解析 A.单质是由一种元素组成的纯净物,S、C、Fe、O2均属单质,正确;B.物质与氧发生的反应属氧化反应,有氧气参与的反应一定是氧化反应,故这三个反应均是氧化反应,正确;C.化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,二氧化硫、二氧化碳、四氧化三铁均属化合物,正确;D.四氧化三铁是一种黑色固体,错误。4.(2017·长沙)下列有关燃烧的实验现象描述正确的
是 ( )
A.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B.铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,
放热
C.红磷燃烧产生大量白雾
D.木炭在空气中燃烧产生火焰,不放热B解析 A.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰;B.铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,放热;C.红磷燃烧产生大量白烟;D.木炭在空气中燃烧产生火焰,放出大量热。5.(2017·舟山)下面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___________________
_______________________。B、C将带火星的木条放在集气瓶口,若复燃,则集满解析 用氯酸钾和二氧化锰来制取氧气,反应需要加热,因此选择装置B,氧气的密度比空气大,且不易溶于水,可以用排水法和向上排空气法收集,但是此题要求收集干燥的氧气,所以只能选择C装置。氧气的验满方法是将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃证明氧气满了。6.(2017·成都)实验室使用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气并回收二氧化锰,可供选择的实验仪器和用品如下。(1)制取氧气的化学方程式是___________________。
(2)制取氧气时,用 a 仪器加入过氧化氢溶液的优点
是_____(填字母)。
A.便于控制反应快慢
B.定量添加药品更方便
C.生成氧气质量更大2H2O2 2H2O+O2↑A、B(3)回收二氧化锰,需要进行过滤操作,除上图仪器以
外,过滤还需要的仪器名称为_______。
(4)过滤时,__(填序号)的末端要轻轻地斜靠在三层滤
纸的一边。过滤结束后,小心取下滤纸,将纸上的固体
_________(操作名称),转移装瓶,贴上标签。生活中
可以替代滤纸的物品是___________________(填一
种)。铁架台f洗涤干燥纱布(答案合理即可)(5)回收的二氧化锰,还可以在上述反应中反复使用。
其原因是_____________________________________
_______。MnO2为催化剂,化学反应前后质量和化学性质不变解析 (1)实验室用过氧化氢溶液制取氧气,二氧化锰作催化剂。(2)用注射器加药品可以控制反应的快慢以及定量添加药品。(3)过滤操作时还需用到的是铁架台。(4)过滤操作时玻璃棒下端要紧靠三层滤纸,过滤完以后需要将固体洗涤干燥再转移到容器内,生活中可以替代滤纸的是纱布或纱窗等物质。(5)二氧化锰在反应中作为催化剂,反应前后的质量和化学性质都不变,所以可以反复使用。【要点精讲】
要点1 氧气的性质
【重要提示】掌握各物质在氧气中燃烧的现象是其中
的关键。解答好此类题的关键是弄清火焰、烟、雾的
区别。火焰是可燃性气体或易汽化的固、液体物质燃
烧时所形成的时明时暗、时大时小的发光现象,如氢
气、甲烷、一氧化碳、酒精、汽油、煤油、石蜡、木
材、硫等物质燃烧均能形成火焰;而铁、铝、木炭等物质,由于它们的沸点高、难汽化,燃烧时只能发光,因而在燃烧时不会形成火焰。烟是可燃物质燃烧时产生的大量固体小颗粒分散悬浮于空间而形成的,如红磷燃烧生成细小的五氧化二磷颗粒,形成白烟。雾是小液滴分散悬浮于空间而形成的。如打开浓盐酸瓶可见白雾,是由于挥发出来的氯化氢气体与空气中水蒸气结合形成了盐酸小液滴的缘故。【例1】(2016·郴州)科学实验是人类获取科学知识,验证科学理论的重要手段,其中,对实验现象的正确描述很重要,以下实验现象描述正确的是 ( )
A.红磷在空气中燃烧,产生大量白雾
B.细铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成白色固体
C.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液混合产生蓝色沉淀
D.硫在空气中燃烧发出蓝紫色的火焰解析 A.红磷在空气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白雾,故选项说法错误。B.细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体,故选项说法错误。C.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,会观察到混合产生蓝色沉淀,故选项说法正确。D.硫在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,故选项说法错误。
答案 C【变式训练1】( 2016·上海)硫在氧气中燃烧,现象描述正确的是 ( )
A.产生耀眼白光 B.产生黑色固体
C.产生蓝紫色火焰 D.产生大量白雾解析 硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体。
答案 C要点2 氧气的制取
【重要提示】氧气的制取原理是确定制取氧气发生装置的关键,氧气的密度、溶解性等性质是确定收集氧气的装置的关键,同时应认识各种器材。【例2】(2016·绍兴)进行氧气制取与性质检验的实验。
(1)以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气,应选用的装置是________(选填序号)。?(2)实验中,用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气,能使带火星木条复燃。那么使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢?进一步展开探究。第一组实验:5只容积均为100毫升的集气瓶,分别装入一定体积的水,再用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次伸入5只集气瓶中,记录实验现象。以相同方法完成第二组实验。两组实验的数据和现象见下表。(已知空气中氧气的体积分数为21%)①第一组实验D瓶,集气结束时氧气的体积分数为__________%。?
②经计算,第二组实验C瓶的氧气体积分数为48.65%,由此得出“使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是48.65%”的结论。对此结论和过程进行评价:____________________________________。?解析 (1)以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气,反应物为过氧化氢,二氧化锰作催化剂,为固液反应,不需加热,故发生装置选A装置,氧气密度比空气大,不易溶于水,可以用向上排空气法,也可用排水法进行收集,但图示向上排空气法有错误,故只能选E装置。(2)①集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×空气中氧气的体积分数,第一组实验D瓶,集气结束时氧气的体积分数为40%+60%×21%=52.6%。②该结论不严格,由图中可知,当水的体积分数达到35%时,带火星的木条复燃,水的体积分数达到33%时,带火星的木条不复燃,应作一个补充实验,当水的体积分数达到34%时,看带火星的木条是否复燃;采取“半值法”探究能减少实验次数,实际上就是通过实验数据的分析,减少不必要的实验,第二组实验若按B、C的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%～35%之间,从而省去编号A、D、E的实验,但需补充一个当水的体积分数达到34%的实验。答案 (1)A、E (2)①52.6
②该结论不严格;实验过程可省去第二组中编号A、D、E的实验,补充一个当水的体积分数达到34%的实验【变式训练2】( 2016·丽水)如图是“用双氧水制
取收集一瓶氧气”实验的主要步骤,其中操作错误的
是 ( )解析 A.向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨,图中所示操作正确。B.氧气密度比空气的大,可用向上排空气法收集,图中所示操作正确。C.检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,图中所示操作正确。D.检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,图中所示操作错误。
答案 D要点3 燃烧和灭火
【重要提示】燃烧的条件:①可燃物,②与氧气(或空气)接触,③温度达到可燃物的着火点,三者缺一不可。同样无论在什么条件下,只要满足了燃烧的条件,就一定会发生燃烧。而灭火的原理就是破坏燃烧的条件,使燃烧反应停止,所以灭火的原理有三个:移走可燃物、隔绝氧气(或空气)、降低温度至可燃物的着火点以下。【例3】(2017·温州)为了研究可燃物的燃烧条件,某兴趣小组同学用如图所示装置进行实验(白磷、红磷均不超过绿豆大小,锥形瓶中的白磷A与红磷C尽量拉开距离),白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为240 ℃。(1)写出锥形瓶中发生的实验现象:_____________
__________________________________________。?
(2)结合本实验目的,写出烧杯中70 ℃热水的作用:
__________________________________________。?解析 锥形瓶中的白磷与红磷都与氧气接触,一个是白磷达到了着火点燃烧了,一个是红磷没达到着火点没有燃烧,所以验证条件是温度是否达到着火点;锥形瓶中的白磷和水中的白磷温度都达到了着火点,但一个与氧气接触,一个在水下与氧气不接触,所以验证的条件为是否与氧气接触,因此水的作用是使白磷B隔绝氧气,使白磷A的温度达到着火点;锥形瓶中发生的现象是白磷A燃烧,产生白烟,放出热量使温度计的示数上升。答案 (1)白磷A燃烧,产生白烟,温度计的示数上升 (2)使白磷B隔绝氧气,使白磷A的温度达到着火点【变式训练3】(2017·衢州)小柯用高锰酸钾制取氧气,并用制得的氧气来探究白磷燃烧的条件。(1)指出图甲装置中存在的错误是_____________。?
(2)乙中的白磷不燃烧,丙中的白磷燃烧,可以得出的结论是________。?解析 (1)甲图存在的错误是导管伸入试管中过长;
(2)乙、丙实验设计中只有温度不同所以可得结论:白磷燃烧的条件是温度要达到白磷的着火点。
答案 (1)导管伸入试管中过长 (2)白磷燃烧的条件是温度要达到白磷的着火点【变式训练4】某同学做红磷在氧气中燃烧实验时,将点燃的红磷伸入盛有氧气的集气瓶中,红磷剧烈燃烧,过一会儿,燃烧匙内火焰熄灭。接着立即从集气瓶中取出燃烧匙,熄灭的红磷又复燃了。
(1)请你分析红磷复燃的原因:___________________
________________________________________。?
(2)消防队员在火灾现场扑灭明火后,还要继续洒水的原因是_________________________________。?解析 (1)从集气瓶中取出燃烧匙,红磷又接触到空气中的氧气,且温度达到了红磷的着火点,满足了燃烧的条件,所以红磷又复燃;(2)火灾基本扑灭后,可能存在暗火,继续洒水,可进一步降低温度,使其低于可燃物的着火点,防止重新燃烧。答案 (1)红磷又接触到空气中的氧气,且温度达到了红磷的着火点,满足了燃烧的条件
(2)继续洒水,可进一步降低温度,使其低于可燃物的着火点,防止重新燃烧分块讲解三 二氧化碳【知识回顾】
二氧化碳
(1)物理性质
CO2通常是___色、___味的___体,密度比空气___,
___溶于水。无无气大能(2)化学性质
①与水反应生成碳酸,化学方程式为_______________;
碳酸的水溶液能使紫色石蕊试液变___。碳酸不稳定,
受热易分解,化学方程式为___________________。
②能使___________变浑浊,化学方程式为
_________________________。
③不能燃烧也不支持燃烧。CO2+H2O====H2CO3红H2CO3 H2O+CO2↑澄清石灰水Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O(3)制法
①工业制法:工业上利用煅烧_______的方法制取二氧
化碳,化学方程式为___________________。
②实验室制法:
a.原理:利用_______或大理石和稀___酸反应制取,化
学方程式为____________________________。石灰石CaCO3 CaO+CO2↑石灰石盐CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑【注意】不能用Na2CO3,因为反应太快;不能用稀硫酸,
因为会生成微溶的CaSO4覆盖在大理石表面,阻止反应
进一步进行;也不能用浓盐酸,因为会挥发出____气体,
使CO2不纯。HClb.实验装置【注意】该发生装置适用于一切固体和液体反应,且
不需加热制取气体的实验。
c.收集和验满方法
向上排空气法:燃烧的木条_____瓶口,熄灭则已收集
满。
d.检验方法:将___________倒入瓶中振荡,溶液变
_____,说明为CO2。靠近澄清石灰水浑浊【基础落实】
1.(2017·重庆)O2和CO2总与我们如影随行,下列关于
它们的叙述中不正确的是 ( )
A.O2具有助燃性,而CO2可用来灭火
B.空气中O2过多无害,而CO2过多会形成酸雨
C.它们都可用向上排空气法收集
D.自然界里它们可通过光合作用和呼吸作用相互转化B解析 氧气具有助燃性,二氧化碳用于灭火,正确;空气中二氧化碳含量过多会引起温室效应,不会造成酸雨;氧气和二氧化碳的密度都大于空气,故都可用向上排空气法收集;自然界中可以通过光合作用和呼吸作用实现二者相互转化。2.如图,以下气体制备的发生装置说法正确的是 ( )DA.装置a可用作实验室制备CO2
B.装置b烧杯中加水后,干燥管内外液面一致,则气密性良好
C.装置c可用作实验室制备氧气
D.装置d可用作实验室制备氧气、氢气3.(2016·苏州)下列关于二氧化碳的说法不正确的
是 ( )
A.二氧化碳有毒
B.二氧化碳常用于灭火
C.干冰可用于人工降雨
D.光合作用会消耗二氧化碳A解析 A.二氧化碳不帮助呼吸,能使人致死,但没有毒性,故A说法错误;B.二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,可用于灭火,故B说法正确;C.固体二氧化碳叫干冰,干冰升华能吸收大量热量,可用于人工降雨,故C说法正确;D.光合作用的原料是二氧化碳和水,光合作用会消耗二氧化碳,故D说法正确。4.(2016·衡阳)如图所示实验能够说明二氧化碳具有
的性质有 ( )
①不能燃烧 ②不能支持燃烧
③还原性 ④密度比空气大
⑤密度比空气小
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①②⑤C5.(2017·苏州)实验室常用块状大理石和稀盐酸制取
CO2气体。
(1)写出实验室制取CO2的化学方程式:
____________________________。CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑(2)若用如图所示装置(固定装置省略)制CO2:连接好
装置后, 需检查装置的气密性。具体操作方法是先
__(填字母,下同),后__,若导管口有气泡,放手后导
管内上升一段稳定的水柱,则气密性良好。
A.用手捂住试管 B.将导管一端浸入水中BA(3)实验室收集CO2可用的方法是__(填字母)。
A.排水法 B.向下排空气法 C.向上排空气法
(4)实验室常用澄清石灰水检验CO2,写出反应的化学
方程式:_________________________。?CCO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O(5)某些大理石中含少量硫化物,使制得的CO2中混有H2S气体。欲获取纯净、干燥的CO2,需对发生装置中产生的气体进行除杂,实验装置如下:查阅资料:Ⅰ.H2S能与NaOH等碱溶液、CuSO4溶液反
应。
Ⅱ.CO2中混有的HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收。
①装置甲中所盛试剂应选用__(填字母)。
A.浓硫酸 B.NaOH溶液
C.澄清石灰水 D.CuSO4溶液
②装置丙的作用是____________________________。D除去CO2中的水蒸气(或干燥CO2)解析 (1)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化
碳,同时还生成了氯化钙和水,反应的化学方程式表示
为CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑。(2)检查该装置的气
密性的方法是“一浸二握三看”,即将导气管的一端
浸入水中,然后用手握住试管,看试管口是否有气泡产
生,若有,表示装置的气密性良好。(3)二氧化碳的密
度比空气大,易溶于水,故只能用向上排空气法收集。(4)澄清的石灰水的主要成分是氢氧化钙,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式表示为 CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+ H2O。(5)CO2中混有H2S气体,欲获取纯净、干燥的CO2,要先将H2S气体除去,由于二氧化碳也能与氢氧化钠溶液反应,故只能用硫酸铜溶液除去H2S气体,即甲中盛放硫酸铜溶液;要得到干燥的二氧化碳,还要除去水蒸气,故丙中盛放的是浓硫酸,目的是干燥二氧化碳。【要点精讲】
要点1 二氧化碳的制取实验
【重要提示】实验室制取气体的一般思路:若要制取气体,首先研究生成该气体的化学反应原理,就是要研究在实验条件下(如常温、加热、加催化剂等),可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体;第二,需要研究制取这种气体所采用的实验装置;第三,需要研究如何验证制得的气体就是所要制的气体。【例1】我们学习过常见气体的实验室制法,知道了制取气体的一般思路和方法。
(1)实验室制取气体时,确定发生装置需要考虑的两种因素有________(填序号)。?
A.反应物的状态 B.气体的密度
C.反应的条件 D.气体的溶解性(2)某实验室的仪器柜里有如下仪器:
仪器①的名称是________。实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时,不可能选择的仪器是________(填序号)。?(3)老师提出用碳酸钠粉末与稀盐酸制取二氧化碳,其反应的化学方程式为________________________。?
为了完成该实验,有四位同学组装了以下发生装置,你认为最合适的一套装置是________(填序号),该装置的最大优点是_______________________________
______________________________。?解析 (1)实验室制取气体时,确定发生装置需要考虑
的两种因素是反应物的状态和反应的条件。(2)仪器
①的名称是长颈漏斗;实验室用大理石和稀盐酸制备
并收集二氧化碳时,属于固体和液体混合不需要加热
的反应,所以不需要酒精灯,二氧化碳能溶于水,所以
不能用排水法收集,所以也不需要⑤。(3)碳酸钠粉末
与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,该反应的
化学方程式为Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑;该反应是固体和液体混合不需要加热的反应,所以最合适的一套装置是D,该装置的最大优点是能控制反应速率。
答案 (1)A、C (2)长颈漏斗 ②⑤ (3)Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ D 能控制反应速率【变式训练1】回答实验室用高锰酸钾制取氧气的相关问题。
(1)写出制取原理的化学方程式:______________
______________________________。?(2)如图所示,发生装置应选用________(填编号,下同),以下气体收集装置不能采用的是________。?(3)为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积,应选用如图装置________(填编号)。?(4)实验结束,某同学发现收集到的纯氧气质量大于通过化学方程式计算所得质量。不考虑实验误差,请你就此提出一种猜想并设计相应验证方案:_________
________________________________________。?解析 (1)高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二
氧化锰和氧气,化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+
MnO2+O2↑。(2)高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸
钾、二氧化锰和氧气,属于固固加热型。因为氧气的
密度比空气大,可以用向上排空气法收集;氧气不易溶
于水,可以用排水法收集;不能用向下排空气法收集。
(3)据氧气的密度比水的小,应从短管进,水从长管出,故选丙。(4)实验结束,某同学发现收集到的纯氧气
质量大于通过化学方程式计算所得质量,可能是产物
K2MnO4受热生成氧气;验证方案是:取K2MnO4固体加热,
用带火星的木条检验是否生成氧气。
答案 (1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)A E (3)丙
(4)可能是产物K2MnO4受热生成氧气;取K2MnO4固体加
热,用带火星的木条检验是否生成氧气要点2 二氧化碳的性质
【重要提示】理解二氧化碳的性质时,要注意与O2、H2、N2、CO性质的比较和总结,特别是作为酸性氧化物的性质。【例2】某研究小组为了验证二氧化碳的部分性质,进行如下实验。(1)利用图一实验验证二氧化碳具有密度比空气大、不能燃烧、________________________________的性质。要让蜡烛自下而上熄灭,选用图一中的________装置更易成功。?(2)利用图二装置验证二氧化碳能否与氢氧化钠、氢氧化钙反应。他们先关闭K1,打开K2,往导管中缓缓通入600毫升二氧化碳,丙、丁容器中均无明显现象;然后打开K1,关闭K2,继续往导管中通入二氧化碳,观察到丁容器中出现浑浊(通常情况下1体积水大约能吸收1体积二氧化碳)。根据以上现象,可以推断本实验中二氧化碳________。?A.一定与氢氧化钙反应
B.可能与氢氧化钙反应
C.一定与氢氧化钠反应
D.可能与氢氧化钠反应解析 (1)往烧杯中倾倒二氧化碳,二氧化碳的密度比
空气大,所以汇集到烧杯底部,二氧化碳自身不能燃烧
也不支持燃烧,因此底部的蜡烛先被隔绝了氧气,先熄
灭。由此可知,二氧化碳灭火的原理是二氧化碳的密
度比空气大,覆盖在可燃物的表面上,使可燃物与氧气
隔绝,从而达到灭火的目的。乙装置可有效防止二氧
化碳直接与上面的蜡烛接触,更好地形成对流。(2)先关闭K1,打开K2,往导管中缓缓通入600毫升二氧化碳,通常情况下按1体积水大约吸收1体积二氧化碳算图二中最多只能吸收200毫升二氧化碳,由于丁容器中无明显现象,可以说明甲装置吸收了更多的二氧化碳,所以C成立;打开K1,关闭K2,继续往导管中通入二氧化碳,观察到丁容器中出现浑浊,所以A成立。
答案 (1)不支持燃烧或不助燃 乙 (2)A、C【变式训练2】已知盐酸是HCl气体溶于水所形成的溶液。在实验室制取二氧化碳并检验其性质的实验中,如果用浓盐酸代替稀盐酸,并将产生的气体通入澄清的石灰水,往往看不到溶液变浑浊的现象。现有一同学用下列装置进行实验,却看到了澄清石灰水变浑浊的现象。回答下列问题:
(1)A装置中发生反应的化学方程式是___________
__________________________________________。?
(2)B装置的作用是_____________。?
实验后向B中滴入石蕊溶液可看到的现象是________
___________________________________________,?
写出B中所有溶质的化学式:_____________。?(3)如果去掉B装置,将A与C直接相连,则C装置中可能发生反应的化学方程式为?___________________
_________________________________________。?答案 (1)CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O
(2)除去氯化氢气体 石蕊变红 HCl、H2CO3
(3)Ca(OH)2+2HCl====CaCl2+2H2O分块讲解四 臭氧层、温室效应、大气污染【知识回顾】
1.臭氧层、温室效应
(1)臭氧层
①形成:O2 2O O+O2====O3
②作用:能阻挡和削弱过强的_______,对生物有保护
作用。
③保护措施:禁止生产和使用含氟氯烃的制冷剂、发
泡剂、洗洁剂、喷雾剂等化学物质。紫外线(2)温室效应
①成因:大气中的二氧化碳对地球起着保温作用。
②利弊:适度的温室效应能保证地球上的气温平衡,适于动植物的生存。
在一定程度上导致全球气候变暖,并引起一系列恶果,如两极冰川融化,海平面上升,荒漠化扩大,土地侵蚀加重。③防止温室效应加剧的相关措施:
a.改变燃料结构,发展太阳能、核能、氢能源等来替代矿物燃料。
b.增加地表的绿化面积,有效地增强光合作用。2.空气污染及防治
(1)污染来源:化石燃料的燃烧、_________的排放。
(2)主要污染物:___、氮氧化物、___、可吸入颗粒物,
其中___、_________会导致酸雨。汽车尾气SO2COSO2氮氧化物(3)防治空气污染的方法:制定环境保护法律(环境保护是我国的一项基本国策),控制污染源,减少废气的排放,提倡使用无污染能源,加强空气质量预报,改善环境状况,积极植树造林、种草等。【基础落实】
1.(2017·天津)下列物质中,目前计入“空气污染指
数” 项目的是 ( )
A.氮气 B.氧气
C.稀有气体 D.可吸入颗粒物
解析 氮气、氧气 、稀有气体都是空气中固有的成
分,不是污染物,可吸入颗粒物是污染物,选D。D2.(2017·天津)臭氧(O3)主要分布在距离地面10～
25 km的高空。它能吸收大部分紫外线,保护地球生
物。臭氧属于 ( )
A.非金属单质 B.金属单质
C.化合物 D.混合物A3.(2017·成都)下列不属于空气污染物的是 ( )
A.CO2 B.NO2 C.SO2 D.PM2.5
解析 二氧化碳不是空气污染物;二氧化氮和二氧化
硫都会形成酸雨,属于空气污染物;PM2.5是空气中的
可吸入颗粒物,属于空气污染物。A4.(2016·湖州)如何减少温室气体二氧化碳的含量是
科学家一直在探索的课题。最近中国科学技术大学的
专家找到一种新型催化剂,可将二氧化碳转化为液体
燃料甲酸(CH2O2)。下列说法中,不正确的是 ( )
A.地球上二氧化碳含量上升主要原因是植物的呼吸作
用
B.二氧化碳能阻挡地面辐射,对地球有保温作用
C.二氧化碳转化为甲酸的过程属于化学变化
D.这种新型催化剂在反应前后质量不变A解析 A.大量燃烧化石燃料,可产生大量的二氧化碳,是大气中二氧化碳含量增加的主要原因,绿色植物的呼吸作用不会造成二氧化碳的含量不断上升,故说法错误;B.二氧化碳是光合作用的原料,也是调节温度的重要气体,对地面起着保温作用,故说法正确;C.二氧化碳转化为甲酸的过程中有新物质甲酸生成,属于化学变化,故说法正确;D.催化剂在反应前后质量不变,故说法正确。【要点精讲】
要点1 大气污染与温室效应
【重要提示】二氧化碳不是大气污染物,但会导致温室效应的加剧。
【例1】二氧化碳的“捕捉”与“封存”是实现温室气体减排的重要途径之一。实际生产中,经常利用足量NaOH溶液来“捕捉”CO2,流程图如下(部分条件及物质未标出)。(1)分离室中进行的操作是____________。?
(2)该流程图所标出的物质中,溶于水放出大量热的氧化物是________。?(3)“捕捉室”内发生反应的化学方程式为_______
___________________________。?
(4)将CaO加入X溶液中,其中发生复分解反应的化学方程式是________________________________。?解析 (1)碳酸钙难溶于水,所以分离室中进行的操作是过滤;(2)氧化钙和水反应生成氢氧化钙的过程中放出大量热;(3)二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为CO2+2NaOH====Na2CO3 +H2O;(4)氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式是Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH。答案 (1)过滤 (2)CaO(或氧化钙)
(3)CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
(4)Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH【变式训练】(PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它是造成雾霾天气的“元凶”之一。下列做法不会增加空气中PM2.5的是 ( )
A.燃煤发电 B.燃放烟花爆竹
C.焚烧垃圾 D.使用太阳能热水器解析 A.煤属于化石燃料,燃烧生成微小颗粒物,会增加PM2.5污染,故选项错误;B.燃放烟花爆竹,会产生大量微小颗粒物,会增加PM2.5污染,故选项错误;C.焚烧垃圾,会产生大量微小颗粒物,会增加PM2.5污染,故选项错误;D.太阳能是清洁的能源,使用太阳能热水器,能减少PM2.5污染,故选项符合题意。
答案 D要点2 臭氧层
【重要提示】大气污染物会破坏臭氧层,主要原因是大气污染物中的一些成分成为O3+O====2O2反应的催化剂,并使反应反复循环。【例2】冰箱制冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子,并进行下列反应:Cl+O3 →ClO+O2,ClO+O →Cl+O2。下列说法不正确的是 ( )
A.氟氯甲烷是总反应的催化剂
B.反应后将O3转化为O2
C.Cl原子是总反应的催化剂
D.Cl原子反复起分解O3的作用解析 将两个方程式相加可得:O3+O 2O2,可知Cl
原子是总反应的催化剂,因为它在反应前后质量和化
学性质都没有发生变化,它加快了臭氧的分解,故选
A。
答案 A分块讲解五 综合提升
【综合运用】
常见气体的检验和鉴别
【重要提示】与气体有关的不但有发生、收集装置,而且有净化、干燥、性质实验装置,组合在一起需要综合考虑。下面是几种常见气体的检验和鉴别。【例】(2015·济南)如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),某化学小组的同学欲利用其进行下列各探究实验。(1)以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体,按照要求设计实验装置、连接仪器,并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为________(从左到右填写仪器序号字母)。(提示:挥发出少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)?②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为
_________________________________________。?
③若将二氧化碳气体通入酚酞试液中,试液显__________色。?(2)用一氧化碳气体(含少量水蒸气)测定某铁的氧化物(Fe2O3)的元素组成比例,并验证反应中气体生成物的性质,所选仪器按A1→E→C→A2顺序连接(A1、A2为浓硫酸洗气瓶),并检验装置的气密性,所设计的实验装置中气体流向是从左向右。①反应前大玻璃管中加入铁的粉末状氧化物(FexOy)试
样的质量为ag,实验结束后,继续通入一氧化碳气体,
直至大玻璃管冷却。这时测量到E处大玻璃管中粉末
状固体的质量减少了bg,试推算该铁的氧化物的化学
式中x、y的比值: =________(用含a和b的代数式表
示)。(设所发生的反应均完全进行)?②将少量二氧化碳通入大量澄清石灰水中,出现白色浑浊,且溶液质量减少。试解释溶液质量减少的原因:______________________________________
________________________________________。?
③对于该实验方案设计还存在不完善之处,你的具体改进方案是_______________________________。?解析 (1)①用固态的石灰石与液态的稀盐酸反应来制取二氧化碳,选择B来制取,用饱和的碳酸氢钠溶液来除去二氧化碳中的氯化氢气体,用浓硫酸对二氧化碳进行干燥,最后用向上排空气法来进行收集;
②石灰石的主要成分是碳酸钙,与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑;
③二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸不能使无色酚酞试液变色;(2)①一氧化碳还原铁的氧化物,生成铁和二氧化碳,E处减少的质量即为铁的氧化物中氧元素的质量bg,则其中铁元素的质量为(a-b)g。
那么: ②二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成了碳酸钙沉淀和水,故反应后溶液的质量减少了;
③尾气中含有的一氧化碳有毒,直接排放到空气中会造成空气污染,故应在装置最后添加一个点燃的酒精灯。答案 (1)①BDAG
②CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ ③无
(2)① ②因为反应后有碳酸钙白色沉淀
产生
③在装置最后添加一个点燃的酒精灯【实验探究】
判定催化剂
【重要提示】围绕催化剂展开的探究题在中考中经常出现。首先要结合一般探究题的特点,从变量控制和对照组设计着手解题。其次要掌握化学反应速率改变后的现象分析和反应前后催化剂本身的化学性质和质量是否变化的实验设计。【例】(2016·杭州)小金为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响,借助如图所示实验装置(夹持仪器略去)进行了两次实验,两次实验的部分设计如表所示:(1)实验2中应加入5%H2O2________毫升。?
(2)在两次实验中,可通过_____________________
来比较H2O2分解反应速率的大小。
(3)实验2中水浴温度控制在80 ℃时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还有_________________________________。?
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物里分离出来,可采取的方法是__________。?解析 (1)利用对比实验探究温度对H2O2分解反应速率
的影响时,变量应是温度,其余的量应相同,所以,实验
2中应加入5%H2O240毫升;(2)在两次实验中,可通过相
同的时间内注射器内气体的体积来比较H2O2分解反应
速率的大小;(3)实验2中水浴温度控制在80 ℃时,测
定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气
体受热膨胀外,还有温度较高时水蒸发成水蒸气;
(4)由于MnO2不溶于水,实验结束后若要将MnO2从混合
物里分离出来,可采取的方法是过滤、洗涤、干燥。答案 (1)40
(2)相同的时间内注射器内气体的体积
(3)温度较高时水蒸发成水蒸气
(4)过滤、洗涤、干燥【易错警示】
1.对催化剂的理解
【例1】实验室用加热氯酸钾的方法制取氧气,加入
下列哪种物质,可使分解速度加快、氧气的产量提高
( )
A.锰 B.二氧化锰
C.锰酸钾 D.高锰酸钾错解 B
错解原因 错解主要是审题不清,二氧化锰是催化剂,只能改变反应速度,不能改变氧气的产量。高锰酸钾分解会产生催化剂也会产生氧气,所以D满足题意。
答案 D2.如何检验瓶中是否含氧气
【例2】小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔(见右图)产生了兴趣,他确定了“探究鳔内气体体积和成分”作为研究性学习的课题。小明通过查阅有关资料获知:这种鱼鳔内氧气约占1/4,其余主要是二氧化碳和氮气。探究分两步进行:(1)测量鳔内气体体积。小明设计了两种方法:
A:用医用注射器抽取鳔内气体,测量其体积;
B:在水下刺破鳔,用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积(如右上图)。
你认为这两种方法中不合理的是________,理由:__
_________________________________________。?
写出与理由相关的化学方程式:________________
_________________________________________。?(2)探究鳔内气体的成分。给你两集气瓶的鳔内气体,请你帮助他设计实验验证假设。错解 验证鳔内含O2,用带火星的木条是否复燃的方法。
错解原因 验证鳔内含O2和验证一瓶气体是O2有区别,鳔内含O2只要木条能继续燃烧就行,一瓶气体是O2则要木条能复燃或燃烧更旺。答案 (1)B 鳔内的二氧化碳气体能溶于水,收集的气体体积比实际体积小 CO2+H2O====H2CO3
(2)
同课章节目录