空气和氧气·同步辅导
一、一周内容概述
本周我们学习了第二单元的空气和氧气，了解了空气的成分，掌握了混合物、纯净物等有关知识，另外对物质的性质变化、氧气的物理性质、化学性质也进行了深入的掌握，最后关于空气污染及污染防治的知识我们也有一定的了解。
二、重点知识归纳及讲解
（一）空气的成分
空气成分示意图（体积分数）
按体积分数计算，大约是：氮气占 78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。
拉瓦锡通过实验得出了空气由氮气和氧气组成的结论，其中氧气约占空气总体积的 1/5。
1、空气中氧气体积分数的测定
该实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷白色固体，同时容器内压强减小，可以通过容器内水面的上升高度来确定空气中氧气的体积分数。
2、实验的注意事项
①药品不能选用炭、硫、铁等物质。因为炭、硫燃烧后有气体生成，容器内压强变化不大，烧杯中的水不能进入；铁在空气中不能燃烧。
②红磷要足量，避免容器内有氧气剩余。
③装置的气密性要良好，避免因装置气密性不严进入空气而影响测定结果。
（二）混合物
混合物是由两种或多种物质混合而成的。这些物质相互间没有发生化学反应，混合物中各纯净物保持着各自的性质。例如，空气是由氮气、氧气等多种物质组成的混合物，但氮气或氧气仍保持着各自的性质。
（三）纯净物
纯净物是由一种物质组成的。例如：氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等都是纯净物。
洁净的物质不等于纯净物，如净化后的自来水仍是混合物，洁净的空气也是混合物，它是由氮气、氧气等多种气体组成的。
（四）氮气
氮气是一种无色、无味的气体，它的熔点和沸点都很低。
氮气是制硝酸和化肥的重要原料；氮气的化学性质很不活泼，是一种常用的保护气，如焊接金属时用氮气作保护气，灯泡中充入氮气以延长使用寿命，食品包装时充氮气以防腐；医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能。
（五）稀有气
稀有气体是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气这几种气体的总称，它们都是无色、无味的气体，性质很不活泼，曾叫做惰性气体。
由于稀有气体的性质很不活泼，常用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充入稀有气体以使灯泡耐用。由于稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等，还可用于激光技术等。
（六）保护空气
空气是一种宝贵的自然资源，洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，如全球气候变暖、臭氧层被破坏和形成酸雨等。
1、污染物
排放到空气中的粉尘和有害气体（二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳）。
2、污染防治的方法
加强环保意识，使用低污染、节能型燃料替代强污染材料，积极植树、造林、种草等。
3、环境污染
①温室效应导致全球温度升高，产生温室效应的主要气体有二氧化碳、甲烷等。
②酸雨导致土壤、河流的酸性增强，产生酸雨的主要气体有二氧化硫、二氧化氮等。
③臭氧层被破坏导致紫外线辐射增强，使人易患皮肤癌，破坏臭氧层的主要物质有氟利昂、 CCI4等。
④焚烧垃圾会产生许多有害气体，污染空气，所以对假冒香烟、光盘子等进行辗碎后再加利用的绿色销毁方式。
⑤白色污染主要指白色塑料袋、方便饭盒的随意丢弃。
（七）化学常识
1、物理性质
物理性质是指颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等不需发生化学变化就能表现出的性质。例如，氮气是一种无色、无味的气体，其熔点和沸点都很低。
2、化学性质
物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质，如可燃性、稳定性、还原性、氧化性等都属于化学性质。
化学性质需要发生化学变化才能表现出来，如氢气具有可燃性，此性质只有在氢气燃烧这一化学反应中才能表现出来，因此是化学性质；而物理性质则是可以被感知和能测量的物理量。
3、化学变化
变化时生成了其他的物质的变化则叫化学变化，也叫化学反应。例如，木柴的燃烧、钢铁生锈都生成了新物质，都是化学变化。
在化学变化过程中除生成其他物质外，还伴随发生一些现象，如放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等，这些现象常常可以帮助我们判断有没有化学变化发生，但并不是变化的本质。
4、物理变化
没有其他物质生成的变化叫做物理变化。例如，液态水受热气化成水蒸气是物理变化。
物理变化与化学变化的本质区别在于是否有其他物质生成。例如，硫燃烧生成二氧化硫是化学变化，电灯通电发光时没有其他物质生成是物理变化。
物理变化与化学变化又有联系，在发生化学变化的过程中同时发生物理变化，但在物理变化的过程中不一定发生化学变化。
（1）不要把化学变化的现象当成判断物理变化和化学变化的依据。
（2）物质的变化和物质的性质的区别
物质的变化，无论是物理变化还是化学变化，均指一个动态的过程，而物质的性质，无论是物理性质还是化学性质，均指物质特有的属性。
5、氧气的物理性质
在通常状况下，氧气是无色、无味的气体，不易溶于水，在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，比空气的略大，在压强为101kPa时，氧气在约-183℃时变为淡蓝色液体，在约-218℃时变成雪花状的淡蓝色固体。
6、氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在常温下一般不与其他物质发生燃烧，在点燃或加热条件下能与许多物质发生反应，放出热量，物质与氧气反应现象的比较见下表。
三、难点知识剖析
（一）“光”、“焰”、“雾”和“烟”的用法
固体物质燃烧时发光，如镁在空气中燃烧时发出耀眼的强光；气体物质燃烧产生火焰，如一氧化碳在空气中燃烧，产生蓝色火焰；大量小液滴分散在气体中产生雾，如氯化氢气体在空气中与水蒸气结合形成盐酸小液滴，分散在空气中而产生酸雾；大量固体小颗粒分散在气体中产生烟，如五氧化二磷小颗粒分散在空气中形成白烟。
（二）氧气的用途
氧气的性质决定了氧气的用途，氧气的重要用途是供给呼吸和支持燃烧，氧气还可以用于气焊、气割、作液氧炸药、火箭推动剂等。
做铁丝或铝箔在氧气中燃烧的实验时，要注意以下问题：
1、铁丝要光亮，因为铁丝表面通常有一层铁锈，不利于燃烧。
2、铁丝绕成螺旋状，这样可以增大铁丝与氧气的接触面，有利于铁丝在燃烧时温度集中，使反应顺利进行。
3、铁丝的一端系上一根火柴，这样会给铁丝预热，便于铁丝燃烧。
4、待火柴即将燃尽时再将铁丝伸入集气瓶中，这样可避免火柴消耗氧气而影响实验结果。
5、要预先在集气瓶的底部放少量的水或细沙，以防生成的融熔物炸裂集气瓶的底部。
结论：氧气能支持燃烧，氧气具有氧化性，是一种常见的氧化剂。
氧气的助燃性和能供给呼吸实际上也是氧气的氧化性；氧气具有助燃性，而不具有可燃性。
（三）化合反应
化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，形如A＋B→C。
四、典型例题
例1、（2004年，淄博市）含有硫的煤在火炉中不完全燃烧时，排放出的下列气体组合中都属于大气污染气体的是（）
A．SO2、CO2 B．CO2、CO、SO2 C．CO、CO2 D．CO、SO2
答案：D
解析：煤的主要成分是碳，另外还含有少量硫等杂质。煤不完全燃烧，除产生CO2、SO2等气体外，还产生一定量的CO。SO2、CO是有毒气体，排放到空气中会污染大气。若选B，则是错解题意，CO2过量排放虽对空气质量有影响，但它不是空气污染物。
例 2、（2004年，辽宁大连）下列物质排放到空气中，不会造成空气污染的是（）
A．汽车排放的尾气 B．焚烧垃圾产生的气体
C．化工厂排放的废气 D．动植物呼吸排出的气体
答案：D
解析：污染空气的主要是有害气体（CO、NO2、SO2等）和可吸入颗粒，产生原因是汽车尾气、工厂废气的排放及含硫煤、垃圾等物质的燃烧。而动植物呼吸排出的气体可参与大气循环，并不污染空气。
例 3、下列有关实验现象的描述，不符合事实的是（ ）
A．蜡烛在氧气里燃烧发出白光
B．红磷在空气中燃烧产生大量的白烟
C．镁带在空气中燃烧发出耀眼白光
D．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰
答案：D
解析：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。
例 4、有两瓶无色气体，它们分别是二氧化碳和氧气，有多种方法可将它们区别开来。请你模仿示例要求，列举两种鉴别方法。
示例：用带火星的木条分别插入瓶口下，复燃的是氧气，熄灭的是二氧化碳。
方法 1：_________________________________。
方法 2：_________________________________。
答案：方法 1：分别放入少量澄清石灰水，振荡，有浑浊产生的是CO2，无明显现象的是O2。
方法 2：用细线系小动物投入瓶中，窒息而死的是CO2，安然无恙的是O2。
解析：氧气的特性是能供人和动物的呼吸不能使澄清石灰水变浑浊，而CO2不能供人和动物的呼吸，却能使澄清石灰水变浑浊。
例 5、下图是测定空气中氧气含量的实验装置，请根据实验回答问题：
（1）先用弹簧夹夹住乳胶管，将燃着的红磷立即伸入盛有少量水的集气瓶中，并把塞子塞紧,可观察到的实验现象是什么 待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,又可观察到什么现象
（2）燃烧结束后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气。由本实验可推知氮气的物理性质和化学性质是什么？
答案：（1）红磷继续燃烧并产生大量白烟，烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶内水面上升，约占空气体积的1/5。
（2）物理性质：无色、不易溶于水 化学性质：氮气不与红磷反应（或氮气不支持燃烧）
解析：物理性质是物质不需要发生化学反应就能表现出来的性质，如物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等，而化学性质是在化学反应中表现出来的性质。走进化学世界·同步辅导
一、一周内容概述
本周我们学习了第一单元“走进化学世界”，本单元共有三个课题，课题1：化学使世界变得更加绚丽多彩；课题2：化学是一门以实验为基础的科学；课题3：走进化学实验室。讲述了什么是化学，化学的特点、怎样学习化学以及仪器的介绍和实验基本操作的介绍。
二、重点知识归纳及讲解
（一）化学
化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础自然科学。
（二）化学学习的特点
1、研究和学习化学的方法
研究和学习化学的一个重要途径就是实验，通过实验以及对实验现象的观察、记录和分析等，可以验证化学原理，学习科学探究的方法并获得化学知识。
2、化学学习的特点
关注物质的性质；关注物质的变化；关注物质的变化过程及其现象。
3、观察化学实验的方法
（1）实验前观察反应物的重要物理性质，如颜色、气味、状态等；观察仪器的连接顺序。
（2）知道反应需要的条件，了解实验中所用的仪器和使用方法。
（3）在实验过程中认真观察反应时出现的现象，如发光、发热、火焰的颜色、是否有沉淀或气泡等。
（4）实验完毕要观察生成物的重要物理性质，如生成物的颜色、状态、气味等
4、科学探究的方法
首先要明确探究的目的，然后根据探究的目的拟定探究的步骤和方法，在探究过程中认真观察发生的现象并做好记录，根据这些现象做出判断，从而得出正确的结论。
（三）学习化学的意义
1、了解生产和生产中的一些化学现象，并且知道人们可以控制化学变化，使其有利于人类。
2、通过化学变化，人们既可提炼出自然界原来存在的物质；也可以制造出自然界原来并不存在的物质。
3、帮助人们研制新材料、研究新能源、研究生命现象、合理利用资源、防止污染和保护环境、促进农业增产、促进人体健康等。
4、帮助人们学习和进一步研究物理学、生物学、地学等自然学科。
（四）学习化学的要求
1、重视和做好化学实验；
2、熟悉重要物质的组成和性质；
3、懂得并能运用化学用语；
4、理解基本的化学概念和规律；
5、了解化学在生活和生产中的应用；
6、培养和保持学习化学的兴趣；
7、培养观察、记忆、思维、实验、自学等方面的能力。
（五）基本操作
1、药品的取用
2、药品的存放
（1）固体药品用广口瓶存放；液体药品用细口瓶存放；气体用集气瓶或贮气瓶盛放。
（2）见光或受热易分解的药品用棕色瓶盛放；盛碱液的试剂瓶不能使用玻璃塞。
（3）白磷保存在水中，金属钠保存在煤油中。
（4）浓H2SO4、浓盐酸、浓HNO3、NaOH、Ca(OH)2、NH4HCO3及某些结晶水合物，需密封保存。
（5）易燃物和易爆物应远离火源。
3、蒸发
4、仪器装配及检查装置的气密性
5、洗涤仪器
6、物质的加热
可直接加热的仪器：试管、燃烧匙、蒸发皿；可间接加热的仪器：烧杯、烧瓶（须垫上石棉网）；不可加热的仪器：集气瓶、量筒、漏斗等。
7、过滤
三、难点知识剖析
绿色化学
绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染，它的主要特点是：
1、充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料。
2、在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物的排放。
3、提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都转化为产品，实现“零排放”。
4、生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的产品。
四、典型例题
例1、（2005年北京市中考）下列实验操作中，不正确的是（ ）
答案：B
解析：用胶头滴管向试管内加液体，应垂直悬滴，若伸入试管内，则有可能玷污滴管，污染试剂。
例2、下列实验基本操作错误的是（ ）
A．加热时应用酒精灯的内焰
B．用天平称量时，应把砝码放在左盘，药品放在右盘
C．给试管里的液体加热时，液体体积不得超过试管容积的1/3
D．把块状固体放入试管时，应先把试管横放，把药品放在试管口，缓慢地竖起试管，让药品滑到试管底部，以免打破试管
答案：AB
解析：酒精灯的外焰温度最高，应用酒精灯外焰加热，A错。用天平称量时，应把药品放在左盘，砝码放在右盘，B错。
例3、下列实验操作错误的是（ ）
答案：A
解析：使用胶头滴管时，胶头滴管要悬空于容器口的正上方，不要让胶头滴管与容器口接触，以免沾污药品，也不要将胶头滴管倒放，以免腐蚀乳头。
例4、某同学用托盘天平称量物质时，错把物质放在右盘，砝码放在左盘。把游码移至标尺0.5 g处天平平衡，此时所加砝码的质量为l0 g。这时该同学发现了自己操作中的错误，立即把物质移至左盘，把砝码移至右盘，而游码却没动。此时天平失去平衡，可观察到的现象是（ ）
A．天平左侧的托盘下沉 B．天平右侧的托盘下沉
C．天平保持平衡 D．无法确定
答案：B
解析：用托盘天平称量物质时，调零后，应当左物右码，而该学生将物质与砝码位置放颠倒了，则砝码的质量=物质质量+游码质量，故物质质量=砝码质量一游码质量=10g－0.5 g=9.5 g，当把物质移至左盘，砝码移至右盘，游码不动时，右盘的质量为l0g+0.5 g=10.5 g>9.5 g，故右侧托盘必然下沉。
例5、用托盘天平称量某物体的质量，如下图所示，则物体的质量为（ ）
A．4.5g B．5g
C．5.5g D．无法确定
答案：C
解析：用托盘天平称量药品时，左边的托盘应放药物，右边的托盘应放法码，游码的最高量程只有5g，药品的质量应为游码的质量＋砝码的质量。
