第13课时 空 气
1．空气的主要成分
(1)空气是混合物，空气中各种主要成分的体积分数大约是：__氮气____78%、__氧气____21%、__二氧化碳____0.03%、稀有气体0.94%、其他气体及杂质0.03%。
(2)空气对人类生活的重要作用。
氧气：供人及其他生物__呼吸____，支持__燃烧____。
二氧化碳：是植物进行__光合作用____的原料，用于灭火、制饮料、人工降雨。
氮气：作保护气(化学性质不活泼)，生产硝酸、氮肥的重要原料，液氮可用于冷冻。
稀有气体：保护气，充霓虹灯(通电能发出不同颜色的光)。
空气的流动会形成风，空气能产生浮力。通过分离空气可获得氧气和氮气。
2．大气压
(1)大气压存在的证明：__马德堡____半球实验、吸管吸饮料、覆杯实验等证明了大气压的存在。
(2)1标准大气压为__76____厘米高的水银柱产生的压强，1atm＝__1.013×105____Pa。
(3)活塞式抽水机抽水、吸尘器、钢笔吸墨水、塑料挂钩等都是大气压的应用。
(4)大气压与人类生活的关系。
大气压随高度的增大而__减小____，冬天的气压一般比夏天__高____，晴天的气压比阴雨天高。人在高原地区会因气压低缺氧而感到不适。
液体的沸点随气压的升高而__增大____，随气压的降低而__减小____。高压锅是通过__增大锅内气压____提高沸点来更快煮熟饭菜的。
吸尘器工作时，吸尘器内的气压__低于____大气压，尘埃就在大气压的作用下进入吸尘器内。
3．氧气
(1)物理性质：常温下，氧气是一种无色无味的气体，__不易____溶于水。在标准状况下，氧气的密度比空气__略大____。在1标准大气压下，－183℃时变成淡蓝色的液体，－218℃时变成淡蓝色雪花状的固体。
(2)化学性质：氧气的化学性质比较活泼，能跟多种物质发生化学反应，并放出大量的热，在反应中提供氧元素，具有__氧化性____，是一种常见的氧化剂。
①与非金属反应。
C＋O2CO2：发出白光，放出大量的热，生成能使__澄清石灰水____变浑浊的气体。
S＋O2SO2：产生__明亮的蓝紫色____火焰(在空气中燃烧产生的是微弱的淡蓝色火焰)，放出大量的热，生成有刺激性气味的气体。
__4P＋5O22P2O5____：产生浓厚的白烟，放出大量的热。
②与金属反应。
3Fe＋2O2Fe3O4：火星四射，放出大量的热，生成__黑色的____固体。
③与其他物质反应。
CH4＋2O2CO2＋2H2O C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O
(3)氧气的主要用途：一是供给__呼吸____，二是__助燃____。
(4)实验室制备氧气的原理、装置及主要步骤：
实验室经常用分解过氧化氢的方法来制取氧气。
原理：__2H2O2O2↑＋2H2O↑____。
装置：如图。
主要步骤：检查装置的__气密性____；装__药品____；__收集____氧气。
(5)检测氧气的方法：将带火星的小木条放入集气瓶中，能使带火星小木条__复燃____的是氧气。
4．二氧化碳
(1)物理性质：常温下密度比空气__大____、无色无味的气体，__能____溶于水。降温加压的情况下容易液化成无色液体，继续降温还能凝固成固体，固体二氧化碳称为“__干冰____”，干冰容易升华。
(2)化学性质：一般情况下，二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧；二氧化碳也不能供给呼吸。
二氧化碳和水反应生成碳酸：CO2＋H2O===H2CO3。
碳酸不稳定，加热时会分解：H2CO3H2O＋CO2↑。
二氧化碳与碱反应生成盐和水：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。
(3)二氧化碳的用途：是植物__光合____作用的原料；可以用来__灭火____，如酸碱式灭火器、泡沫灭火器；可制饮料；“干冰”可作__人工降雨____和__制冷____剂。
(4)实验室制备二氧化碳的原理、装置及主要步骤。
反应原理：__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑____。
注意：酸不能用稀硫酸，因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，使反应不能充分进行。
发生装置如图。收集装置：因密度比空气大，用__向上排空气法____(能溶于水，不能用__排水法____收集)。
(5)检验二氧化碳的化学反应：__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O____。
现象：__澄清石灰水____变浑浊，有白色沉淀产生。
5．臭氧层、温室效应
(1)臭氧层的作用：吸收__紫外线____，使地球上的生物免受紫外线的伤害，保护地球上生物的生长和繁衍。
(2)保护臭氧层的一些措施：尽量减少使用氯氟烃(如氟利昂)、减少氮氧化物排放。
(3)温室效应的成因：__二氧化碳____等温室气体大量排放引起。温室气体还有甲烷、氟氯烃等。
(4)温室效应的利弊：适当的温室效应保证了地球上昼夜温差不会太大，对地球上的生物是有利的。但温室效应太大会导致气候恶化、冰川融化、海平面上升等，危害人类的生活家园。
(5)温室效应的防治措施有：尽量减少二氧化碳的排故、多植树造林、开发无二氧化碳产生的新能源等。
6．空气污染
(1)空气污染的主要来源：汽车尾气、工业废气、烟尘排放、土地沙漠化、建筑飘尘等。
造成空气污染的主要污染物：氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和可吸入颗粒物等。
空气污染指数的项目：氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和可吸入颗粒物等。
(2)防治空气污染的方法：减少工业生产和日常生活中二氧化硫、氮氧化物等污染性气体及氟氯烃和烟尘的排放；提高能源利用的技术水平和能源利用效率，采用无污染、低污染的新能源，加强国际治理污染的合作。
【例1】 关于“实验室制取二氧化碳气体”的实验，请回答下列相关问题。
图1
(1)下列有关连接仪器方法的描述中，错误的是__________(填字母)。
A．将单孔胶塞的约二分之一旋进试管口
B．乳胶管与玻璃导管连接前用水润湿管口
C．乳胶管一端塞进玻璃导管内
D．玻璃导管口一端旋进乳胶管一端
(2)①图1是某人设计的制备二氧化碳的示意图，其中有__________处错误。
②写出实验室制备二氧化碳气体的化学方程式：
________。
③“实验是检验化学原理的最高法庭”。下列有关实验室收集二氧化碳方法的叙述中，不符合实验事实的是__________(填字母)。
A．因为CO2能溶于水，一般不用排水法收集CO2
B．因为CO2的溶解性并不强，与水反应生成的碳酸又很不稳定，可用排水法收集CO2
C．排水法收集CO2时，需观察倒置的试管内液面下降和有气泡从试管口逸出
D．通常状况下，CO2密度大于空气，只能用向上排空气法收集CO2
E．因为CO2是无色气体，排空气法收集CO2时，需用燃着的木条“验满”
(3)如图2所示，向集满CO2的试管内倒入约占试管容积三分之一的澄清石灰水，旋紧胶塞，上、下持续振荡一定时间。
图2
①写出实验室鉴定CO2的化学方程式：________；
②充分振荡后，试管内压强__________试管外大气压强(填“>”、“＝”或“<”)；
③振荡试管前，旋紧胶塞的目的是________________，__________________。
考查要求：考查二氧化碳的实验室制法；仪器的装配或连接；二氧化碳的化学性质。要求灵活应用相关知识，考查科学探究能力中实验操作能力和思维的灵活性。
解题指导：(1)错误的是C。应该是用水湿润玻璃导管口或乳胶管口后将玻璃导管旋进乳胶管。(2)①图中有三处错误：一是导管伸入橡皮塞太长进入液体内，气体不能导出；二是铁夹夹在试管的中下部，应该夹在试管的中上部；三是收集气体的试管没有固定。③二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，故常用向上排空气法收集CO2，一般不用排水法收集CO2。CO2气体无色，排空气法收集CO2时，需用燃着的木条“验满”。(3)二氧化碳一般用澄清石灰水检验。二氧化碳气体和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水；振荡使反应充分，试管内气体减少，压强小于试管外大气压强。③振荡试管前旋紧胶塞的目的是：防止石灰水冲出试管腐蚀皮肤、促进石灰水充分吸收CO2。
答案：(1)C (2)①三 ②CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ ③AD (3)①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O ②< ③防止石灰水冲出试管腐蚀皮肤，促进石灰水充分吸收CO2。
【例2】 为比较相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的催化效果，某研究小组进行了如下探究：
(1)请写出H2O2分解的化学方程式：________。
【定性研究】
(2)如图甲，可通过观察__________来定性比较两者的催化效果。
【定量研究】
(3)如图乙，实验前检查该装置气密性的方法是__________。要定量比较两者的催化效果，可测量生成等体积气体所需的__________。
【深入研究】
(4)在FeCl3溶液中，究竟是哪种粒子起催化作用呢？
猜想1：铁离子(Fe3＋)起催化作用；猜想2：__________起催化作用；猜想3：__________起催化作用；……
请设计实验，验证猜想1：
实验现象及结论
实验操作
考查要求：能写出H2O2分解反应方程式，理解实验原理。知道实验装置气密性的检查及化学反应速率快慢的比较方法。会设计实验验证自己的猜想。
解题指导：(1)过氧化氢溶液是实验室用分解法制取氧气的重要药品。(2)本实验中催化剂作用是加快反应的速率，催化剂效果越好，产生氧气越快，产生同样多的氧气，时间就越短。(3)实验装置气密性的检查主要利用气压原理，要产生压强差，先要关闭分液漏斗的活塞，由于注射器活塞是可以移动的，不太适合采用加热法，可以将注射器活塞向外拉出一段，产生压强差，观察松开手一会儿后活塞是否能回到原位。(4)FeCl3溶液中的成分有Fe3＋、Cl－、H2O，设计实验要控制其他条件相同，用有无Fe3＋，来验证猜想1。
答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑ (2)两试管中产生气泡的快慢 (3)关闭分液漏斗的活塞(此点不做要求)，将注射器活塞向外拉出一段，松开手一会儿后若活塞又回到原位，则气密性良好(其他合理答案均给分) 时间 (4)氯离子(Cl－) 水分子(H2O)(其他合理答案均给分)。
实验现象及结论
实验操作
取两支试管，各加入2mL5%的H2O2溶液，再分别加入同浓度、同体积的FeCl3和HCl溶液，观察现象
若加入FeCl3溶液的试管中产生气泡更快，则猜想1成立；否则，不能证明猜想1成立(需要进一步探究)
课件23张PPT。第13课时 空 气1．空气的主要成分
(1)空气是混合物，空气中各种主要成分的体积分数大约是：___________78%、__________21%、_______ ____0.03%、稀有气体0.94%、其他气体及杂质0.03%。
(2)空气对人类生活的重要作用。
氧气：供人及其他生物________，支持________。
二氧化碳：是植物进行_____________的原料，用于灭火、制饮料、人工降雨。氮气氧气二氧化呼吸燃烧光合作用碳氮气：作保护气(化学性质不活泼)，生产硝酸、氮肥的重要原料，液氮可用于冷冻。
稀有气体：保护气，充霓虹灯(通电能发出不同颜色的光)。
空气的流动会形成风，空气能产生浮力。通过分离空气可获得氧气和氮气。
2．大气压
(1)大气压存在的证明：_____________半球实验、吸管吸饮料、覆杯实验等证明了大气压的存在。
(2)1标准大气压为_________厘米高的水银柱产生的压强，1atm＝________________Pa。马德堡761.013×105(3)活塞式抽水机抽水、吸尘器、钢笔吸墨水、塑料挂钩等都是大气压的应用。
(4)大气压与人类生活的关系。
大气压随高度的增大而_________，冬天的气压一般比夏天_________，晴天的气压比阴雨天高。人在高原地区会因气压低缺氧而感到不适。
液体的沸点随气压的升高而__________，随气压的降低而_________。高压锅是通过____________________提高沸点来更快煮熟饭菜的。
吸尘器工作时，吸尘器内的气压_________大气压，尘埃就在大气压的作用下进入吸尘器内。减小高增大减小增大锅内气压低于3．氧气
(1)物理性质：常温下，氧气是一种无色无味的气体，___________溶于水。在标准状况下，氧气的密度比空气__________。在1标准大气压下，－183℃时变成淡蓝色的液体，－218℃时变成淡蓝色雪花状的固体。
(2)化学性质：氧气的化学性质比较活泼，能跟多种物质发生化学反应，并放出大量的热，在反应中提供氧元素，具有____________，是一种常见的氧化剂。
①与非金属反应。澄清石灰水不易略大氧化性____________________：产生浓厚的白烟，放出大量的热。
②与金属反应。
③与其他物质反应。
黑色的明亮的蓝紫色(3)氧气的主要用途：一是供给___________，二是____________。
(4)实验室制备氧气的原理、装置及主要步骤：
实验室经常用分解过氧化氢的方法来制取氧气。
原理：___________________________。
装置：如图。呼吸助燃主要步骤：检查装置的_________；装_________；___________氧气。
(5)检测氧气的方法：将带火星的小木条放入集气瓶中，能使带火星小木条___________的是氧气。
4．二氧化碳
(1)物理性质：常温下密度比空气_________、无色无味的气体，_________溶于水。降温加压的情况下容易液化成无色液体，继续降温还能凝固成固体，固体二氧化碳称为“___________”，干冰容易升华。气密性药品收集复燃大能干冰(2)化学性质：一般情况下，二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧；二氧化碳也不能供给呼吸。
二氧化碳和水反应生成碳酸：CO2＋H2O=== H2CO3。
二氧化碳与碱反应生成盐和水：CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。
(3)二氧化碳的用途：是植物______作用的原料；可以用来________，如酸碱式灭火器、泡沫灭火器；可制饮料；“干冰”可作_____________和_________剂。光合灭火人工降雨制冷(4)实验室制备二氧化碳的原理、装置及主要步骤。
反应原理：__________________________________ _________。
注意：酸不能用稀硫酸，因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，使反应不能充分进行。
发生装置如图。收集装置：因密度比空气 大，用__________________ (能溶于水，不能 用____________收集)。
(5)检验二氧化碳的化学反应：__________________ ____________________。
现象：__________________变浑浊，有白色沉淀产生。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋向上排空气法排水法Ca(OH)2＋CO2澄清石灰水CO2↑===CaCO3↓＋H2O5．臭氧层、温室效应
(1)臭氧层的作用：吸收____________，使地球上的生物免受紫外线的伤害，保护地球上生物的生长和繁衍。
(2)保护臭氧层的一些措施：尽量减少使用氯氟烃(如氟利昂)、减少氮氧化物排放。
(3)温室效应的成因： _____________等温室气体大量排放引起。温室气体还有甲烷、氟氯烃等。
(4)温室效应的利弊：适当的温室效应保证了地球上昼夜温差不会太大，对地球上的生物是有利的。但温室效应太大会导致气候恶化、冰川融化、海平面上升等，危害人类的生活家园。紫外线二氧化碳(5)温室效应的防治措施有：尽量减少二氧化碳的排故、多植树造林、开发无二氧化碳产生的新能源等。
6．空气污染
(1)空气污染的主要来源：汽车尾气、工业废气、烟尘排放、土地沙漠化、建筑飘尘等。
造成空气污染的主要污染物：氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和可吸入颗粒物等。
空气污染指数的项目：氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和可吸入颗粒物等。
(2)防治空气污染的方法：减少工业生产和日常生活中二氧化硫、氮氧化物等污染性气体及氟氯烃和烟尘的排放；提高能源利用的技术水平和能源利用效率，采用无污染、低污染的新能源，加强国际治理污染的合作。【例1】 关于“实验室制取二氧化碳气体”的实验，请回答下列相关问题。
(1)下列有关连接仪器方法的描述中， 错误的是__________(填字母)。
A．将单孔胶塞的约二分之一旋进试 管口
B．乳胶管与玻璃导管连接前用水润湿管口
C．乳胶管一端塞进玻璃导管内
D．玻璃导管口一端旋进乳胶管一端图1(2)①图1是某人设计的制备二氧化碳的示意图，其中有__________处错误。
②写出实验室制备二氧化碳气体的化学方程式：________。
③“实验是检验化学原理的最高法庭”。下列有关实验室收集二氧化碳方法的叙述中，不符合实验事实的是__________(填字母)。
A．因为CO2能溶于水，一般不用排水法收集CO2
B．因为CO2的溶解性并不强，与水反应生成的碳酸又很不稳定，可用排水法收集CO2
C．排水法收集CO2时，需观察倒置的试管内液面下降和有气泡从试管口逸出D．通常状况下，CO2密度大于空气，只能用向上排空气法收集CO2
E．因为CO2是无色气体，排空气法收集CO2时，需用燃着的木条“验满”
(3)如图2所示，向集满CO2的试管内倒入约 占试管容积三分之一的澄清石灰水，旋紧胶塞， 上、下持续振荡一定时间。
①写出实验室鉴定CO2的化学方程式：__________________________；
②充分振荡后，试管内压强__________试管外大气压强(填“>”、“＝”或“<”)；
③振荡试管前，旋紧胶塞的目的是______________ _________________，__________________。图2考查要求：考查二氧化碳的实验室制法；仪器的装配或连接；二氧化碳的化学性质。要求灵活应用相关知识，考查科学探究能力中实验操作能力和思维的灵活性。
解题指导：(1)错误的是C。应该是用水湿润玻璃导管口或乳胶管口后将玻璃导管旋进乳胶管。(2)①图中有三处错误：一是导管伸入橡皮塞太长进入液体内，气体不能导出；二是铁夹夹在试管的中下部，应该夹在试管的中上部；三是收集气体的试管没有固定。③二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，故常用向上排空气法收集CO2，一般不用排水法收集CO2。CO2气体无色，排空气法收集CO2时，需用燃着的木条“验满”。(3)二氧化碳一般用澄清石灰水检验。二氧化碳气体和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水；振荡使反应充分，试管内气体减少，压强小于试管外大气压强。③振荡试管前旋紧胶塞的目的是：防止石灰水冲出试管腐蚀皮肤、促进石灰水充分吸收CO2。
答案：(1)C (2)①三 ②CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑ ③AD (3)①Ca(OH)2＋CO2=== CaCO3↓＋H2O ②< ③防止石灰水冲出试管腐蚀皮肤，促进石灰水充分吸收CO2。【例2】 为比较相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的催化效果，某研究小组进行了如下探究：
(1)请写出H2O2分解的化学方程式：________。【定性研究】
(2)如图甲，可通过观察__________来定性比较两者的催化效果。
【定量研究】
(3)如图乙，实验前检查该装置气密性的方法是__________。要定量比较两者的催化效果，可测量生成等体积气体所需的__________。
【深入研究】
(4)在FeCl3溶液中，究竟是哪种粒子起催化作用呢？
猜想1：铁离子(Fe3＋)起催化作用；猜想2：_______起催化作用；猜想3：__________起催化作用；……请设计实验，验证猜想1：
考查要求：能写出H2O2分解反应方程式，理解实验原理。知道实验装置气密性的检查及化学反应速率快慢的比较方法。会设计实验验证自己的猜想。解题指导：(1)过氧化氢溶液是实验室用分解法制取氧气的重要药品。(2)本实验中催化剂作用是加快反应的速率，催化剂效果越好，产生氧气越快，产生同样多的氧气，时间就越短。(3)实验装置气密性的检查主要利用气压原理，要产生压强差，先要关闭分液漏斗的活塞，由于注射器活塞是可以移动的，不太适合采用加热法，可以将注射器活塞向外拉出一段，产生压强差，观察松开手一会儿后活塞是否能回到原位。(4)FeCl3溶液中的成分有Fe3＋、Cl－、H2O，设计实验要控制其他条件相同，用有无Fe3＋，来验证猜想1。
