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1、
第二單元 我們周圍的空氣
【學習目標】
1.掌握空氣中氧氣含量的測定實驗;能區(qū)分純凈物和混合物;能說出空氣的成分及體積分數(shù)。 2.掌握氧氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì);能區(qū)別化合反應、分解反應和氧化反應。
3.掌握氧氣的實驗室制取方法;認識催化劑和催化作用。
4.了解大氣污染的來源、危害及防止空氣污染采取的措施。
【知識網(wǎng)絡】
【要點梳理】
要點一、空氣的組成及空氣中氧氣含量的測定
1.“紅磷燃燒耗氧法”測定空氣中氧氣的含量:
(1)實驗原理:利用紅磷在空氣中燃燒,將集氣瓶內(nèi)氧氣消耗掉,生成五氧化二磷白色固體,使密閉 容器內(nèi)壓強減??;在大氣壓作用下,進入集氣瓶內(nèi)水
2、的體積即為減少的氧氣的體積。紅磷和氧氣反應的 文字表達式:
紅磷+氧氣 (2)實驗裝置:
五氧化二磷
(3)實驗結(jié)論:氧氣約占空氣體積的 1/5。
2.氮氣:是無色、無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水。氮氣的化學性質(zhì)不活潑。主要用途是用作 保護氣、合成氮肥等。
3.稀有氣體:氦、氖、氬、氪、氙等氣體的總稱。是無色、無味的氣體,難溶于水?;瘜W性
質(zhì)很不活潑,一般情況下不與其他物質(zhì)反應。通常作保護氣、制成多種電光源等。
4. 空氣的污染及防治:
污染空氣的物質(zhì) 污染物的主要來源 空氣污染的危害
空氣污染的防治
①粉塵;②有害氣體
3、(二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等) ①礦物燃燒;②工廠的廢氣;③汽車排放的尾氣等
①損害人體的健康;②影響作物生長;③破壞生態(tài)平衡;④導致全球 氣候變暖;⑤破壞臭氧層;⑥形成酸雨
①使用清潔能源;②工廠的廢氣經(jīng)過處理后再排放;③使燃料充分燃 燒;④對化石燃料進行脫硫處理;⑤積極植樹、造林、種草等
【要點詮釋】
空氣的主要成分是氮氣和氧氣??諝獾某煞职大w積計算如下表:
氣體
氮氣(N ) 2
氧氣(O ) 2
稀有氣體 ( 氦
二 氧 化 碳
其 他 氣 體 和
占 空 氣 總 體
78% 21%
氣、氖氣、氬 氣等)
0.94%
4、
(CO )
2
0.03%
雜質(zhì)
0.03%
積的比例
要點二、純凈物和混合物
概念:只由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)叫純凈物;由兩種或多種物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫混合物。 【要點詮釋】
純凈物和混合物的區(qū)別:
物質(zhì)
純凈物
混合物
①由同種物質(zhì)組成,即相同的分子、原子或離 ①由不同種物質(zhì)混合而成,各種物質(zhì)彼此
子,具有固定的組成
間不反應,沒有固定的組成
區(qū)別
舉例
②可以用化學式表示,如氧氣用 O 表示 ②不能用化學式表示
2
③有固定的化學性質(zhì) ③無固定性質(zhì)(如熔、沸點等),各自保
持原物質(zhì)的性質(zhì)
氧氣、氮氣
5、、二氧化碳、蒸餾水、氫氧化鈣等 空氣、鹽水、糖水、礦泉水、鋁合金、醬
油等
要點三、氧氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)
1.在通常狀況下,氧氣是一種無色無味的氣體。在標準狀況下,氧氣密度比空氣略大,不易溶于水。 2.氧氣是一種化學性質(zhì)比較活潑的氣體,在一定條件下可以和許多物質(zhì)發(fā)生化學反應。
【要點詮釋】
氧氣與物質(zhì)發(fā)生反應的現(xiàn)象等方面的對比:
反應物
條 反應現(xiàn)象 件 在空氣中燃燒
在氧氣中燃燒
反應后
化學反應的文字表達式
木炭和
氧氣
硫磺和
氧氣
持續(xù)紅熱,放出 劇烈燃燒,發(fā)出白 生成使澄清石灰 熱量 光,放出
6、熱量 水變渾濁的氣體 發(fā)出微弱的淡藍 發(fā)出明亮的藍紫 生成有刺激性氣 色火焰,放出熱 色火焰,放出熱量 味的氣體
點 量
碳+氧氣
硫+氧氣
二氧化碳
二氧化硫
紅磷和氧 燃 發(fā)黃白光,放出 發(fā)出耀眼的白光,
產(chǎn)生大量白煙
氣 熱量 放出熱量
磷+氧氣
五氧化二磷
鐵絲和
氧氣
灼燒至紅熱,離 劇烈燃燒,火星四
火 后 迅 速 變 涼射,放出熱量 生成黑色固體 (不能燃燒)
鐵+氧氣
四氧化三鐵
要點四、實驗室制取氧氣
1.反應原理和實驗裝置:
(1)分解過氧化氫溶液制取氧氣(實驗裝置如下圖
7、 B 或 C 所示)
過氧化氫
水+氧氣
(2)加熱高錳酸鉀(紫黑色固體)制取氧氣(實驗裝置如下圖 A 所示)
高錳酸鉀
錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
(3)加熱氯酸鉀(白色固體)制取氧氣(實驗裝置如下圖 A 所示)
2.收集方法:
(1)排水集氣法:如上圖 E(因為氧氣不易溶于水)
(2)向上排空氣集氣法:如上圖 F(因為氧氣密度比空氣大)
3.驗滿方法:
(1)排水集氣法:當有氣泡從集氣瓶口冒出來,說明氧氣已收集滿。
(2)向上排空氣集氣法:把帶火星的木條靠近集氣瓶口,如果木條復燃,說明氧氣已收集滿。
4.
8、檢驗方法:將帶火星的小木條伸入集氣瓶內(nèi),如果木條復燃,說明該瓶內(nèi)氣體是氧氣。
【要點詮釋】
分解過氧化氫制取氧氣的發(fā)生裝置也可以使用上圖 D 所示裝置,這樣就可以通過調(diào)節(jié)分液漏斗的活塞來 控制液體的滴加速度,從而可以控制反應速率,得到比較穩(wěn)定的氧氣流。
要點五、催化劑和催化作用
1.催化劑:在化學反應里能改變其他物質(zhì)的化學反應速率,而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后都沒有 發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑(又叫作觸媒)。
2.催化作用:催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用。
【要點詮釋】
催化劑的特點:“一變二不變”,“一變”是改變反應速率,“二不變”是反應前后質(zhì)量不變,化學性 質(zhì)不
9、變。
要點六、化合反應、分解反應與氧化反應
化合反應:由兩種或兩種以上物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(多變一)。
分解反應:由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其它物質(zhì)的反應(一變多)。
氧化反應:物質(zhì)跟氧發(fā)生的反應。
【要點詮釋】
1.緩慢氧化:有些氧化反應進行的很慢、不易被察覺,這種氧化反應叫緩慢氧化。如:鐵生銹、動植物 呼吸、食物腐爛等。
2.化合反應和分解反應都屬于基本反應類型,而氧化反應不屬于基本反應類型。
【典型例題】
類型一、考查空氣的組成和空氣中氧氣含量的測定
例 1.某班同學用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量。先用彈簧夾
夾住乳膠管。點燃紅磷,伸入瓶中并塞上瓶塞。
10、待紅磷熄滅并冷卻
后,打開彈簧夾,觀察廣口瓶內(nèi)水面變化情況。實驗完畢,甲同學
的廣口瓶內(nèi)水面上升明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的 1/5,乙同學的廣口
瓶內(nèi)水面上升明顯大于瓶內(nèi)空氣體積的 l/5。下列對這兩種現(xiàn)象解
釋合理的是( )
①甲同學可能使用紅磷的量不足,瓶內(nèi)氧氣沒有消耗完
②甲同學可能未塞緊瓶塞,紅磷熄滅冷卻時外界空氣進入瓶內(nèi)
③乙同學可能沒夾緊彈簧夾,紅磷燃燒時瓶內(nèi)部分空氣受熱從導管逸出
④乙同學可能插入燃燒匙太慢,塞緊瓶塞之前,瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出
A.只有①③ B.只有②④ C.只有①②③ D.①②③④
【答案】D
【解析】①水進入廣口瓶中的體積即廣口瓶中氣體減少的
11、體積。氧氣沒有耗盡,廣口瓶內(nèi)水面上升應小 于 1/5。②氣密性不好,外界空氣進入,會使廣口瓶內(nèi)氣體減少得不多,水面上升應小于 1/5。③空氣 從導管逸出后,造成廣口瓶中氣體減少量比氧氣量多,廣口瓶內(nèi)水面上升應大于 1/5。④空氣從廣口瓶 瓶口處逸出,結(jié)果同③。
【總結(jié)升華】要掌握測定空氣中氧氣含量的實驗。
【變式】玻璃鐘罩內(nèi)充分燃燒紅磷后,水面上升 1/5,剩下的氣體與原空氣的性質(zhì)不同,下列說法錯誤 的是( )
A.氮氣和稀有氣體不易與磷反應
B.氮氣和稀有氣體難溶于水
C.氮氣和稀有氣體不能與任何物質(zhì)反應
D.混合氣體的密度比原空氣密度小
【答案】C
【解析】空氣
12、中去掉氧氣后,空氣的性質(zhì)發(fā)生了改變,如密度變小,不再有較強的氧化性,不能供給人 和動物呼吸。此實驗同時說明氮氣和稀有氣體不活潑,不能與磷反應,氮氣和稀有氣體難溶于水。但不 能說稀有氣體和氮氣不能與任何物質(zhì)反應,它們在特殊的條件下也能與其他物質(zhì)反應。
類型二、考查純凈物和混合物
例 2.下列各組物質(zhì)都屬于混合物的是( )
A.海水 蒸餾水 B.汽油 氧氣
C.氯酸鉀 干冰 D.空氣 石灰水
【答案】D
【解析】蒸餾水、氧氣、氯酸鉀和干冰為純凈物,其他物質(zhì)都是混合物。
【總結(jié)升華】只由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)叫純凈物,由兩種或多種物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫混合物。 【變式】下列物質(zhì)中,屬于純
13、凈物的是( )
A.空氣 B.井水 C.二氧化碳 D.海水
【答案】C
類型三、考查氧氣的性質(zhì)
例 3.下列關(guān)于氧氣的說法不科學的是( )
A.氧氣的化學性質(zhì)比稀有氣體活潑 B.氧氣不易溶于水
C.硫在氧氣里燃燒發(fā)出微弱的淡藍色火焰 D.在通常狀況下,氧氣是無色無味的氣體
【答案】C
【解析】反應物濃度越大反應越劇烈。空氣中氧氣含量約為 21%,所以硫在空氣里燃燒發(fā)出微弱的淡藍 色火焰,在氧氣里燃燒更劇烈,發(fā)出明亮的藍紫色火焰。
【總結(jié)升華】可燃物在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒更劇烈,說明:①反應的劇烈程度與反應物的濃度有 關(guān);②反應的劇烈程度與可燃物和氧氣的接觸面積有關(guān)。
14、
【變式】 下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述正確的是( )
A.磷在氧氣中燃燒,產(chǎn)生大量白霧 B.木炭在氧氣中燃燒,發(fā)出藍光,放出熱量
C.硫在氧氣里燃燒發(fā)出明亮的藍紫色火焰 D.鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,生成四氧化三鐵 【答案】 C
類型四、考查實驗室制取氧氣
例 4.某同學在實驗室設(shè)計了四種制氧氣的方法:①用氯酸鉀和二氧化錳共熱②用高錳酸鉀加熱 ③用高 錳酸鉀和氯酸鉀共熱④使二氧化錳加熱( )
A.全正確 B.全不正確 C.①②③正確 D.只有① ②正確
【答案】C
【解析】第一、第二種是實驗室制取氧氣的方法所以正確。第三種也正確,因為高錳酸鉀受熱后可以產(chǎn)
15、生氧氣和二氧化錳,這時的二氧化錳就可作為氯酸鉀的催化劑,使氯酸鉀能較快的放出氧氣,所以這種 方法是正確的。第四種中只是加熱二氧化錳,而二氧化錳是不能放出氧氣的所以不正確。
【總結(jié)升華】實驗室常用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣,反應的文字表達式為:高錳酸鉀
錳
酸鉀+二氧化錳+氧氣。
【變式】實驗室用高錳酸鉀制取氧氣,實驗結(jié)束前需要進行的操作是( )
A.先把試管取下,再熄滅酒精燈
B.先熄滅酒精燈,再把導管從水槽中取出
C.先把導管從水槽中取出,再熄滅酒精燈
D.先熄滅酒精燈,再取下試管,最后把導管從水槽中取出
【答案】C
類型五、考查化合反應、分
16、解反應與氧化反應
例 5.下列化學變化中不屬于化合反應的是________,既屬于化合反應又屬于氧化反應的是________。
A.硫+氧氣
C.酒精+氧氣
二氧化硫 B.鐵+氧氣
二氧化碳+水 D.氫氣+氧氣
四氧化三鐵
水
【答案】C ABD
【解析】C是氧化反應,不是化合反應;A、B、D既是氧化反應,又是化合反應。
【總結(jié)升華】化合反應特點是“多變一”,物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應都屬于氧化反應。
【變式】下列反應中屬于分解反應的是 ,既屬于化合反應又屬于氧化反應的是 。
A.石蠟+氧氣
C.二氧化碳+水
二氧
17、化碳+水 B.碳+氧氣
碳酸 D.過氧化氫
二氧化碳
水+氧氣
【答案】D B
類型六、考查催化劑和催化作用
例 6.有關(guān)催化劑的說法正確的是( )
A.催化劑在化學反應中起催化作用
B.催化劑在化學反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)都改變
C.催化劑只能加快化學反應速率
D.過氧化氫制氧氣必須用二氧化錳作催化劑
【答案】A
【解析】催化劑是能改變其他物質(zhì)的化學反應速率而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變的物質(zhì)。
【總結(jié)升華】催化劑的特點是“一變二不變”:一變是改變反應速率,二不變是反應前后質(zhì)量不變,化 學性質(zhì)不變。
【變式】在化學反應里能 其他物質(zhì)的化學反應 ,而本身的 應前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做 。
【答案】改變 速率 質(zhì)量 化學性質(zhì) 催化劑
和
在反