第二單元我們周圍的空氣

1、第二單元 我們周圍的空氣 課題1 空 氣一、空氣成分的研究史法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫最早運(yùn)用天平作為研究化學(xué)的工具，用定量的方法研究了空氣的成分，第一次明確提出了“空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的”。其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結(jié)論。二、空氣中氧氣成分的測(cè)定：1、裝置圖（見書P27）2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：、紅磷燃燒，放出熱量，冒出白煙、（過(guò)一會(huì)兒白煙消失，裝置冷卻到室溫后打開彈簧夾）燒杯內(nèi)的水倒流入集氣瓶，約占瓶子容積的1/5。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說(shuō)明空氣不是單一的物質(zhì)；氧氣約占空氣總體積的1/5。點(diǎn)燃4、原理:表達(dá)式：磷（P） + 氧氣（O2） 五氧化二磷（P2O5）化學(xué)方程式： 4P + 5O2 2P2O5 5、注

2、意事項(xiàng)：A、所用的紅磷必須過(guò)量，如果紅磷過(guò)少則氧氣沒(méi)有全部消耗完B、要等集氣瓶（裝置）冷卻后才能打開彈簧夾C、裝置的氣密性要好（否則測(cè)量結(jié)果偏?。〥、要先夾住橡皮管，然后再點(diǎn)紅磷（否則測(cè)量結(jié)果偏大）。思考：可否換用木炭、硫等物質(zhì)？答：不能用木炭或硫（因?yàn)槟咎炕蛄蛉紵龝?huì)產(chǎn)生氣體，造成瓶?jī)?nèi)氣體體積變化小）。6、實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，如果測(cè)得的結(jié)果比真實(shí)值小，其原因可能是：A紅磷量不足；B裝置氣密性差；C未冷卻至室溫就打開彈簧夾三、空氣的主要成分（按體積分?jǐn)?shù)）：氮?dú)猓∟2）78%，氧氣（O2）21%（氮?dú)獗妊鯕饧s為4：1），稀有氣體0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它氣體和雜質(zhì)0.03%?？諝獾某煞?/p>

3、以氮?dú)夂脱鯕鉃橹鳎瑢儆诨旌衔?。四、物質(zhì)的分類：純凈物和混合物1、純凈物：由一種物質(zhì)組成的。2、混合物：兩種或多種物質(zhì)組成的。這些物質(zhì)相互間沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)都保持各自的性質(zhì)。五、空氣是一種寶貴的資源1、氮?dú)猓簾o(wú)色、無(wú)味的氣體，不溶于水，不燃燒也不支持燃燒，不能供給呼吸，化學(xué)性質(zhì)不活潑。2、稀有氣體：無(wú)色、無(wú)味的氣體，通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光，化學(xué)性質(zhì)很不活潑。氧氣的用途動(dòng)植物呼吸醫(yī)療急救金屬切割煉鋼宇宙航行等氮?dú)獾挠猛咀鞅Ｗo(hù)氣食品充氮作防腐劑等稀有氣體的用途作保護(hù)氣制多種用途的電光源等六、空氣的污染及防治。1、 造成空氣污染的物質(zhì)：有害氣體（一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫

4、（SO2）和煙塵。2、污染來(lái)源：空氣中的有害物質(zhì)來(lái)自化石燃料的燃燒，工廠排放的廢氣及汽車排放的尾氣。3、被污染的空氣帶來(lái)的危害：損害人體健康、影響作物生長(zhǎng)、破壞生態(tài)平衡。存在的環(huán)境問(wèn)題：溫室效應(yīng)（二氧化碳含量過(guò)多引起）、臭氧空洞（飛機(jī)的尾氣、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。4、防止空氣污染的措施：加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè),改善環(huán)境狀態(tài)、植樹造林、使用清潔能源。5、目前空氣污染指數(shù)包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入顆粒物、臭氧。七、未來(lái)化學(xué)將朝著“綠色化學(xué)”“綠色消毀”和“綠色生產(chǎn)”的方向發(fā)展?！熬G色化學(xué)”的核心是利用化學(xué)原理從源頭消除污染。特點(diǎn)：充分利用資源和能源，原料無(wú)毒無(wú)

5、害減少向環(huán)境排放廢物原料中的原子全部被消納，實(shí)現(xiàn)零排放（在化合反應(yīng)中體現(xiàn)）生產(chǎn)出環(huán)境友好產(chǎn)品。課題2 氧氣一、氧氣的物理性質(zhì)1、色、味、態(tài)：通常情況下，是無(wú)色無(wú)味的氣體；2、密度：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度為1.429g/L，略大于空氣。（可用向上排空法）3、溶解性：氧氣不易溶于水。（可用排水法收集），4、三態(tài)變化：降溫后，氧氣可以變?yōu)榈{(lán)色的液體，甚至淡藍(lán)色雪花狀固體。二、氧氣的化學(xué)性質(zhì)（很活潑）（一）與非金屬（碳、硫、磷）的反應(yīng)1、木炭（黑色固體）燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在氧氣中：劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成一種無(wú)色無(wú)味氣體，該氣體能使澄清石灰水變渾濁。文字表達(dá)式：碳（C）+ 氧氣（O2）點(diǎn)燃 二氧化碳

6、（CO2） 化學(xué)方程式 C + O2 CO22、硫粉（淡黃色）燃燒： 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在空氣中：發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰；放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。在氧氣中: 發(fā)出明亮的藍(lán)紫色的火焰, 放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。文字表達(dá)式 硫（S） + 氧氣（O2） 點(diǎn)燃 二氧化硫（SO2）化學(xué)方程式 S + O2 SO2實(shí)驗(yàn)時(shí)，要在瓶底裝少量水（吸收二氧化硫，防止污染空氣）。3、紅磷（暗紅色固體）的燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在氧氣中：劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成大量的白煙文字表達(dá)式：磷（P）+ 氧氣（O2）點(diǎn)燃 五氧化二磷（P2O5）化學(xué)方程式：4P + 5O2 2P2O5注意：五氧化二磷（P2

7、O5）是固體，不是氣體（二）與金屬（鎂、鐵）的反應(yīng)1、鎂帶（銀白色固體）燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在空氣中，劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色粉末狀固體。文字表達(dá)式：鎂（Mg）+ 氧氣（O2）點(diǎn)燃 氧化鎂（MgO）化學(xué)方程式：2Mg + O2 2MgO 2、鐵絲（銀白色固體）燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在氧氣中，劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成一種黑色固體。文字表達(dá)式：鐵（Fe） + 氧氣（O2）點(diǎn)燃 四氧化三鐵（Fe3O4）化學(xué)方程式：3Fe + 2O2 Fe3O4 注意：集氣瓶底部鋪少量的細(xì)沙或加少量的水，防止生成的固體物質(zhì)濺落瓶底，致使集氣瓶炸裂。鐵絲在空氣中不能燃燒。（三）其他物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)某些物

8、質(zhì)在一些條件下，與氧氣發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)，稱為緩慢氧化。緩慢氧化也放熱。如：動(dòng)植物新陳代謝，金屬的銹蝕，食物的腐爛、酒醋的釀造、農(nóng)家肥的腐熟等等。總結(jié)： 1、氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，在一定的條件下，能與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)并放出大量的熱。在這些反應(yīng)中，氧氣提供氧，稱為氧化反應(yīng)。氧氣具有氧化性。2、物質(zhì)在氧氣中燃燒程度比空氣中燃燒要?jiǎng)×?。說(shuō)明物質(zhì)燃燒程度，與氧氣的濃度大小成正比；3、物質(zhì)燃燒時(shí)有的有火焰，有的會(huì)發(fā)光，有的會(huì)冒煙。一般來(lái)說(shuō)，氣體燃燒會(huì)有火焰產(chǎn)生；固體直接燃燒，產(chǎn)生光或者火星。生成物有固體時(shí)，一般都會(huì)產(chǎn)生煙；4、物質(zhì)與氧氣反應(yīng)不一定就是燃燒，如：緩慢氧化。三、氧氣的用途（1）、

9、供給呼吸：醫(yī)療上急救病人，登山、潛水、航空、宇航提供呼吸；（2）、支持燃燒：煉鋼、氣焊與氣接、液氧炸彈、火箭助燃劑四、反應(yīng)類型：化合反應(yīng)：由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng)。（簡(jiǎn)稱“多合一”）：分解反應(yīng)：由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)。（簡(jiǎn)稱：“一變多”）：氧化反應(yīng)：物質(zhì)與氧發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。（注意：是“氧”而不只是限于“氧氣”）有氧氣參加的反應(yīng)一定屬于氧化反應(yīng)。氧化反應(yīng)不一定是化合反應(yīng)（石蠟的燃燒生成了水和二氧化碳兩種物質(zhì)），化合反應(yīng)不一定是氧化反應(yīng)。課題3 實(shí)驗(yàn)室制取氧氣一、氧氣的工業(yè)制法（分離液態(tài)空氣法）空 氣降溫加壓液態(tài)空氣蒸發(fā)液態(tài)氧氮?dú)夥悬c(diǎn)低（196），先蒸發(fā)出來(lái)

10、裝入天藍(lán)色鋼瓶沸點(diǎn)較高（183）原理：利用液態(tài)氧和液態(tài)氮的沸點(diǎn)不同。是物理變化具體過(guò)程:二、氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法（是化學(xué)變化）1、過(guò)氧化氫溶液（俗名：“雙氧水”）制取氧氣A、藥品：過(guò)氧化氫（H2O2）和二氧化錳（黑色粉末 MnO2）B實(shí)驗(yàn)原理：表達(dá)式：過(guò)氧化氫（H2O2） MnO2 水（H2O） + 氧氣（O2）化學(xué)方程式： 2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 注：MnO2在該反應(yīng)中是催化劑，起催化作用C、裝置： 固體與液體反應(yīng)類型，不需加熱注意事項(xiàng)：、分液漏斗可以用長(zhǎng)頸漏斗代替，但其下端應(yīng)該伸入液面以下，防止生成的氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出；、導(dǎo)管只需略微伸入試管塞、裝藥品時(shí)，先裝固體后裝液體、該

11、裝置的優(yōu)點(diǎn)：可以控制反應(yīng)的開始與結(jié)束，可以隨時(shí)添加液體。2、用氯酸鉀或高錳酸鉀制取氧氣A、藥品：高錳酸鉀（暗紫色固體）、氯酸鉀（白色固體）與二氧化錳（黑色粉末）B、原理： 加熱氯酸鉀（有少量的二氧化錳）：表達(dá)式：氯酸鉀（KClO3）MnO2氯化鉀（KCl） + 氧氣（O2）方程式：2KClO3 2KCl + 3O2 注意：MnO2在該反應(yīng)中是催化劑，起催化作用加熱高錳酸鉀：表達(dá)式：高錳酸鉀（KMnO4）錳酸鉀（K2MnO4）+ 二氧化錳（MnO2）+ 氧氣（O2）方程式：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2C、裝置：加熱固體制氣體（與加熱氯酸鉀的為同一類）D、操作步驟： 連接裝置

12、：先下后上，從左到右的順序。 檢查裝置的氣密性 ：將導(dǎo)管的一端浸入水槽中，用手緊握試管外壁，若水中導(dǎo)管口有氣泡冒出，證明裝置不漏氣。松開手后，導(dǎo)管口出現(xiàn)一段水柱。 裝入藥品：按粉末狀固體取用的方法（藥匙或紙槽） 固定裝置 ：固定試管時(shí)，試管口應(yīng)略向下傾斜，鐵夾應(yīng)夾在試管的中上部 加熱藥品：先使試管均勻受熱，后在固體部位用酒精燈外焰加熱。 收集氣體：a、若用排水法收集氣體，導(dǎo)管略伸進(jìn)集氣瓶口。當(dāng)氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)再收集（因?yàn)樽钤缗懦龅臍怏w是空氣）；水排完后，應(yīng)用玻璃片蓋住瓶口，小心地移出水槽，把集氣瓶正放在桌面上(因?yàn)檠鯕饷芏缺瓤諝獯?，防止氣體逸出。b、若用向上排空氣法收集氣體，收集時(shí)導(dǎo)管應(yīng)伸入集氣瓶底部（為了排盡瓶?jī)?nèi)空氣）。先將導(dǎo)管移出水面 再停止加熱E、注意事項(xiàng)：a). 試管口要略向下傾斜：防止生成的水回流，使試管底部破裂。藥品應(yīng)平鋪在試管底部。b). 導(dǎo)管伸入發(fā)生裝置內(nèi)要稍露出橡皮塞：有利于產(chǎn)生的氣體排出。c). 用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，試管口塞一團(tuán)棉花：防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)氣管，污染制取的氣體和水槽中的水。d). 排氣法收集氣體時(shí)，導(dǎo)氣管要伸入接近集氣瓶底部：有利于集氣瓶?jī)?nèi)空氣排出，使收集的氣體更純。e). 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先將導(dǎo)氣管移出水面,然后熄滅酒精燈：防止水槽中的水倒流，炸裂試管。F、檢驗(yàn)、驗(yàn)滿檢驗(yàn)：用帶火星的木條伸入集