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1、2011年中考化學(xué)總復(fù)習(xí)教學(xué)案知識(shí)巧學(xué)升華一、空氣的組成1.空氣成分的發(fā)現(xiàn)過(guò)程1774年法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分,第一次明確提出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的,其中氧氣約占空氣總體積的1/5。在19世紀(jì)以前,人們深信空氣中僅含有氮?dú)夂脱鯕?。后?lái)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了氦、氖、氬、氪、氙等稀有氣體。2.空氣中氧氣體積的測(cè)量在紅磷燃燒這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,紅磷與空氣中的氧氣反應(yīng),生成了一種叫做五氧化二磷的白色固體,我們可以用文字的形式把這個(gè)反應(yīng)表示出來(lái)。方法點(diǎn)撥利用過(guò)量的紅磷燃燒完全消耗其中的氧氣而又不產(chǎn)生其他氣體,導(dǎo)致壓強(qiáng)減小,減小的體積即為空氣中氧氣的體積。實(shí)驗(yàn)探究測(cè)定空氣里氧氣的含量實(shí)驗(yàn)用品:a.集氣
2、瓶、燃燒匙、導(dǎo)氣管、燒杯、彈簧夾b.紅磷、水實(shí)驗(yàn)步驟在集氣瓶口連接一個(gè)雙孔膠塞,一個(gè)孔插燃燒匙,另一孔插導(dǎo)管,并配上彈簧夾。把導(dǎo)管的一端放入水中,用手緊握集氣瓶外壁,如果在導(dǎo)管口有氣泡冒出,則證明氣密性良好。在集氣瓶?jī)?nèi)加少量水,并做上記號(hào)。點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,立即伸入集氣瓶中,并把塞子塞緊。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅磷燃燒,有大量白煙生成。冷卻后,打開(kāi)彈簧夾,集氣瓶?jī)?nèi)的水面上升,而且上升到集氣瓶體積的1/5。實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵裝置不漏氣。若裝置漏氣,雖然裝置內(nèi)氣體減少,但是從外界又進(jìn)入一些氣體,并不能使壓強(qiáng)明顯降低,因而水不能上升到集氣瓶體積的1/5。燃燒匙里要放入過(guò)量的紅磷,目的是使紅磷燃燒,盡可能消耗盡集氣瓶
3、內(nèi)的氧氣。應(yīng)該等溫度冷卻到室溫時(shí)才可以觀察。因?yàn)槿绻麥囟容^高,雖然氣體減少,但是壓強(qiáng)并不能減少很明顯,因而水也不能上升到集氣瓶體積的1/5。要點(diǎn)提示集氣瓶?jī)?nèi)盛少量水,一是為防止熱的燃燒物濺落炸裂集氣瓶;二是為了吸收五氧化二磷。導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)事先注滿水,否則測(cè)量結(jié)果偏低。3.空氣的成分空氣的成分按體積計(jì)算,大約是:氮?dú)?8%,氧氣21%,稀有氣體0.94%,二氧化碳0.03%,其他氣體和雜質(zhì)0.03%。要點(diǎn)提示這里空氣中各成分所占百分?jǐn)?shù)是體積分?jǐn)?shù),也就是說(shuō),如果有100體積的空氣,其中氮?dú)饧s78升,氧氣約21升,稀有氣體約0.94升,二氧化碳0.03升,其他氣體和雜質(zhì)0.03升。4.純凈物和混合物純凈
4、物是由一種物質(zhì)組成的,如氧氣、氮?dú)?、二氧化碳等都是純凈物?;旌衔锸怯蓛煞N或多種物質(zhì)混合而成的,如空氣是由氮?dú)?、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等多種成分組成的,這些物質(zhì)相互間沒(méi)有發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)都保持各自的性質(zhì)。誤區(qū)警示絕對(duì)純凈的物質(zhì)是沒(méi)有的,純凈物是相對(duì)而言的,混合物都是由純凈物組成的,判斷一種物質(zhì)是純凈物還是混合物,關(guān)鍵是看這種物質(zhì)由幾種物質(zhì)組成,不能與物質(zhì)的名稱混淆。如五氧化二磷,是一種物質(zhì)的名稱,是純凈物,冰水共存體雖然是冰和水混合在一起,但是它們都屬于同一種物質(zhì),屬于純凈物。二、空氣是一種寶貴的資源1.氧氣氧氣可用于動(dòng)植物呼吸、醫(yī)療急救、金屬切割等。人和動(dòng)植物吸入氧氣,氧化分解體內(nèi)的有機(jī)物,
5、釋放能量;危急病人呼吸困難,僅通過(guò)吸入空氣中的氧氣不足以維持他的生命活動(dòng)所需要的氧氣,必須吸入高濃度的氧氣,說(shuō)明氧氣能供給呼吸。乙炔在氧氣里燃燒,放出大量的熱,氧炔焰的溫度可達(dá)3000 以上,鋼鐵接觸到氧炔焰很快就會(huì)熔化。利用這一性質(zhì),生產(chǎn)上用來(lái)焊接或切割金屬,通常稱作氣焊和氣割,說(shuō)明氧氣支持燃燒。2.氮?dú)猓?)氮?dú)獾挠猛镜獨(dú)獾挠猛緩V泛,它是制硝酸和化肥的主要原料;由于氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,常用作保護(hù)氣;由于其沸點(diǎn)較低,用液態(tài)的氮?dú)馄瘯r(shí)吸熱來(lái)提供低溫環(huán)境,用作液氮冷凍麻醉劑,超導(dǎo)材料的環(huán)境改造劑。(2)氮?dú)獾男再|(zhì)物理性質(zhì):通常狀況下,氮?dú)馐且环N無(wú)色無(wú)味的氣體,不溶于水,密度比空氣的小?;瘜W(xué)性
6、質(zhì):氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,一般情況下不能支持燃燒,不供給呼吸,也不與其他物質(zhì)反應(yīng),但在一定條件下,氮?dú)饪梢院湍承┪镔|(zhì)反應(yīng),例如:合成氨、制氮肥、生物固氮等。方法點(diǎn)撥物質(zhì)的物理性質(zhì)一般指顏色、狀態(tài)、氣味、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度和密度,以及是否溶于水等,這些性質(zhì)不需要通過(guò)化學(xué)反應(yīng)就能表現(xiàn)出來(lái)。3.稀有氣體(1)物理性質(zhì):在通常狀況下,稀有氣體都是無(wú)色無(wú)味的氣體。(2)化學(xué)性質(zhì):化學(xué)性質(zhì)極不活潑,過(guò)去人們認(rèn)為這些氣體不跟其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),曾把它們叫做惰性氣體。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有些稀有氣體在一定條件下也能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成其他物質(zhì)。(3)用途保護(hù)氣,如焊接金屬是用稀有氣體來(lái)隔絕空
7、氣,燈泡中充入稀有氣體以使燈泡經(jīng)久耐用。電光源,稀有氣體在通電時(shí)發(fā)出不同的光。燈管里充入氬氣,通電時(shí)發(fā)出藍(lán)紫色光;充入氦氣發(fā)出粉紅色光;充入氦氣發(fā)出紅光。用于激光技術(shù)。氦氣可作冷卻劑。氙氣可作麻醉劑。三、保護(hù)空氣1.空氣中的主要污染物。主要是有害氣體和煙塵兩類。有害氣體有:一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫、二氧化氮等。2.空氣污染的危害。被污染的大氣嚴(yán)重?fù)p害人體健康,影響作物生長(zhǎng),破壞生態(tài)平衡。全球氣溫變暖、臭氧層破壞和酸雨等也都與空氣污染有關(guān)。3.防治空氣污染的措施:加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè);研制和開(kāi)發(fā)潔凈能源;采用化學(xué)方法處理工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的有害氣體;在汽車上安裝尾氣凈化裝置;積極植樹(shù)造林、種草。問(wèn)題
8、思路探究問(wèn)題1測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中,為什么采用過(guò)量紅磷消耗氧氣,而不采用木炭、硫磺、鐵絲等物質(zhì)?思路:本題綜合考查物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),以及考查了測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。紅磷燃燒后生成五氧化二磷固體,因而瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減?。浑m然木炭和硫磺也可以燃燒消耗氧氣,但是又生成二氧化碳和二氧化硫氣體,使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變化不大。而鐵在空氣中不能燃燒,不能消耗氧氣。探究:紅磷燃燒的產(chǎn)物為五氧化二磷固體,消耗了約占集氣瓶體積1/5的氧氣,瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小,小于外界大氣壓,當(dāng)冷卻到室溫時(shí),打開(kāi)彈簧夾,水便流入集氣瓶?jī)?nèi)約1/5體積,從而說(shuō)明空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約占空氣體積的1/5;不能改用木炭和硫磺,它們
9、燃燒后的產(chǎn)物分別是二氧化碳和二氧化硫氣體,使集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變化不大,因此水不會(huì)進(jìn)入集氣瓶。問(wèn)題2在測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),發(fā)現(xiàn)水沒(méi)上升到集氣瓶體積的1/5處,原因可能有哪些?思路:本問(wèn)題主要考查測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理及誤差分析。水上升體積的多少取決于瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小的程度,而影響壓強(qiáng)的因素有:實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性;消耗氧氣的量;溫度。既然水沒(méi)能上升到集氣瓶體積的1/5,則是由于瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減少的較少造成的。所以主要從氧氣可能沒(méi)被消耗完的原因,或即使氧氣被消耗完而又有其他氣體進(jìn)來(lái)的原因,或溫度較高時(shí)壓強(qiáng)也較大等方面分析。探究:這個(gè)問(wèn)題主要從這些方面考慮:有哪些方面有可能使氧氣
10、沒(méi)有被消耗完,或有哪些方面即使氧氣消耗完但瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)并沒(méi)有減少那么多。造成這種現(xiàn)象的原因主要有:未檢查裝置的氣密性,裝置漏氣;紅磷量不足或燃燒不完全,使瓶?jī)?nèi)有剩余氧氣;未冷卻到室溫就打開(kāi)彈簧夾,使進(jìn)入瓶?jī)?nèi)水的體積減少。問(wèn)題3小麗同學(xué)要探究教室內(nèi)的空氣中二氧化碳的含量,她從教室外拿一個(gè)裝滿水的瓶子,走進(jìn)教室把水倒掉,然后蓋緊瓶塞帶回實(shí)驗(yàn)室,再向瓶?jī)?nèi)倒入澄清的石灰水,觀察石灰水的變化。小麗同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法能否得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論?為什么?思路:該問(wèn)題是對(duì)測(cè)定空氣中氧氣的含量方法的擴(kuò)展延伸。取樣的方法有多種,可以用注射器、膠頭滴管、氣球、礦泉水瓶等等。如要得出較準(zhǔn)確的結(jié)論,在氣體取樣時(shí),要充分考慮氣體的性
11、質(zhì),如二氧化碳可溶,就不要用排水法取樣??梢圆捎妙愃茰y(cè)定空氣中氧氣的含量方法,用澄清的石灰水、氫氧化鈉等吸收二氧化碳來(lái)測(cè)定二氧化碳的含量。探究:不能得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。一是沒(méi)有考慮到二氧化碳能夠溶于水中,瓶中殘余的水會(huì)吸收二氧化碳;二是石灰水變渾濁的程度難以量化,不夠精確。典題熱題新題例1我們已經(jīng)知道空氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕?,如圖所示為測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,圖中玻璃管里的活塞可以活動(dòng),活塞的左端管內(nèi)有密封的空氣,活塞右端的玻璃管口跟空氣相通,試驗(yàn)開(kāi)始前活塞處在刻度5 cm處。請(qǐng)按要求填空。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),玻璃管里為什么要盛過(guò)量的紅磷?(2)可以觀察到玻璃管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是:白磷(足
12、量);活塞開(kāi)始向移動(dòng)(填“左”或“右”);隨著溫度的降低,最終向 移動(dòng)。(3)試驗(yàn)結(jié)束并恢復(fù)至室溫時(shí),活塞應(yīng)停在約cm處,據(jù)此可得出的結(jié)論是。思路解析:本題中用燃燒紅磷的方法除去一定體積的空氣中的氧氣,再通過(guò)活塞移動(dòng)的情況來(lái)判定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。這就要求:紅磷必須過(guò)量,才能把一定體積的空氣中的氧氣完全消耗掉;產(chǎn)物不能是氣體,否則無(wú)法測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此,實(shí)驗(yàn)中使用紅磷作燃燒物,且必須過(guò)量。答案:(1)紅磷過(guò)量才能將空氣中的氧氣消耗完全,測(cè)出的氧氣體積才更接近空氣中氧氣的實(shí)際體積。(2)燃燒右左(3)4空氣中氧氣的體積大約占1/5深化升華這是一道實(shí)驗(yàn)題,基本上所有的實(shí)驗(yàn)題素材幾乎都來(lái)自于教材,
13、所以對(duì)教材上的實(shí)驗(yàn)要明確實(shí)驗(yàn)原理,熟悉實(shí)驗(yàn)裝置和注意事項(xiàng),另外還要注意實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的替代品。例2下列事實(shí)說(shuō)明空氣中含有哪些成分?(1)空氣是制造氮肥的原料。(2)餅干在空氣中放置逐漸變軟。(3)蠟燭在空氣中燃燒。(4)長(zhǎng)期放在空氣中的石灰水表面上有一層白膜。思路解析:此題考查了同學(xué)們對(duì)空氣各成分的掌握情況,并知道發(fā)生變化的原因是由空氣中的哪些成分引起的,使同學(xué)們能較靈活地用空氣成分的知識(shí)解決有關(guān)問(wèn)題。空氣中含有氮?dú)馑圆拍苤圃斓?;空氣中含有的水蒸氣使餅干變軟;蠟燭能燃燒是因?yàn)榭諝庵泻醒鯕?;空氣中的二氧化碳和石灰水的有效成分Ca(OH)2反應(yīng),生成不溶于水的碳酸鈣。答案:(1)氮?dú)猓?)水
14、蒸氣(3)氧氣(4)二氧化碳深化升華本題是根據(jù)發(fā)生的現(xiàn)象和用途推測(cè)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)或生成了什么物質(zhì)的一類題目,這類題目是經(jīng)常遇到的。要解決此類問(wèn)題,必須掌握有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和用途。例3下列物質(zhì)屬于純凈物的是 ()A.加碘食鹽B.礦泉水C.空氣D.酒精思路解析:純凈物中只含一種物質(zhì),加碘鹽是在食鹽中加入碘化鉀,故它是混合物;礦泉水中含有礦物質(zhì),是混合物;空氣中含有多種礦物質(zhì);酒精是乙醇的俗名,其中只含一種物質(zhì)是純凈物。答案:D深化升華這是一類基本概念的題目,考查對(duì)基本概念的理解。對(duì)于概念的學(xué)習(xí)要抓住關(guān)鍵的字詞。如:純凈物是指由一種物質(zhì)組成的,暗含的意思是只含一種物質(zhì)。例4閱讀下面短文,并完成問(wèn)題。1
15、9世紀(jì)末,英國(guó)物理學(xué)家雷利在測(cè)定氮?dú)獾拿芏葧r(shí),發(fā)現(xiàn)從空氣中分離出來(lái)的氮?dú)饷可|(zhì)量是1.2572 g,而從含氮物質(zhì)制得的氮?dú)饷可|(zhì)量是1.2505 g。經(jīng)多次測(cè)定,兩者質(zhì)量相差仍然是0.0067 g??少F的是雷利沒(méi)有忽視這種微小的差異,在化學(xué)家拉姆塞的合作下,經(jīng)過(guò)十幾年的努力,于1894年發(fā)現(xiàn)了空氣中的氬。下列有關(guān)結(jié)論中,正確的是(填序號(hào))。氬是一種化學(xué)性質(zhì)極不活潑的氣體。雷利從空氣中分離出的氮?dú)馐羌儍粑铩?9世紀(jì)末以前,人們認(rèn)為空氣是由氮?dú)夂脱鯕饨M成的。雷利發(fā)現(xiàn),從空氣中分離的氮?dú)庵泻袥](méi)有被發(fā)現(xiàn)的較重的氣體。思路解析:從第一句我們分析出19世紀(jì)末以前,人們一直認(rèn)為空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的;經(jīng)過(guò)十幾年的努力才發(fā)現(xiàn)了氬。這說(shuō)明氬氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑,也說(shuō)明空氣中分離出來(lái)的氮?dú)獠皇羌儍粑铩念}中所給數(shù)據(jù)比較,說(shuō)明氬氣的密度比較大。答案:深化升華本題主要考查同學(xué)們對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力和閱讀能力。本題不僅告訴我們知識(shí)還給了我們一個(gè)重要的提高;不論做什么事情都不能忽視一些細(xì)節(jié), 不放過(guò)任何一個(gè)疑點(diǎn)。例5有五種物質(zhì)
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