第 05 課時(shí) 空氣 氧氣 - 副本

TOPICTHREE主題三身邊的化學(xué)物質(zhì)課時(shí)05空氣氧氣考點(diǎn)知識梳理1.空氣的成分考點(diǎn)一空氣的成分、用途及保護(hù)空氣成分氮?dú)庋鯕庀∮袣怏w

其他氣體和雜質(zhì)體積分?jǐn)?shù)

0.94%0.03%0.03%[特別提示]空氣成分含量是指體積分?jǐn)?shù),而非質(zhì)量分?jǐn)?shù)。78%21%二氧化碳考點(diǎn)知識梳理2.氮?dú)馀c稀有氣體的性質(zhì)和用途氮?dú)庀∮袣怏w(有

、

、氬氣等)

物理性質(zhì)無色無味的氣體,比空氣密度略

,

溶于水

稀有氣體都是無色無味的氣體,難溶于水,通電會

化學(xué)性質(zhì)在常溫下化學(xué)性質(zhì)

;但在一定條件下,能與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

性質(zhì)穩(wěn)定,一般不與其他物質(zhì)反應(yīng),故又叫作惰性氣體用途①用作保護(hù)氣(焊接金屬時(shí)作保護(hù)氣、燈泡充氮延長使用壽命、食物充氮防腐)②制硝酸和化肥的重要原料③醫(yī)療上在液氮冷凍麻醉?xiàng)l件下做手術(shù)①用作保護(hù)氣(焊接金屬時(shí)作保護(hù)氣、燈泡中充入稀有氣體使燈泡耐用)②用作光源(如航標(biāo)燈、霓虹燈等)③用于激光技術(shù)④氦氣充灌探空氣球,原因:

、

氦氣氖氣小難產(chǎn)生各種顏色的光穩(wěn)定密度小化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定考點(diǎn)知識梳理3.空氣的污染與防治空氣污染物及來源①固體:粉塵(可吸入顆粒物);②氣體:

、

、氮氧化物這些氣體主要來自

、汽車尾氣和工廠廢氣

空氣污染的危害①臭氧空洞;②溫室效應(yīng);③酸雨:

和

是形成酸雨的主要原因,只有雨水的pH

時(shí)才可被認(rèn)定是酸雨

防治措施①加強(qiáng)空氣質(zhì)量監(jiān)測;②減少污染物的產(chǎn)生,如使用

能源、改變能源結(jié)構(gòu),治理工廠廢氣和汽車尾氣;③有效轉(zhuǎn)化有害物質(zhì),如積極

、種草等,提高空氣自凈能力

二氧化硫一氧化碳化石燃料的燃燒NO2SO2<5.6清潔植樹造林考點(diǎn)知識梳理[特別提示]①目前列入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入顆粒物;空氣污染指數(shù)越小,空氣質(zhì)量越好。②可吸入顆粒物指PM2.5(超細(xì)微粒)、PM10(飄塵)。③CO2雖會導(dǎo)致溫室效應(yīng),但不是空氣污染物?？键c(diǎn)知識梳理考點(diǎn)二空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)裝置(如圖5-1所示)圖5-12.實(shí)驗(yàn)原理:利用紅磷的燃燒,把集氣瓶中的

消耗掉,使集氣瓶內(nèi)的氣壓

,在外界大氣壓的作用下,水被壓入集氣瓶中,進(jìn)入集氣瓶中的水的體積就等于原集氣瓶中減少的

的體積。該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為

。

氧氣減小氧氣考點(diǎn)知識梳理3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)連接裝置,并檢查裝置的氣密性。(2)點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,立即伸入集氣瓶中,并塞緊塞子。(3)待紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾。4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:紅磷燃燒放出熱量,產(chǎn)生

,

冷卻后打開彈簧夾,水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶,體積約為原集氣瓶液面以上容積的

。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(1)氧氣約占空氣總體積的

。

(2)氮?dú)?/p>

水,且不能燃燒也不支持燃燒。

白煙難溶于考點(diǎn)知識梳理6.誤差分析(1)進(jìn)入集氣瓶中水的體積小于集氣瓶內(nèi)原空氣體積的原因有:①

,集氣瓶內(nèi)的氧氣沒有被完全消耗,測量結(jié)果會偏小。

②

,集氣瓶外的空氣進(jìn)入集氣瓶,測量結(jié)果會偏小。

③

,集氣瓶內(nèi)的空氣受熱膨脹壓強(qiáng)偏大,測量結(jié)果偏小。

④實(shí)驗(yàn)前導(dǎo)管中沒有先注滿水,當(dāng)紅磷燃燒并冷卻后,進(jìn)入的水會有一部分殘留在導(dǎo)管中,導(dǎo)致測量結(jié)果偏小。紅磷的量不足裝置漏氣未冷卻至室溫就打開彈簧夾考點(diǎn)知識梳理(2)進(jìn)入集氣瓶中水的體積大于集氣瓶內(nèi)原空氣體積的原因有:①點(diǎn)燃紅磷后沒有迅速伸入集氣瓶中或者塞塞子的動作太慢,裝置內(nèi)空氣

,導(dǎo)致進(jìn)入水的體積偏大。

②如果彈簧夾未夾緊,紅磷燃燒時(shí)瓶內(nèi)

順著導(dǎo)管逸出,測量結(jié)果會偏大。

7.在集氣瓶底加水的目的:

和

。

8.藥品選擇(1)可燃物在空氣中

,所以不能用鐵絲代替紅磷。

(2)可燃物只能與

反應(yīng),所以不能用鎂代替紅磷,原因:鎂在空氣中燃燒時(shí)能與氮?dú)夂投趸及l(fā)生反應(yīng),這樣不僅消耗氧氣,還消耗了氮?dú)夂投趸?使測量結(jié)果偏大。

受熱逸出氣體受熱吸收紅磷燃燒生成的五氧化二磷降溫能燃燒氧氣考點(diǎn)知識梳理(3)可燃物與氧氣反應(yīng)生成

,不能生成氣體,否則容器內(nèi)壓強(qiáng)幾乎不變,水面不會有變化。所以若用碳或硫作可燃物,則要將集氣瓶中的水替換成

溶液,以吸收產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物。

(4)用加熱足量銅絲或鐵絲生銹等方法測定空氣中氧氣含量,反應(yīng)更充分,誤差更小。9.裝置改進(jìn)改進(jìn)的思路:一是有利于減小誤差,使測定結(jié)果更精確;二是使實(shí)驗(yàn)裝置更簡單,操作更方便;三是力求更環(huán)保。圖5-2固體堿(如NaOH)考點(diǎn)知識梳理考點(diǎn)三氧氣的性質(zhì)1.物理性質(zhì):通常狀況下,氧氣是

色

味的氣體,

溶于水,密度比空氣

,液態(tài)或固態(tài)時(shí)顏色變?yōu)?/p>

色。

2.化學(xué)性質(zhì):氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)

的氣體,具有

性和

性。

無無不易略大淡藍(lán)比較活潑氧化助燃考點(diǎn)知識梳理類別物質(zhì)在氧氣或空氣中燃燒的現(xiàn)象化學(xué)方程式非金屬單質(zhì)碳在空氣中:木炭紅熱,無煙,無焰在氧氣中燃燒:①發(fā)出

;②放出熱量;③生成能使澄清石灰水變

的氣體

在少量空氣中發(fā)生不完全燃燒

硫①在空氣中燃燒發(fā)出微弱的

色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出明亮的

色火焰;②放出熱量;③生成一種

氣味的氣體

磷①產(chǎn)生大量

;②放出熱量

氫氣①發(fā)出

色火焰;②放出熱量;③倒扣在火焰上方的燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)

白光渾濁淡藍(lán)藍(lán)紫刺激性白煙

淡藍(lán)水珠考點(diǎn)知識梳理類別物質(zhì)在氧氣或空氣中燃燒的現(xiàn)象化學(xué)方程式金屬單質(zhì)鐵在空氣中,鐵絲只發(fā)生紅熱,不能燃燒在氧氣中燃燒:①劇烈燃燒,

;②放出熱量,③生成一種

色固體

鎂①在空氣中燃燒發(fā)出

;②放出熱量;③生成一種

色固體

銅在空氣中加熱,表面變成

色

火星四射黑耀眼的白光白黑考點(diǎn)知識梳理類別物質(zhì)在氧氣或空氣中燃燒的現(xiàn)象化學(xué)方程式氧化物一氧化碳①在空氣中燃燒發(fā)出

色火焰;②放出熱量;③生成一種使澄清石灰水

的氣體

有機(jī)物甲烷①在空氣中燃燒發(fā)出明亮的

色火焰;②放出熱量;③生成一種使澄清石灰水

的氣體,倒扣在火焰上方的燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)

藍(lán)變渾濁藍(lán)變渾濁水珠（續(xù)表）考點(diǎn)知識梳理[特別提示]①硫燃燒實(shí)驗(yàn)中,集氣瓶底部要放少量水或堿溶液,以吸收有害的SO2。②鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)中,在集氣瓶底部預(yù)先放少量水或鋪一層細(xì)沙,以防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底。③現(xiàn)象描述:a.分清是在空氣中還是在氧氣中;b.區(qū)分“煙”和“霧”“火焰”和“光”;c.描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)不要出現(xiàn)生成物的名字?？键c(diǎn)知識梳理考點(diǎn)四氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取1.氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取藥品過氧化氫、二氧化錳①高錳酸鉀②氯酸鉀、二氧化錳反應(yīng)原理

①

②

發(fā)生裝置

不加熱型

加熱型

固液固體考點(diǎn)知識梳理藥品過氧化氫、二氧化錳①高錳酸鉀②氯酸鉀、二氧化錳收集裝置

(不易溶于水且

(密度比空氣略大,不與水反應(yīng))

無毒,且不與空氣

中其他成分反應(yīng))驗(yàn)滿①排水法:看到集氣瓶口有

逸出就證明已集滿

②向上排空氣法:將帶火星的木條放在

,若

,證明已收集滿

檢驗(yàn)將帶火星的木條

,若

,證明收集的氣體是氧氣

大氣泡集氣瓶瓶口木條復(fù)燃伸入集氣瓶中木條復(fù)燃（續(xù)表）考點(diǎn)知識梳理2.高錳酸鉀制取氧氣的步驟及注意事項(xiàng)查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄(諧音可記為:茶莊定點(diǎn)收利息)(1)查:連接好儀器,并檢查裝置的

。

(2)裝:將藥品平鋪在試管底部,用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)還需在試管口塞一團(tuán)

,以防止

;再塞緊帶導(dǎo)管的橡膠塞,且伸入試管中的導(dǎo)管稍稍露出橡膠塞,為了

。

(3)定:固定試管,試管口略向

傾斜,防止

。

(4)點(diǎn):點(diǎn)燃酒精燈,先移動

使試管均勻受熱,再集中對藥品加熱。

(5)收:用排水法收集時(shí),應(yīng)在

時(shí),再開始收集。

(6)離、熄:排水法收集完畢先

,再

,防止

。

氣密性棉花加熱時(shí)高錳酸鉀粉末隨氣流進(jìn)入導(dǎo)管便于氣體排出下冷凝水倒流炸裂試管酒精燈氣泡連續(xù)均勻冒出將導(dǎo)管移出水面熄滅酒精燈水倒吸造成試管炸裂考點(diǎn)知識梳理3.工業(yè)制備氧氣利用液態(tài)氧和液態(tài)氮的

不同,采用分離液態(tài)空氣的方法。此過程發(fā)生

變化。

[特別提示]①用向上排空氣法收集氣體時(shí),導(dǎo)管要伸入集氣瓶底部,否則不利于空氣排出,使收集到的氣體不純。②用排水法收集氧氣時(shí),導(dǎo)管應(yīng)剛好伸入集氣瓶口即可,過長時(shí)不利于水的排出,不易收集滿。沸點(diǎn)物理考點(diǎn)知識梳理考點(diǎn)五催化劑和催化作用催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)中能

其他物質(zhì)的

,而本身的

和

在反應(yīng)前后都沒有改變的物質(zhì)。即“一變兩不變”。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫作

。

[特別提示]①催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變生成物的質(zhì)量,也不能決定反應(yīng)是否進(jìn)行。②在化學(xué)反應(yīng)前后,催化劑本身化學(xué)性質(zhì)沒變,物理性質(zhì)可能會變。③催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率,既包括加快,也包括減慢。④催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后不改變,在反應(yīng)過程中有可能改變。⑤不同的化學(xué)反應(yīng)有不同的催化劑,同一化學(xué)反應(yīng)也可能有幾種催化劑。改變化學(xué)反應(yīng)速率質(zhì)量化學(xué)性質(zhì)催化作用考點(diǎn)知識梳理化學(xué)方程式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建圖5-3①

;

②

;

③

;

考點(diǎn)知識梳理④

;

⑤

;

⑥

;

⑦

;

⑧

;

⑨

;

⑩

;

;

;

;

;

高頻考向探究例1

[·懷化]有關(guān)空氣中各成分的說法不正確的是(

)A.空氣中N2的體積分?jǐn)?shù)為78%B.O2的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,具有可燃性C.CO2是綠色植物進(jìn)行光合作用的原料之一D.稀有氣體化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可用作保護(hù)氣類型一空氣的成分、用途以及保護(hù)[答案]B[解析]空氣主要是由氮?dú)夂脱鯕饨M成的,其中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為78%,A正確;氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,但是沒有可燃性,B錯(cuò)誤;光合作用的原料是二氧化碳和水,C正確;稀有氣體,又稱為惰性氣體,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可以用作保護(hù)氣,D正確。高頻考向探究例2

[·福州]請沿用科學(xué)家認(rèn)識事物的方式認(rèn)識“空氣”。(1)從分類角度:空氣屬于

(填“混合物”或“純凈物”)。

(2)從微觀角度:用“

”表示氮原子,“

”表示氧原子。①用“

”可表示的微粒是

(填名稱)。

②同溫同壓下,氣體的體積比等于分子數(shù)目比。若空氣中其他成分忽略不計(jì),圖5-4中可表示空氣微觀模型的是

(填序號)。

圖5-4高頻考向探究(3)從變化角度:已知:常壓下,氮?dú)夥悬c(diǎn)為-196℃,氧氣沸點(diǎn)為-183℃。將燃著的木條置于盛滿液態(tài)空氣的燒杯口,觀察到的現(xiàn)象是

。將該燒杯放置一段時(shí)間后,液態(tài)物質(zhì)剩余約體積,其主要成分是

。

(4)從應(yīng)用角度:利用空氣制取氮肥的流程如圖5-5所示。圖5-5①Ⅰ中參加反應(yīng)的單質(zhì)甲為

。

②Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

③物質(zhì)所含元素化合價(jià)發(fā)生變化的反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)Ⅲ

(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應(yīng)。

(5)從環(huán)保角度:下列保護(hù)空氣措施合理的是

(填序號)。

A.工廠通過加高煙囪直接排放廢氣B.推廣使用乙醇汽油代替普通汽油C.提倡步行、騎自行車等“低碳”出行方式高頻考向探究高頻考向探究[解析](2)空氣中氮分子與氧分子的個(gè)數(shù)比大約是4：1。(4)根據(jù)題中的信息,單質(zhì)甲是氫氣;Ⅱ中反應(yīng)是氨氣和氧反應(yīng)生成一氧化氮和水,條件是催化劑和高溫;反應(yīng)Ⅲ中氮元素的化合價(jià)由+2變?yōu)?5,氧元素的化合價(jià)由0變?yōu)?2,所以該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。高頻考向探究例3

[·福州]空氣中氧氣含量測定的再認(rèn)識。實(shí)驗(yàn)回顧圖5-6甲是實(shí)驗(yàn)室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置。類型二空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)圖5-6高頻考向探究(1)寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式:

。

(2)實(shí)驗(yàn)原理:由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣,使瓶內(nèi)

減小,燒杯中水倒吸入集氣瓶。若裝置的氣密性良好,操作規(guī)范,用量筒測量進(jìn)入瓶中水的體積,能粗略測得空氣中氧氣的含量。

問題提出有實(shí)驗(yàn)資料表明:燃燒過程中當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)低于7%時(shí),紅磷就無法繼續(xù)燃燒,因此通過上述實(shí)驗(yàn),測量結(jié)果與理論值誤差較大。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)Ⅰ.根據(jù)鐵在空氣中生銹的原理設(shè)計(jì)圖乙實(shí)驗(yàn)裝置,再次測定空氣中氧氣含量。裝置中飽和食鹽水、活性炭會加速鐵生銹。Ⅱ.測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:高頻考向探究測量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后燒杯中水的體積燒杯中剩余水的體積集氣瓶(扣除內(nèi)容物)和導(dǎo)管的容積體積/mL80.054.5126.0交流表達(dá)

(1)鐵生銹過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵[Fe(OH)2],寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后測得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是

(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。

(3)從實(shí)驗(yàn)原理角度分析,改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比前者準(zhǔn)確度更高的原因是:①

;

②

。

高頻考向探究高頻考向探究類型三氧氣性質(zhì)【奪分攻略】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述物質(zhì)在空氣或氧氣中的現(xiàn)象描述①發(fā)光:發(fā)出××色的光(火焰)②放熱:放出熱量③產(chǎn)物色、味、狀態(tài):生成××色(味)氣體/固體(大量白煙)現(xiàn)象描述的注意事項(xiàng)①區(qū)分“光”和“火焰”:氣體燃燒有火焰,固體燃燒一般發(fā)光②區(qū)分“煙”和“霧”:一般生成物為液體是霧,固體為煙③區(qū)分反應(yīng)物濃度:在氧氣中燃燒更劇烈④區(qū)分現(xiàn)象與結(jié)論:能直觀感受到的如色、味、狀態(tài)等為現(xiàn)象,生成物名稱出現(xiàn)時(shí)為結(jié)論高頻考向探究例4[·漳州一檢]下列現(xiàn)象描述錯(cuò)誤的是 (

)A.木炭在空氣中燃燒,發(fā)出白光B.鐵絲放入硫酸銅溶液中,表面覆蓋一層紅色物質(zhì)C.紅磷在空氣中燃燒產(chǎn)生濃厚的白煙,放出大量熱D.硫在氧氣中燃燒發(fā)出藍(lán)紫色火焰,生成有刺激性氣味的氣體

A高頻考向探究變式

某同學(xué)對硫在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)做了如圖5-7所示的改進(jìn)。(1)硫在氧氣中燃燒時(shí)火焰為

色。

(2)硫燃燒產(chǎn)生的SO2可以溶解在NaOH溶液中,該反應(yīng)與CO2溶解在NaOH溶液中的反應(yīng)相似,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(3)下列鑒別SO2和CO2的方法正確的是

(填序號)。

A.觀察兩種氣體的顏色B.聞兩種氣體的氣味C.將兩種氣體分別通入氫氧化鈉溶液中,觀察(4)該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)是

。

圖5-7高頻考向探究[解析](1)硫在空氣中燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,在氧氣中燃燒產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰,生成一種具有刺激性氣味的氣體二氧化硫。(3)SO2和CO2都是無色氣體,都能與氫氧化鈉反應(yīng),但都沒有明顯現(xiàn)象。(4)二氧化硫能溶于水且能與NaOH反應(yīng),所以瓶底部的水和瓶口的NaOH的作用都是吸收生成的有毒氣體二氧化硫,防止其污染空氣。高頻考向探究類型四氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法例5

請根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)裝置回答問題。圖5-8高頻考向探究(1)寫出儀器的名稱:①

,②

。

(2)選用A裝置利用加熱高錳酸鉀的方法來制取氧氣,細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口缺少了一團(tuán)棉花,放棉花的作用是

。若同時(shí)采用C裝置來收集氧氣,則實(shí)驗(yàn)結(jié)束的時(shí)候應(yīng)該先將

,再

,否則水槽內(nèi)的冷水會倒吸至試管,使試管炸裂。

長頸漏斗錐形瓶防止加熱時(shí)高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管導(dǎo)管移出水面停止加熱(3)用D裝置收集O2,