内容正文:
期末复习11——氧气与燃烧
1、 空气的主要成分和组成
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
特点
相对固定
可变
2、 测定空气中氧气体积分数的实验方法
1. 实验原理
空气是由氧气和氮气等多种气体组成的,为了测定空气中氧气的体积分数,可以选择某种能与空气中氧气反应而不与空气中氮气及其他气体反应的固体物质(如红磷、汞、铁、铝),利用氧气与该物质反应后生成固体物质,使密闭容器中气体体积减小(减小的体积即为氧气的体积),气体压强减小,引起水面发生变化,从而确定空气中氧气的体积分数。
2. 实验步骤
(1)连接装置:在集气瓶口连接一个双孔胶塞,一孔插燃烧匙,另一孔插导管(配有弹簧夹),导管另一端伸入盛有水的烧杯中,如图所示。
(2)检查气密性:把导管的一端放入水中,两手紧握集气瓶外壁,如果在导管口有气泡冒出,松开两手,使它冷却,导管中形成一段水柱,则证明气密性良好。
(3)在集气瓶内加少量水,并做上记号,把剩余的容积用记号划分成5等份。
(4)点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并把塞子塞紧。
(5)待红磷熄灭并冷却至室温后,振荡集气瓶,打开弹簧夹。
3. 实验现象
(1)红磷燃烧,有大量白烟生成。
(2)集气瓶内的水面上升。
4. 实验结论
(1)红磷燃烧的文字表达式:
(2)集气瓶内的水面上升,说明空气中的氧气被消耗掉了。
5. 测定空气中氧气体积分数的实验分析与评价
(1)红磷燃烧消耗完氧气后,不能继续燃烧,说明氮气不能支持燃烧;集气瓶中水面上升1/5后不再上升,说明氮气不溶于水;空气是无色无味的气体,说明氮气、氧气都是无色无味的气体。
(2)实验成功关键:
①装置不能漏气;
②集气瓶中预先要加少量水(防止高温熔融物落入瓶底使瓶底炸裂);
③红磷点燃后要立即伸入集气瓶中,并塞紧胶塞;
④待红磷熄灭并冷却后,再打开弹簧夹。
(3)不能用木炭代替红磷做上述实验,原因是木炭燃烧产生的二氧化碳是气体,集气瓶内气体压强基本没有变化(二氧化碳在水中极少量溶解),不能很好地测出氧气的体积。
★扩展:二氧化碳易被氢氧化钠溶液吸收,所以若用氢氧化钠浓溶液代替水时,可用木炭、硫粉代替红磷做该实验。
(4)进入瓶中水的体积一般小于瓶内空间的1/5的可能原因是:
①红磷量不足,使瓶内氧气未耗尽;
②胶塞未塞紧,使外界空气进入瓶内(漏气);
③未冷却至室温就打开弹簧夹,使进入瓶内水的体积减小;
④本实验条件下,氧气浓度过低时,红磷不能继续燃烧,瓶内仍残余少量氧气。
三、氧气
1. 氧气的物理性质:通常情况下,氧气是一种无色无味的气体;在标准状况下(273K,101kPa),其密度为1.429g/L,比空气的密度(1.293g/L)略大;不易溶于水。
氧气的三态变化为:。工业生产的氧气,一般贮存在蓝色钢瓶里。
2. 氧气的化学性质:氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定条件下能跟许多物质发生化学反应,同时放出热量。在化学反应中,氧气提供氧,是一种常用的氧化剂。
下表列出了一些物质在氧气中燃烧的现象、反应文字表达式及注意事项:
硫在空气和氧气里燃烧 铁丝在氧气里燃烧
四、氧气的制取
1. 氧气的实验室制法
(1)
原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2↑
(2) 装置:发生装置与收集装置。
(3) 实验操作步骤(以KMnO4受热分解为例):a.组装仪器;b.检查装置气密性;c.装药品;
d.把试管固定在铁架台上;e.点燃酒精灯加热;f.收集气体;g.从水槽中移出导管;g.熄灭酒精灯。(查装定点收移熄,谐音“茶庄定点收利息”)
(4) 收集方法:a.排水集气法(氧气不易溶于水);b.向上排空气法(氧气密度比空气略大)。
(5) 检验方法:将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条立即复燃,证明是氧气。
(6) 验满方法:a.用排水集气法时,如果集气瓶口有大量气泡冒出,证明瓶中没有水,即已集满;b.用向上排空气法时,用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃证明集满。
(7) 放置方法:盖玻璃片并正放(依据:氧气密度比空气大)。
1. 收集氧气完毕后,应将导管移出水面,再熄灭酒精灯。防止试管温度低,不产生氧气,试管内部压强更小,水会倒吸入试管中,使试管炸裂。
2. 收集完的集气瓶,应盖玻璃片正放。
2. 催化剂
(1) 概念:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质都没有变化的物质叫做催化剂。
3. 氧气的工业制法
(1) 原料:空气
(2) 制取方法
① 液化蒸发空气法:利用