内容正文:
模块一 物质的性质与应用
第2课时 空气 氧气
1. 空气的组成及保护
(1) 空气是由几种 单质 (填物质类别)和几种 化合物 (填物质类别)组成的 混合物 。具体成分(按体积分数)为 氮气 约占78%、 氧气 约占21%、 稀有气体 约占0.94%、 二氧化碳 约占0.03%、其他气体和杂质约占0.03%。
(2) 氮气是 无色、无味 的气体, 难 溶于水,由于氮气的 化学性质不活泼 ,因此常用作保护气。稀有气体是 氦、氖、氩、氪、氙、氡 等气体的总称,化学性质很不活泼,因此也常用作保护气。稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的 电光源 。
单质
化合物
混合物
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
无色、无味
难
化
学性质不活泼
氦、氖、氩、氪、
氙、氡
电光源
(3) 排放到空气中的有害物质,大致可分为 烟尘 和 有害气体 两大类。从世界范围看,排放到空气中的气体污染物较多的是 二氧化硫 、 二氧化氮 、 一氧化碳 等,被污染的空气会严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡。全球气候变暖、臭氧层破坏、酸雨等也与空气污染有关。防治空气污染的措施有加强大气质量监测、使用清洁能源、积极植树造林等。
烟尘
有害气体
二氧化
硫
二氧化氮
一氧化碳
2. 氧气的性质
(1) 在通常情况下,氧气是一种 无色 、 无味 的气体, 不易 溶于水,密度比空气 略大 。加压降温后,可变为 淡蓝 色液态氧或固态氧。
(2) 氧气是一种化学性质 比较活泼 的气体,许多物质能与氧气发生 氧化 (填反应类型)反应,同时放出热量。氧气的化学性质表现为 氧化 性和 助燃 性。
无色
无味
不
易
略大
淡蓝
比较活泼
氧化
氧化
助燃
(3) 常见物质在氧气中的燃烧(如表所示)。
可燃物 反应现象 化学方程式
木 炭 发出白光,放出热量,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 C+O2CO2
白 磷 产生大量白烟,放出热量 4P+5O22P2O5
硫 发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体 S+O2SO2
可燃物 反应现象 化学方程式
铁 丝 火星四射,放出热量,生成黑色固体 3Fe+2O2Fe3O4
镁 带 发出耀眼的白光,放出热量,生成白色粉末状固体 2Mg+O22MgO
石 蜡 火焰明亮,发出白光,瓶壁上有水雾出现,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊
3. 氧气的用途: 供给呼吸 和 支持燃烧 。
4. 氧气的制法
(1) 工业制法
① 原理:根据液氮和液氧的 沸点 不同,用分离液态空气的方法制取氧气,属于 物理 变化。
② 过程:
供给呼吸
支持燃烧
沸点
物理
(2) 实验室制法(详见微专题1)
5. 催化剂
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 在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。
改变其他物质的化学反应速率
质量
化学性质
测定空气里氧气的含量(如图Ⅰ)
1. 实验原理:红磷在密闭容器内燃烧,消耗空气中的氧气且没有气体生成,使密闭容器内压强 变小 。打开弹簧夹,烧杯中的水在大气压的作用下被压进集气瓶中,进入集气瓶内的水的体积即为消耗的氧气的体积。
变小
1
2
3
4
5
6
7
2. 实验现象:红磷燃烧产生大量白烟,反应结束后打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶,进入集气瓶内水的体积约占原集气瓶内空气总体积的五分之一。
3. 红磷燃烧的化学方程式: 4P+5O22P2O5 。
4. 实验结论:空气中氧气的体积约占空气总体积的 五分之一 。
4P+5O22P2O5
五分之一
若测定的结果小于五分之一,则可能的原因是a. 红磷量不足;b. 装置气密性不好;c. 未等装置冷却就打开弹簧夹。若测定的结果大于五分之一,则可能的原因是d. 反应过程中弹簧夹没有夹紧橡胶管;e. 盛装红磷的燃烧匙缓慢伸入瓶内。
5. 误差分析:
1
2
3
4
5
6
7
6. 本实验药品的选择原则:
(1) 药品只与空气中的 氧气 发生反应。
(2) 反应后生成物最好是固体,若生成气体,气体要能被某种溶液吸收。
7. 实验改进
(1) 原理:利用铜丝、铁粉或细铁丝测定空气中氧气的含量。用铜丝进行实验的化学方程式为 2Cu+O22CuO ;在用铁粉进行实验时,需要加入活性炭、水和少量食盐,目的是 提高反应速率 。
氧气
2Cu+O22CuO
提高反应速率
1
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6
7
(2) 装置
① 点燃方式(如图Ⅱ):
Ⅱ
1
2
3
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7
② 测量方式(如图Ⅲ):
Ⅲ
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6