单元2 探析空气之谜【知识清单】-2024-2025学年九年级化学上册单元速记·巧练（仁爱科普版2024）

第二单元   探析空气之谜

 

课题1  空气组成的探究

（一）空气的组成及探究

1. 法国化学家拉瓦锡通过实验得出“空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5”的结论。

2. 实验室测定空气中氧气含量

（1）用红磷测定空气中氧气的含量

实验原理		红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，瓶内气体减少，压强减小，冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水会被压入集气瓶，进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。
实验现象		①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量； ②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升约1/5。
实验结论		氧气约占空气总体积的1/5。
文字表达式		磷+ 氧气     五氧化二磷
符号表达式		P + O2     P2O5
误差分析	小于1/5原因	①装置漏气；②红磷量不足； ③未冷却到室温就打开弹簧夹。
	大于1/5原因	①弹簧没有夹紧；②插入燃烧匙太慢。

（2）集气瓶中水的作用：

①吸收有毒的五氧化二磷（固体）；②吸热加快降温。

（3）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）

拓展：实验装置的改进

（1）改进原因：

①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会污染环境，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果偏大，因此需在密闭容器中进行。

②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果不准确。

（2）改进思路：

①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭 ，如图①、②所示。

②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确 ，如图③所示。

        

图①                      图②                     图③                  

（二）空气的成分

体积分数：氮气N278% ，氧气O221% ，稀有气体0.94% ，二氧化碳CO20.03% ，其他气体0.03% 。

课题2  氧气的性质与应用

 

（一）氧气的性质

1. 氧气的物理性质

（1）通常情况下，氧气是一种 无  色  无  味的气体，密度为1.429g/L比空气略 大  ，（因此盛满氧气的集气瓶  倒  放在桌子上）氧气 不易 溶于水。

（2）三态变化：氧气在-183℃时变为 淡蓝  色液体，在—218℃变为 淡蓝色雪花状 固体。

2. 氧气的化学性质

（1）氧气的特性是能使 带火星的木条 复燃。

（2）与氧气的反应

	反应现象		文字表达式	注意事项
	在空气中	在氧气中
硫磺	产生 淡蓝色火焰	发出明亮的蓝紫色 火焰	硫＋氧气二氧化硫 S   O2           SO2	集气瓶底部预先放些 水或氢氧化钠溶液
	放热 ，生成有刺激性气味  的气体
木炭	发  红 光	剧烈燃烧，发 白 光	碳＋氧气二氧化碳 C   O2            CO2	燃烧匙应由 上 而下 缓慢伸入集气瓶底
	放热 ，生成的气体能使澄清的石灰水变 浑浊
	放出热量，生成 白雾  和使石灰水 浑浊 的气体
铁丝	在空气中烧的红热	剧烈燃烧 ，火星四射 ，生成 黑色固体	铁＋氧气四氧化三铁 Fe   O2           Fe3O4	集气瓶的底部要预先放 铺沙或加水

3. 化合反应与氧化反应

（1）化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，反应有多种，而生成物只有一种的反应。

它是四大基本反应类型之一，可以用通式简明地表示为：A+B→AB。

其特点是多种物质生成一种物质，可以简记为：“多变一”。

（2）氧化反应：物质与氧发生的反应，但它不是四大基本反应类型之一，反应物有氧气参与的反应 。

其特点是物质与氧的反应，可以简记为：“物与氧反应”。

4.氧气的用途

（1）支持燃烧，冶金工业上，在炼钢过程中吹以高纯度氧气，和其中的碳及磷、硫、硅等起氧化反应；国防工业上，液氧是现代火箭最好的 助燃剂 ，在超音速飞机中也需要液氧作 氧化剂 ，可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可制作液氧 炸药 ；在金属切割及焊接等方面也有着广泛的用途。

（2）供给呼吸，在潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗 抢救等缺氧、低氧或无氧环境中，供给氧气，以维持人或动物等正常的 呼吸 。

（二）氧气的实验室制法

在实验室中，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制氧气。

1.加热高锰酸钾制氧气

（1）药品：高锰酸钾（暗紫色固体）

（2）原理：

文字表达式：高锰酸钾          锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气

符号表达式： KMnO4        K2MnO4 + MnO2 + O2↑

（3）装置：

①发生装置：加热固体制气体（固体加热型装置）

②收集装置：

A.排水法收集：依据氧气不易溶于水且不与水反应。

B.向上排空气法收集：依据氧气的密度比空气略大。

主要实验步骤：

（1）查：组装仪器，检查装置的气密性；

（2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞一小团棉花 ，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口；

（3）定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；

（4）点：点燃酒精灯加热（记得先预热 ，防止试管受热不均破裂）；

（5）收：用排水法收集氧气；

（6）移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）；

（7）熄：熄灭酒精灯。

可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。

验满方法:

（1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满。

（2）用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。

（3）放置方法：正放在桌子上，并盖上毛玻璃片。

2. 过氧化氢分解制取氧气

（1）药品：过氧化氢（H2O2）溶液和二氧化锰（MnO2）

过氧化氢溶液俗名 “双氧水”，是一种无色溶液，过氧化氢在常温下可以分解放出氧气；

二氧化锰是黑色粉末。

（2）原理：

文字表达式：过氧化氢          水+ 氧气

符号表达式： H2O2            H2O + O2↑

（3）实验装置：