内容正文:
第二单元 空气和氧气
1. 空气的成分和组成
(1) 第一个对空气组成进行探究的化学家:拉瓦锡(第一个用天平进行定量分析)。
空气成分
N2
O2
稀有气体
CO2
其它气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
(2) 空气的污染及防治:对空气造成污染的主要是有害气体(CO、SO2、氮的氧化物)和烟尘等。目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
(3) 目前环境污染问题:
臭氧层破坏(氟里昂、氮的氧化物等) 温室效应(CO2、CH4等)
酸雨(NO2、SO2等) 白色污染(塑料垃圾等)
2. 物质在空气中和氧气中燃烧现象的比较
缓慢伸入目的:防止氧气受热膨胀逸出,影响实验现象
* 铁、铝燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的:防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
硫燃烧要在集气瓶底加水目的:吸收SO2,防止污染空气。
磷燃烧要在集气瓶底加水目的:吸收P2O5,防止污染空气。加速集气瓶冷却。
*铁、铝在空气中不可燃烧。
3. 测定空气中氧气含量
(1) 红磷燃烧的文字表达式:红磷+氧气五氧化二磷;符号表达P+O2P2O5;
(2) 红磷燃烧的现象:产生大量白烟,发光放热;燃烧停止装置冷却,打开止水夹后现象:进入集气瓶内的水约占集气瓶中空气体积的1/5;
(3) 结论: 氧气约占空气体积1/5
反应后集气瓶中剩余的主要气体是 氮气 ;上面的实验同时证明了剩余气体的物理性质是:氮气难溶于水,化学性质是 氮气不能燃烧,也不支持燃烧 。
(4) 探究: ①液面上升小于1/5原因:装置漏气,红磷量不足,未冷却完全;
液面上升大于1/5原因:燃烧匙应快速伸入,否则:燃烧匙伸入集气瓶中过慢,集气瓶内空气受热膨胀逸出
②能否用铁、铝代替红磷?不能 原因:铁、铝不能在空气中燃烧
能否用碳、硫代替红磷?不能 原因:产物是气体,不能产生压强差
4. 氧气的制备:
(1) 工业制氧气——分离液态空气法(原理:氮气和氧气的沸点不同 物理变化)
实验室制氧气原理 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2
过氧化氢 水+氧气 H2O2 H2O + O2
(2) 气体制取与收集装置的选择
发生装置:固固加热型、固液不加热型
收集氧气装置:用排水法:因 氧气不易溶于水。可收集较纯气体
用向上排空气法:因 氧气密度比空气大。可收集较干燥气体
a、步骤:查—装—定—点—收—移—熄
b、注意点
①试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流引起试管破裂 ②药品平铺在试管的底部:均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处 ④导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时,待气泡连续且均匀冒出时再收集(刚开始排出的是试管中的空气)
⑦实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯:防止水倒吸引起试管破裂
⑧用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部
(3) 氧气的检验:用带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,证明是氧气
验满:用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气已满。
(4) 催化剂(触媒):在化学反应中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。(一变两不变)。催化剂所起的作用叫催化作用。
常见气体的用途:
①氧气:供呼吸 (如潜水、医疗急救) 支持燃烧 (如燃料燃烧、炼钢、气焊)
②氮气:惰性保护气(化性不活泼)、重要原料(硝酸、化肥)、液氮冷冻
③稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称):保护气、电光源(通电发不同颜色的光)、激光技术
(5) 氧化反应:物质与氧(氧元素)发生的化学反应。
剧烈氧化:燃烧
缓慢氧化:铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造
共同点:①都是氧化反应 ②都放热
5. 检验装置气密性
装置气密性检查时,常使用先构建密闭体系,再改变装置压强的方法进行实验。
(1)检查图1装置气密性时,先将导管插入水中,再 用手紧握试管 ,若装置的气密性良好,则观察到导管口出现的现象是 有气泡产生 。移开手,冷却后容器内温度下降,气压下降,会出现的现象是:在导管内形成一段稳定的水柱 。
(2)检查图2装置的气密性时,推动活塞,观察到 长颈漏斗内上升形成一段稳定的水柱 现象,装置气密性良好。
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