第二单元空气和氧气知识点-2024-2025学年九年级化学人教版上册

第二单元期末复习知识点 课题1 我们周围的空气 一、空气的组成 拉瓦锡提出空气由氧气和氮气组成。 1. 空气的成分 空气含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、水蒸气等气体。氮气是空气中含量最多的气体。 空气成分的体积比 氮气N2 氧气O2 稀有气体 二氧化碳CO2 其他 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 注：是体积比，不是质量比。 2. 红磷测定空气中氧气（O2）的含量 红磷和氧气反应的文字表达式： 红磷和氧气反应的化学方程式： 实验原理：足量的红磷在密闭的集气瓶中燃烧，消耗氧气，生成白色固体五氧化二磷。密闭集气瓶里压强减小，大气压将水压进集气瓶里，通过测定进入集气瓶里的水的体积来测定氧气在空气中的体积分数。 实验仪器：燃烧匙、集气瓶、导管、止水夹、烧杯 实验步骤：①连接好装置，检查装置的气密性；②在集气瓶里装少量水；③将集气瓶水面上方的剩余空间划分为五等分；④用止水夹夹紧胶皮管；⑤点燃红磷，然后迅速伸进集气瓶中并塞紧橡胶塞；⑥红磷熄灭，等集气瓶内气温冷却到室温，打开止水夹 红磷和氧气反应的实验装置： 红磷和氧气反应的实验现象：① 红磷燃烧，产生大量白烟；② 水进入集气瓶，且水的体积约占集气瓶中空气体积的 实验结论：氧气约占空气体积的 ；剩余气体不溶于水，不燃烧也不支持燃烧。 实验失败原因： a. 实验数据小于的原因：①红磷的量不足；②装置漏气；③装置未冷却至室温就打开止水夹 b. 实验数据大于的原因：①止水夹没有关闭，或者没有夹紧；②燃烧匙伸入的速度过慢 集气瓶中水的作用：①吸收有毒的五氧化二磷固体；②吸热，加快集气瓶的降温，防止热的燃烧物落下，使集气瓶底炸裂 实验可改进的点：生成物P2O5逸散出集气瓶，造成空气污染；点燃的红磷伸进集气瓶时，瓶内气体受热膨胀逸出，实验结果不准确；氧气浓度低时，红磷不燃烧，实验结果不准确。 改进实验：用可燃点低的白磷取代红磷，在密闭集气瓶外用透镜聚光点燃过量白磷，可减少P2O5对空气的污染，减小实验误差，是实验结果更准确；用或其他药品（如铜）取代红磷，密闭容器里加热铜。 实验注意事项：本实验的药品选择原则是，药品能在空气中燃烧，且只能与空气中的氧气反应；燃烧后的产物只能是固体或液体（产物是气体会影响集气瓶内气体体积的变化）。因此，不能用硫、碳、铁、镁等代替红磷。 因为硫和碳燃烧后都产生气体，导致测得氧气的体积有偏差；铁在空气中难以燃烧；而镁在消耗氧气的同时，还与氮气、二氧化碳反应。 3. 混合物 & 纯净物 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。 如：（洁净的）空气、矿泉水、稀有气体、大理石、生铁、合金、天然气、水煤气、煤气 纯净物：只有一种物质组成的物质。纯净物可用化学符号来表示。 如：氮气（N2）、氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、氪气、氙气、氡气、红磷（P）、五氧化二磷（P2O5）、汞（Hg）、氧化汞（HgO）、纯净水（H2O）、冰水混合物 二、空气是一种宝贵的资源 1. 氧气 a. 氧气的性质 物理性质：氧气无色无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水，也不与水反应；在压强 为101 kPa时，氧气在-183.0 ℃变为淡蓝色液体，在-218.8 ℃变为淡蓝色固体。 化学性质：氧气化学性质比较活泼；支持燃烧，具有助燃性；在一定条件下能与多种物质发生化学反应，具有氧化性。 b. 氧气的用途 医疗急救、供给呼吸、炼钢、化工生产、气割、气焊和航空航天等 2. 氮气 a. 氮气的性质 物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，不溶于水，也不与水反应。 化学性质：化学性质不活泼，不能燃烧，也不支持燃烧。 b. 氮气的用途 制造硝酸和氮肥；食品充氮防腐；焊接金属时用氮气作保护气；医疗上可利用液氮进行冷冻治疗；超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。 3. 稀有气体 稀有气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气。 a. 稀有气体的性质 物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，不溶于水，也不与水反应。 化学性质：化学性质很不活泼，不能燃烧，也不支持燃烧。 b. 稀有气体的用途 稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于航标灯、照明灯、闪光灯、霓虹灯、激光器等；液态氦可用于制造低温环境；氦气可作气球；氩氦刀可治疗肿瘤。 三、保护大气环境 1. 主要污染物 空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（粒径小于等于10 μm的颗粒物，PM10）、细颗粒物（粒径小于等于2.5 μm的颗粒物，PM2.5）和臭氧（O3）等。 空气质量指数级别越大，空气污染程度越严重。 2. 臭氧 臭氧在空气中含量极少，主要分布在距地面10千米到50千米的高空，并形成了一层臭氧层。臭氧层吸收了太阳光中绝大部分波长较短的紫外线，使地球上的生物免受紫外线的伤害。但由于现代工业的发展，人类向空气中排放一些有害物质（空调制冷使用的氟氯昂），使臭氧层受到了不同程度的破坏。因此要了解臭氧的性质，采取措施防止臭氧层被进一步破坏。 课题2 氧气 把带有火星的木条插入盛有氧气的集气瓶中，带有火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能支持燃烧 氧气的检验：将带火星的木条放在瓶口，如复燃则是氧气。 1. 木炭燃烧 木炭燃烧文字表达式： 木炭燃烧化学方程式： 木炭燃烧的反应现象： 在空气中 在氧气中 持续红热，发出红光，放出热量，有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成 剧烈燃烧，发出白光，放出热量，有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成 2. 硫燃烧 硫燃烧文字表达式： 硫燃烧化学方程式： 硫燃烧的反应现象： 在空气中 在氧气中 发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体 燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成无色、有刺激性气味的气体 注意：硫燃烧的实验应在通风橱中或排风设备下进行。集气瓶中装少量水，吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。 3. 细铁丝燃烧 细铁丝燃烧文字表达式： 细铁丝燃烧化学方程式： 细铁丝燃烧的反应现象： 在空气中 在氧气中 铁丝灼烧时只红热不燃烧，离火后变冷 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体（） 实验注意事项：应预先在集气瓶中放一些水，在铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底。 4. 化合反应 & 氧化反应 化合反应：两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。（多变一） A ﹢ B → AB 氧化反应：物质与氧气发生的反应。 课题3 制取氧气 1. 工业制取氧气——分离液态空气（物理变化） 利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温，首先分离出来从液态氮气，剩下的主要是液态氧。为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。 实验室制取氧气 2. 高锰酸钾制取氧气 & 氯酸钾制取氧气 高锰酸钾是暗紫色（紫黑色）的固体，氯酸钾是白色固体，锰酸钾和二氧化锰是黑色固体。 高锰酸钾制取氧气文字表达式： 高锰酸钾制取氧气化学方程式： 氯酸钾制取氧气文字表达式： 氯酸钾制取氧气化学方程式： 实验仪器：铁架台（带铁夹）、试管、酒精灯、单孔橡胶塞、导管、乳胶管、水槽、集气瓶、玻璃片、升降台 实验步骤：查、装、定、点、收、移、熄。 ①连接好装置，检查装置的气密性； ②将药品装入试管，在试管口放一团棉花（防止加热时试管内的粉末状物质进入导管），用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管； ③将试管固定在铁架台上； ④点燃酒精灯，先试管预热，使其受热均匀，然后对准试管中盛放试剂的部位加热； ⑤把导管口放在盛满水的集气瓶瓶口，当导管口连续并比较均匀地放出气泡时，用排水法收集一瓶氧气； ⑥收集完毕，将导管从水槽中移出； ⑦熄灭酒精灯。 实验装置： 气体发生装置 排水法的气体收集装置 向下排空气法的气体收集装置 向上排空气法的气体收集装置 收集氧气的方法：①向上排空气法（氧气密度比空气略大），收集的气体干燥但不是很纯净； ②排水法（氧气不溶于水，也不与水反应），收集的气体比较纯净但不干燥。 收集的氧气不纯的原因： ①排水法：集气瓶中未装满水，在收集氧气的过程中，空气就会进入集气瓶中，导致收集的氧气不纯；收集的氧气中混有水蒸气；未等有连续气泡产生就开始收集，会混入空气； ②向上排空气法：导管伸入集气瓶太短，会导致收集的氧气中含有空气，使得氧气不纯； 检验氧气集满的方法: ①排水法：集气瓶口有气泡冒出，则说明氧气已经集满； ②向上排空气法：将一根带火星的木条放在集气瓶口，如木条复燃，则说明氧气已集满。 注意事项： ①试管略向下倾斜固定在铁架台上，防止冷凝水回流炸裂试管； ②在试管口放一团棉花，防止加热时试管内的粉末状物质进入导管； ③试管内的导管稍伸出胶塞即可，便于气体导出。 ④导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，应先排净装置内的空气，使收集到的氧气更纯净； ⑤当导管口连续并均匀地放出气泡时，先排净装置内的空气，使收集到的氧气更纯净； ⑥导管口放在集气瓶口，伸入过长不便于氧气集满时，集气瓶移出水槽；伸入过短不利于收集氧气 导管伸到集气瓶底，过短会使收集到的氧气不纯 ⑦集气瓶应装满水倒扣在水槽里，使收集的氧气更纯净； ⑧将集气瓶正放在桌面上，因为氧气的密度比空气大，正放可防止氧气溢出，造成集气瓶里的氧气不纯； ⑨先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，是为了防止水槽中的水倒流，使试管炸裂； ⑩试管完全冷却再清洗，防止试管炸裂 3. 过氧化氢制取氧气 过氧化氢又称双氧水，为无色透明液体，在医疗上可用于消毒防腐。在常温下过氧化氢可以分解放出氧气。在常温下过氧化氢可以分解放出氧气。 过氧化氢制取氧气文字表达式： 过氧化氢制取氧气化学方程式： 实验仪器：试管（锥形瓶）、长颈漏斗（分液漏斗）、导管、集气瓶 实验装置： a. 发生装置： b. 收集装置： 发生装置检查装置气密性的方法：从长颈漏斗处慢慢加水至在长颈漏斗中有一段水柱， 停止加水，观察水柱高度变化，若水柱不下降，则说明装置气密性良好。 过氧化氢制取氧气的优点：简单、安全（不用加热）、易操作；节约药品（可随时添加药品） 实验注意事项： 长颈漏斗的下端必须插入液体中，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗溢出。 ①收集氧气的注意事项同上 ②分液漏斗可通过调节活塞来控制液体的滴加速度，从而可以控制反应速率，得到比较稳定的氧气流。 d. 催化剂 催化剂：又称触媒，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。（一变二不变） 化学性质改变：可以是加快反应速率，也可以上减慢反应速率。 催化剂的质量不变：催化剂的物理状态可能改变。 e. 分解反应 AB → A ﹢ B 分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（一变多） 化学反应 化 合 反 应   氧 化 反 应   分 解 反 应   氧化反应 剧烈氧化 缓慢氧化 呼吸作用、食物腐烂、酿醋、农家肥的腐熟 物质在氧气中燃烧（木炭和硫的燃烧） 催化剂 化学反应速率改变 本身的质量和化学性质不变 化学反应前后： 学科网（北京）股份有限公司 $$