第四单元我们周围的空气总结-2024-2025学年九年级化学鲁教版（2024）上册

第四单元 我们周围的空气 第一节 空气的组成 1.空气属于混合物，其主要成分及用途如下表所示： 空气成分 主要性质及用途 氮气 N2 (体积分数：78%) 1 因为氮气的化学性质不活泼，常用作保护气，填充在食品包装袋、灯泡中 2 用于制造硝酸和氮肥 3 因为液氮汽化吸热(物理性质)，可用作制冷剂，如冷冻麻醉 氧气 O2 (体积分数：21%) 1 可供给呼吸，用于医疗急救、潜水、登山等 2 能支持燃烧，用于气焊、炼钢、燃料燃烧等 稀有气体 (体积分数：0.94%) 1 化学性质很不活泼，可用作保护气 2 通电时发出不同颜色的光(物理性质)，可制造电光源，如霓虹灯 3 氦气因为密度小、性质稳定，用于填充探空气球 2.红磷燃烧法测定空气中氧气含量 (1)实验原理：红磷在密闭容器中燃烧，只与空气中的氧气反应，使容器中的压强减小， 水被压入容器，进入容器内水的体积约等于消耗的氧气的体积。 (2)化学方程式：红磷 + 氧气 五氧化二磷点燃 (3)实验现象： ①红磷燃烧产生大量白烟，放出热量； ②冷却至室温后打开弹簧夹，观察到水倒吸入集气瓶中，液面上升约占集气瓶内原空气体积的1/5。 (4)实验结论：空气中氧气约占空气总体积的1/5。 推论：氮气难溶于水(物理性质)；不能燃烧、也不支持燃烧(化学性质)。 (5)误差分析：磷少漏气瓶子烫(偏小)，手慢夹松氧偏大 误差 原因分析 结果 偏小 1 红磷量不足，氧气未被耗尽； 2 装置漏气，装置外空气进入，补充所消耗氧气的体积； 3 装置未冷却到室温就打开弹簧夹，装置内气温偏高、压强较大，进入瓶内水的体积偏小； 结果 偏大 4 燃烧匙伸入过慢，装置内气体受热从集气瓶口逸出，进入瓶内水的体积偏大； 5 弹簧夹未夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体从导管逸出。 (6)红磷要足量的原因是使集气瓶中的氧气被充分反应。 集气瓶中留有少量水的作用是 ①吸收热量，加速冷却 ②吸收生成的五氧化二磷。 (7)除去氧气时对药品的要求有：所选药品只与空气中的氧气反应、生成物不是气体。 不能将红磷换成木炭、硫、蜡烛的原因是生成物是气体，装置内气压变化不明显； 不能将红磷换成铁丝的原因是铁丝在空气中不能燃烧； 不能将红磷换成镁条的原因是镁不仅能与氧气反应，还与氮气、二氧化碳反应。 (8)改进装置的优点：①防止产物逸出污染空气 ②误差小 3.加热铜粉测定空气中氧气含量 (1)实验原理：通过铜和氧气反应，消耗掉装置中的氧气，使密闭容器内压强减小，注射器活塞向前移动，表示消耗氧气的体积。 (2)化学方程式：铜 + 氧气 氧化铜加热 (3)实验现象：铜粉由红色变成黑色，注射器活塞向右移动一定距离。 (4)实验结论：空气中氧气约占空气总体积的1/5。 (5)小气球的作用是调节气压，防止活塞冲出。不断推拉注射器活塞的目的是使氧气与铜粉充分反应。 (6)误差分析： 结果偏小：①铜粉量不足 ②装置漏气 ③没有冷却到室温就读体积 ④没有反复推拉注射器活塞 结果偏大：没有将气球压瘪就读数 4.空气的污染与防治 (1)空气质量指数越大，空气质量级别越高，空气质量状况越差。 (2)空气污染物主要包括 有害气体：二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、 烟尘：可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5) →形成雾霾 第二节 氧气的性质 1.氧气的物理性质：常温常压下，氧气为无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水。 在很低的温度下，氧气能变成淡蓝色液体或淡蓝色雪花状固体。 2.氧气的化学性质：氧气化学性质比较活泼，具有助燃性，但不具有可燃性，不能做燃料。 (1)木炭 在空气中燃烧：发红光，放出热量 在氧气中燃烧：发白光，放出热量，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 木炭+氧气二氧化碳点燃 夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入集气瓶中，目的是使木炭与氧气充分反应 (2)铁丝 在空气中不能燃烧 在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体。 铁+氧气四氧化三铁点燃 集气瓶中留有少量水或细沙，目的是防止生成的高温熔融物溅落，使集气瓶底炸裂。 (3)硫 在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。 在氧气中燃烧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。 硫+氧气二氧化硫点燃 集气瓶中放少量水或氢氧化钠溶液的目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。 3.氧化物：由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，叫作氧化物。如水、干冰等 4.氧化反应：物质和氧气发生化学反应，属于氧化反应。 5.缓慢氧化：有些氧化反应进行的非常缓慢，甚至不易察觉，称为缓慢氧化，如呼吸作用、金属的锈蚀、动植物体腐烂、塑料老化。 6.自然界的氧循环指氧元素的循环，自然界中氧气的产生途径主要是绿色植物的光合作用，主要消耗途径有动植物的呼吸作用，燃料的燃烧。 第三节 氧气的实验室制取 1.催化剂 (1)定义：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。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 (2)特点：①催化剂能改变化学反应速率，可加快、可减慢； ②催化剂在反应前后质量和化学性质不变，但物理性质可能改变； ③催化剂不能改变生成物的质量 (3)与催化剂有关的坐标曲线(以加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气为例) 2.常考实验仪器及名称 试管 酒精灯 锥形瓶 长颈漏斗 分液漏斗 铁架台 集气瓶 水槽 坩埚钳 3.发生装置的选择(选择依据：反应物的状态和反应条件) 固液常温型 固固加热型 用于制取少量气体 便于添加液体 可控制反应速率 注意：长颈漏斗下端要伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。 4.收集装置的选择(选择依据：气体的溶解性和气体的密度) 排水法 向上排空气法 向下排空气法 装置图 适用范围 不易溶于水且不与水反应的气体 如O2、H2、N2 密度比空气大的气体 如O2、CO2 密度比空气小的气体 如H2 优点 纯净 干燥 干燥 注意：排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶底部，目的是尽可能排尽集气瓶中的空气。 5.多功能瓶 (1)收集密度比空气大的气体，如氧气、二氧化碳时，a进b出，验满在b导管口验 (2)收集密度比空气小的气体，如氢气时，b进a出 (3)瓶中装水，排水法收集气体，b进a出 (4)瓶中装水，观察气体流速，a进b出 (5)瓶中装浓硫酸，干燥气体时，a进b出 6.过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气 (1)实验原理：过氧化氢水 + 氧气 反应类型为分解反应二氧化锰 (2)发生装置选择固液常温型，收集装置选择排水法或向上排空气法。 (3)氧气的检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明气体是氧气。 (4)氧气的验满：(排水法无需验满，当集气瓶口有大气泡冒出时，就说明氧气已集满) 用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明氧气已集满。 (5)氧气的存放：将集满氧气的集气瓶用玻璃片盖好，正放在桌面上。 (6)排水法收集气体时，当导管口的气泡连续、均匀冒出时开始收集，否则收集到的气体不纯。 7.加热高锰酸钾固体制氧气 (1)实验原理：高锰酸钾 锰酸钾 ＋ 二氧化锰 ＋ 氧气 反应类型为分解反应加热 (2)发生装置选择固固加热型，收集装置选择排水法或向上排空气法。 (3)实验步骤：（茶庄定点收利息） ①查：检查装置的气密性 ②装：装药品 ③定：将试管固定在铁架台上 ④点：点燃酒精灯 ⑤收：收集氧气 ⑥移：将导管移出水槽 ⑦熄：熄灭酒精灯 (4)①试管口塞棉花的目的：防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞。 ②试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管炸裂。 ③用排水法收集完氧气后，应先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯， 目的是防止水倒吸入热的试管，使试管炸裂。 8.加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气 (1)实验原理：氯酸钾 氯化钾 ＋ 氧气 反应类型为分解反应二氧化锰 加热 (2)注意：导管口不用塞棉花 9.工业制取氧气(分离液态空气法)： 利用空气中液氮和液氧的沸点不同，属于物理变化 2 学科网（北京）股份有限公司 $$