内容正文:
第二单元 空气和氧气
空气的组成和保护
1.空气的成分和用途
空气成分 体积分数 主要用途
(1)氮气 ________ ①制氮肥和硝酸;②化学性质不活泼,可用作保护气
(2)氧气 ________ ①供给呼吸;②支持燃烧
78%
21%
空气成分 体积分数 主要用途
(3)稀有气体 0.94% 通电时发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源
(4)二氧化碳 0.03% ①光合作用的肥料;②制汽水;③用于灭火等
(5)其他气体 0.03% —
(1)空气中各成分的含量是按体积分数计算的,而不是按质量分数。(2)氧气能支持燃烧,具有助燃性,但氧气本身不能燃烧,不具有可燃性,不能作燃料。
2.保护大气环境
(1)污染物:烟尘(如PM2.5等)和____________(如SO2、NO2、CO等)。
(2)危害:严重损害人体健康;影响作物生长;破坏生态平衡等。
(3)防治措施:加强大气质量监测;工厂废气处理达标后再排放;汽车安装尾气净化装置;使用清洁能源;积极植树造林等。
有害气体
空气中二氧化碳含量增多会造成温室效应加剧,但二氧化碳本身无毒,是空气的一种重要成分,不属于空气污染物。
1.(2024·盐城)空气是一种宝贵的资源,其中含量最高且常用作保护气的是( )
A.N2 B.O2
C.He D.CO2
A
2.(2024·吉林)洁净的空气对人和其他动植物都非常重要。下列气体会对空气造成污染的是( )
A.二氧化硫 B.氧气
C.二氧化碳 D.氮气
3.(2024·广西)潜水员水下作业时需要携带氧气瓶,这是因为氧气( )
A.无色无味 B.密度比空气的大
C.能支持燃烧 D.能供给呼吸
A
D
空气中氧气含量的测定
1.拉瓦锡研究空气成分
如图1所示,通过实验和分析,拉瓦锡得出了空气由________和________组成的结论。
氧气
图1
氮气
2.探究空气中氧气含量
(1)实验装置图如图2所示。
(2)实验原理:_____________________(用化学方程式表示)。
图2
(3)实验步骤
①组装仪器,检查装置气密性。
②在集气瓶内装入少量水,将水面上方的空间分为五等份,并做上标记。
③用弹簧夹夹住胶皮管,点燃燃烧匙中的红磷,迅速伸入集气瓶中并塞上塞子。
④待红磷燃烧结束,装置冷却到室温后,打开弹簧夹。
(4)实验现象:红磷燃烧,产生大量________;装置冷却后,打开弹簧夹,水__________________,约占集气瓶中原有空气体积的1/5。
(5)实验结论:氧气约占空气体积的五分之一。
(6)实验成功的关键:红磷量充足;装置气密性好;装置冷却后再打开弹簧夹。
白烟
倒吸入集气瓶中
该实验中,不能用木炭、硫、铁、镁代替红磷。因为木炭和硫燃烧后都产生气体,集气瓶中气体压强无明显变化;铁在空气中不能燃烧;镁燃烧消耗氧气的同时还会与氮气和二氧化碳反应。
4.(2023·云南)仿照法国化学家拉瓦锡定量研究空气成分的原理,利用如图所示装置测定空气中氧气的含量,燃烧匙中应盛放的试剂是( )
A.铁丝 B.木炭
C.红磷 D.硫粉
C
5.(2023·衡阳)拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。某兴趣小组利用氧气传感器来检测足量红磷燃烧过程中氧气的含量,如图所示,下列判断正确的是( )
A.a点时容器内氮气体积分数为85%
B.容器内物质总质量:b点>c点
C
C.氧气有剩余,说明物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D.此实验测得空气中氧气的质量分数为18%
氧气的性质
1.物理性质
通常情况下,氧气是一种无色、无味的气体,密度比空气的密度略______;氧气不易溶于水;在压强为101 kPa下,氧气在-183 ℃时变为淡蓝色液体,在-218 ℃时变为淡蓝色固体。
大
2.化学性质
物质 实验现象 化学方程式
(1)硫 在空气中燃烧发出微弱的________色火焰;在氧气中燃烧,发出明亮的________色火焰,放出热量,生成具有______________的气体 ________________
(2)木炭 在空气中红热;在氧气中剧烈燃烧,发出________,生成能使澄清石灰水__________的气体 _________________
淡蓝
蓝紫
刺激性气味
白光
变浑浊
物质 实验现象 化学方程式
(3)铁丝 在空气中只能烧至红热;在氧气中剧烈燃烧,____________,放出热量,生成______色固体 ______________________
(4)镁条 在空气中剧烈燃烧,发出________
______,放出热量,生成一种____色固体
火星四射
黑
耀眼的
白光
白
(1)做铁丝燃烧的实验时,瓶底放少量水或细沙的目的是__________________________________。
(2)做硫燃烧的实验时,应在通风橱中进行,且集气瓶瓶底要加入少量NaOH溶液,以吸收生成的SO2。
防止高温熔融物溅落而使瓶底炸裂
描述物质在氧气中的燃烧现象,可从以下三个方面进行:(1)燃烧的剧烈程度,有什么颜色的光或火焰;(2)放热;(3)生成物的特征(不能说出生成物的名称)。如木炭在氧气中燃烧的现象:剧烈燃烧,发出白光,放出大量的热,生成一种无色、无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体。
常见容易混淆的实验记录
实验记录 区别 实例
(1)烟和雾 烟是固体小颗粒;雾是小液滴 红磷在空气中燃烧产生大量白烟;浓盐酸敞口放置,瓶口出现白雾
(2)光和
火焰 火焰是气体、液体和低沸点的固体燃烧产生的;光是高沸点的固体燃烧产生的 氢气、酒精、硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰;木炭在氧气中燃烧发出白光
(3)现象和结论 现象:物质的色、态、味或性质等;结论:生成物的名称 镁在空气中燃烧
现象:发出耀眼的白光,放热,生成一种白色固体
结论:生成氧化镁
6.(2024·河南)氧气性质活泼,能支持燃烧。下列物质在氧气中燃烧,能生成无色、无味气体的是( )
A.铁丝 B.硫粉
C.红磷 D.木炭
D
7.(2023·天津)下列对实验现象的描述正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰
B.红磷在空气中燃烧产生大量白雾
C.木炭在空气中充分燃烧生成黑色固体
D.铁丝在氧气中燃烧时,火星四射,生成黑色固体
D
氧气的制取
1.氧气的工业制法——分离液态空气
利用液态氧和液态氮的________不同,用分离液态空气的方法制取氧气,属于________变化。
沸点
物理
反应原理(用化学方程式表示) _____________________________________ ______________________
发生装置 固体加热型 固液常温型
2.氧气的实验室制法
收集装置
检验方法 将带火星的木条________________,如果木条复燃,证明是氧气
验满方法 用向上排空气法收集时,将带火星的木条_______________,若木条复燃,则证明已集满;用排水法收集时,当_________
_______________时,则证明已集满
伸入集气瓶中
放在集气瓶口
集气瓶口
有大气泡冒出
(1)加热固体时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流引起试管炸裂。
(2)用排水法收集满氧气后,应先取出导管,再熄灭酒精灯,防止水倒吸引起试管炸裂。
(3)用高锰酸钾制取氧气时,试管口应塞一小团棉花,防止加热时试管内的粉末状固体进入导管造成堵塞。
3.催化剂
在化学反应里能______其他物质的化学反应速率,而本身的______和____________在反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂。
改变
质量
化学性质
探究某物质是否是某反应的催化剂时,必须进行两个方面的探究:(1)该物质是否改变了化学反应速率;(2)反应前后该物质的质量和化学性质是否保持不变。两点同时满足时该物质才是该反应的催化剂。
探究某物质是否是某反应的催化剂时,必须进行两个方面的探究:(1)该物质是否改变了化学反应速率;(2)反应前后该物质的质量和化学性质是否保持不变。两点同时满足时该物质才是该反应的催化剂。
8.(2024·福建)实验室用于高锰酸钾制取氧气的下列装置或操作中,错误的是( )
D
9.(2024·扬州)实验室用KMnO4制取并用排水集气法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是( )
A.检查装置气密性时,先用手握住试管,再将导管的一端伸入水中
B.先向试管中加入KMnO4固体,再检查装置气密性
C.实验时,先将导管伸入集气瓶中,再点燃酒精灯
D.气体收集完毕后,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
D
10.(2024·湖北)以下是氧气的实验室制取和性质实验。
(1)仪器a的名称是________。
(2)A中制取氧气的化学方程式为___________________________________。
(3)用装置B来收集氧气,进气口为______(填“m”或“n”)。
(4)图C中,细铁丝剧烈燃烧,___________,放出热量,生成黑色固体。
试管
m
火星四射
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
$$