内容正文:
第二部分 空气和氧气
第1课时 空气和氧气
第一篇 考点梳理•过教材
目录
CONTENTS
考点梳理过关
分层达标训练
考点梳理过关
考点一 空气(5年3考)
1. 空气
(1)法国化学家拉瓦锡研究了空气的成分,他得出了空气是由 氮气 和 氧气 组成的,其中 氧气 约占空气总体积的 。
(2)空气的组成(按 体积 计算)
①氮气约 78% ;②氧气约 21% ;③稀有气体约 0.94% ;
④二氧化碳约0.03%;⑤其他气体约0.03%。
氮气
氧气
氧气
体积
78%
21%
0.94%
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2. 实验室测定空气中氧气含量
图示
实验原理 利用红磷燃烧消耗氧气,集气瓶内的气体减少,气压下降,烧杯内的水被大气压压入集气瓶中,进入集气瓶内水的体积就是集气瓶内被消耗的氧气体积。化学方程式为: 4P +5O
4P+5O2 2P2O5
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实验
步骤 ①连接仪器,检查装置气密性;
②在燃烧匙中加入足量的红磷;
③点燃红磷,立即伸入瓶中,快速塞上橡胶塞;
④待集气瓶完全冷却后,打开弹簧夹
实验
现象 ①红磷燃烧、放热、产生 大量白烟 ;
②倒吸入集气瓶中的水约为瓶内空气体积的
实验
结论 氧气的体积约占空气体积的
大量白烟
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误差
分析 ①进入集气瓶的水不足集气瓶内气体容积 的原因:A. 红磷不 足 ;B. 装置气密性差;C. 未冷却到室温就打开弹簧夹。
②进入集气瓶的水超过集气瓶内气体容积 的原因:A. 燃烧匙伸入集气瓶的 速度过慢 ;B. 弹簧夹 未夹 紧
红
磷不足
速度过慢
未夹紧
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3. 纯净物和混合物
(1)纯净物:只由 一 种物质组成,可以用化学符号来表示,如氧气、水、碳、铁、氯化钠等。
(2)混合物:由 两种或两种以上 的物质混合而成的物质,如海水、空气、溶液、合金等。
一
两种或两种以上
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4. 空气是一种宝贵的资源
成分 应用
氮气(N2)(化学性质不活泼) ①制作氮肥、硝酸;②液氮用于低温医疗麻醉;
③液氮制造的低温环境可以使超导材料显现超导特性;④用作保护气(体.现.其.化.学.性.质.不.活.泼.)
稀有气体(He、Ne、Ar等)(化学性质很不活泼) ①工业上常用作保护气(体现其 化学 性质),但由于价格较贵,不用于食品行业;②通电发出不同颜色的光(体现其 物理 性质)——制造霓虹灯等;③应用在激光技术领域;④制造低温环境,用于医疗麻醉
化学
物理
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成分 应用
二氧化(CO2) ①植物进行光合作用的原料;②灭火;③制冷剂;
④干冰(固态二氧化碳)用于人工增雨
氧气(O2) ①供给呼吸:为病人、登山、潜水、航空和宇航员提供呼吸用的氧气。
②支持燃烧:利用可燃物跟氧气反应放出热量,工业上用于炼钢、气焊和气割金属等
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5. 保护空气
空气污染(空气质量指数的主要内容) SO2、CO、NO2、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)和臭氧等
环境问题 ①酸雨( SO2 、NOx的排放);②臭氧层破坏;③温室效应( CO2 、CH4、 O3 等的过度排放)
【注意事项】①二氧化碳增多会导致温室效应,但它不是空气污染物,是空气组成的一部分;②空气质量指数级别越高,空气污染越严重,空气质量越差
SO2
CO2
O3
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考点二 氧气的性质及用途(5年3考)
1. 氧气的性质
物理性质 ①无色、无臭、气态;②密度大于空气, 不易 溶于水
化学性质 ①能供给呼吸;②助燃性(能支持燃烧,但不具有可燃性,故不能作“燃料”);③氧气的检验方法:将 带火星 的木条伸入集气瓶中,木条 复燃 ,该气体是氧气,反之,不是氧气
【注意事项】①液态氧气、固态氧气都是 淡蓝 色;②通常把氧气加压后存放在蓝色钢瓶中
不易
带火星
复燃
淡蓝
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2. 氧气与物质的反应
物质 反应现象 化学方程式
在空气中 在氧气中
木炭 持续红热,放出热量 燃烧更旺,发出 白光 ,放出热量,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 O
硫 发出微弱的 淡蓝色 火焰,放热,产生有刺激性气味的气体 发出明亮的 蓝紫色 火焰,放热,产生 有刺激性气味 的气体 S+O 2
白光
C+O2 CO2
淡蓝
色
蓝紫色
有刺激性
气味
S+O2 SO2
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物质 反应现象 化学方程式
在空气中 在氧气中
铁丝 持续红热,不燃烧 剧烈燃烧, 火星四射 ,放热,生成 黑色 固体 2O 2 2O 2
红磷 剧烈燃烧,放出热量,产生大量白烟 2O 2 P+ 5O2
火星四射
黑色
3Fe+ 2O2
Fe3O4
4P+5O2
2P2O5
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物质 反应现象 化学方程式
在空气中 在氧气中
镁条 燃烧剧烈,发出耀眼 白光 ,放热,生成白色固体 2Mg+O 2
氢气 发出 淡蓝色 火焰,生成能使白色无水硫酸铜变蓝的物质 2H 2+O2
一氧化碳 发出 淡蓝色 火焰,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 2CO+ O2
白光
2Mg+O2 2MgO
淡蓝色
2H2+O2 2H2O
淡蓝色
2CO+O2 2CO2
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物质 反应现象 化学方程式
在空气中 在氧气中
乙醇 发出 淡蓝色 火焰,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,在火焰上方罩一个干燥冷烧杯,烧杯内壁形成无色液滴 2Mg+O 2 2Mg 2Mg+O 2 2Mg
甲烷 发出 淡蓝色 火焰,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,在火焰上方罩一个干燥冷烧杯,烧杯内壁形成无色液滴 2H2+O 2
铜 红色固体变为 黑 色 2CO+O 2
淡蓝色
C2H5OH+3O2 2CO2
+3H2O
淡蓝色
CH4+2O22H2O+CO2
黑
2Cu+O22CuO
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考点三 化合反应和氧化反应
类别 化合反应 氧化反应
定义 由 两种或两种以上 的物质生成另一种物
质的反应 物质与氧气的反应属于氧化反应
举例 2CO+O2 2CO2 氧化反应都要放热
①剧烈氧化:物质在氧气中剧烈燃烧。
②缓慢氧化:动植物的呼吸、铁生锈、食物的腐烂等
两种或两种以上
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类别 化合反应 氧化反应
联系 A:化合反应
B:氧化反应
C:既是化合反应又是氧化反应
交叉关系
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分层达标训练
1. 下列各组空气成分的体积分数之和最大的是( C )
A. O2、H2O B. O2、CO2
C. O2、N2 D. N2、CO2
C
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2. [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 )
A. N2 B. O2 C. He D. CO2
A
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3. 刚炒熟的空心菜嫩、绿、清香多汁,令人垂涎欲滴,而端上桌一两分钟颜色就逐渐变黑。这种现象与下列空气中的哪种物质有关( C )
A. 氮气 B. 稀有气体
C. 氧气 D. 二氧化碳
C
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4. 空气是一种重要的资源。下列有关空气成分的说法错误的是( B )
A. 氮气充入食品包装袋中可延长其保质期
B. 二氧化碳是形成酸雨的主要污染物
C. 稀有气体可用于制造电光源
D. 氧气能供给生物呼吸,支持燃料燃烧
B
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5. [2024·湖北]2024年我国环境日主题是“全面推进美丽中国建设”。下列做法不.符.合.该主题的是( C )
A. 分类回收生活垃圾
B. 工业废水处理后排放
C. 推广使用煤炭燃料
D. 使用新型可降解塑料
C
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6. [2024·乐山]下列物质中属于纯净物的是( A )
①五氧化二磷 ②液氮 ③空气中约0.94%的稀有气体
④青铜 ⑤C60
A. ①②⑤ B. ①③⑤
C. ②③④ D. ②④⑤
A
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7. 某市区某日的空气质量报告如图所示,下列说法不.正.确.的是
( D )
A. 报告中SO2、NO2与酸雨的形成有关
B. 当日CO未对当地空气造成污染
C. 当日最主要的污染物是PM10
D. 图中缺少的计入空气质量评价的主要气体污染物是CO2
D
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8. 下列有关化学反应的现象描述正确的是( D )
A. 红磷在空气中燃烧,产生大量的白雾,生成白色固体
B. 铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色的四氧化三铁
C. 木炭在氧气中燃烧,发出白光,产生黑色固体
D. 硫在空气中燃烧火焰呈淡蓝色,而在氧气中燃烧火焰呈明亮的蓝紫色
D
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9. 下面是某同学整理的关于氧气化学性质的部分知识网络,下列有关说法正确的是( C )
A. S、P在氧气中燃烧均会产生大量白烟
B. Ⅰ、Ⅱ两类反应都说明氧气的可燃性
C. Fe在Ⅰ、Ⅱ两类反应中反应条件不同,所以产物不同
D. Ⅰ类反应放出热量,Ⅱ类反应吸收热量
C
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10. 许多化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系,如图所示。下列概念之间的关系说法错误的是( C )
A. 化学性质和氧化性属于包含关系
B. 纯净物和混合物属于并列关系
C. 化学反应和分解反应属于并列关系
D. 化合反应和氧化反应属于交叉关系
C
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11. 利用铁生锈的原理测定空气中氧气含量的实验装置如图所示,实验1min后温度计读数上升,8min后打开弹簧夹,水倒吸入锥形瓶。下列说法错误的是( D )
A. 铁的锈蚀是放热反应
B. 可观察到一段时间后铁丝表面生成一层红棕色的物质
C. 若装置气密性不好,可能导致测量的结果偏小
D. 本实验将铁粉换为足量的铜粉也可得出正确的结论
D
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12. 图1是利用气体压强传感器测定空气中氧气含量的装置及压强变化曲线。
(1)红磷燃烧的现象: 产生大量的白烟,放出热量 ,化学方程式为: 4P+5O2 。
产生大量的白烟,放出热量
4P+5O2 2P2O5
(2)分析图2,CD段气体压强发生变化的原因是 氧 气 消耗,温度降。
(3)燃烧匙中的红磷能否换成木炭,简述理由:,木炭燃烧生成二氧化 碳, 瓶内压强不 变 。
氧气消耗,温度降低
不能,木炭燃烧生
成二氧化碳,瓶内压强不变
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13. 某化学兴趣小组在实验室测定空气中氧气的含量。图1是由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统,其中注射器中存有15mL空气,玻璃管的容积是40mL。
(1)为了保证氧气全部反应,加入的铜粉应该 过量 。气球的作用是 使铜粉与氧气充分反应;平衡气压 。
过量
使铜粉与氧气充分反应;平衡气压
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(2)实验时,图1中的硬质玻璃管内的现象是 红色粉末变成黑色 ,发生反应的化学方程式为: 2Cu+O2 2CuO 。
(3)瑞典化学家舍勒曾用图2装置对空气中的氧气含量进行测定:将白磷放在密闭钟罩内的水面上方燃烧,产生 大量白烟 (现象),成分为 五氧化二磷 。一段时间后,观察到钟罩内水面大约上升到刻度 1 处。
红色粉末变成黑色
2Cu+O2 2CuO
大量白烟
五氧化二磷
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14. 某小组设计如图装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后,试管内白磷开始燃烧。下列说法错误的是
( B )
A. 白磷燃烧说明生石灰与水反应放热
B. 胶头滴管中的水和注射器中的水作用是相同的
C. 若注射器中的水最终减少了10mL,说明空气
中氧气的体积分数约为20%
D. 该装置能减少测量误差,且对环境更友好
B
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15. [2024·成都]空气中含有多少氧气呢?学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
【资料】①红磷的着火点是260℃,白磷的着火点是40℃;②相同的温度和体积下,气体压强与分子数成正比;③相同的温度和压强下,气体体积与分子数成正比。
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【史料研究】
二百多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理,采用图1装置测出氧气约占空气体积的 。
(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象是 汞液面上升 ,产生该现象的原因是 汞与氧气反应,钟罩内气体减少,气压减小 。
汞液面上升
汞与氧气反应,钟罩内气体
减少,气压减小
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【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下,正确的顺序为 ④①③② (填序号)。
①弹簧夹夹紧乳胶管
②红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份
④①③②
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是 氮气 。
氮气
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同学们利用图2装置多次实验,水面均未上升到刻度“1”。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验,记录并处理数据分别如图4、图5。
【优化与实验】
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(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是 反应结束后,温度下降,气体逐渐混合均匀 。
(5)图5中BC段压强增大,原因是 反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 19.37 %(计算结果精确到0.01%)。
反应结束
后,温度下降,气体逐渐混合均匀
反应刚开始,温度升高对压强的
影响比气体减少对压强的影响大
19.37
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【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”,原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷着火点以下,红磷熄灭,所以氧气消耗不完 。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒,对环境
“不友好”。结合实验原理和试剂弊端,可选择的替代
试剂有 铜粉 (写一种)。
反应一段时间后,氧气浓度
下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷着火点以下,
红磷熄灭,所以氧气消耗不完
铜粉
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谢谢观看
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