内容正文:
知识精讲
化学
第二单元 空气和氧气
更符合安徽新中考
目录
01
02
建构物质转化关系
教材知识精讲
03
重点实验攻关
更符合安徽新中考
建构物质转化关系
(注:“——”表示物质之间可以发生反应,“”表示物质之间存在转化关系)
1.请写出图中字母所代表物质的化学式
A:______________ B:______________
KMnO4
H2O2
更符合安徽新中考
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2.请写出图中涉及的化学方程式
①__________________________________________
②__________________________________________
③__________________________________________
④__________________________________________
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
2H2O 2H2↑+O2↑
2H2+O2 2H2O(合理即可)
更符合安徽新中考
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2.请写出图中涉及的化学方程式
⑤______________________________________
⑥________________________________________
⑦________________________________________
⑧________________________________________
C+O2 CO2(或2C+O2 2CO)
S+O2 SO2
4P+5O2 2P2O5
3Fe+2O2 Fe3O4
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⑨___________________________________
⑩___________________________________
⑪___________________________________
⑫___________________________________
2Mg+O2 2MgO
4Al+3O2 2Al2O3
2Cu+O2 2CuO
CH4+2O2 CO2+2H2O
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教材知识精讲
1.空气的主要成分及用途(5年3考)
空气 (5年3考)
成分 主要用途及性质
氮气
(N2) a.制造硝酸和氮肥的重要原料;
b.作①____________,如食品包装中充氮气以防腐(化学性质不活泼);
c.医疗上利用液氮进行冷冻治疗
保护气
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成分 主要用途及性质
氧气
(O2) a.用于医疗急救、登山、潜水等(供给呼吸);
b.用于炼钢、气割、气焊、燃料燃烧等(支持燃烧)
稀有
气体 a.作保护气(化学性质不活泼);
b.用于航标灯、照明灯、闪光灯、霓虹灯(通电时能发出不同颜色的光);
c.液态氦可用于制造低温环境;氦气可用于填充气球(2025.4A)
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成分 主要用途及性质
二氧化
碳(CO2) a.作气体肥料(植物光合作用的原料);
b.干冰(固态二氧化碳)作制冷剂,用于②______________(升华吸热);
c.作③____________(不燃烧也不支持燃烧,密度比空气大);
d.制碳酸饮料(与水反应)
人工增雨
灭火剂
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【知识补充】空气成分示意图(按体积计算)
【易错易混】a.洁净的空气属于⑥____________(填“混合物”或“纯净物”);b.CO2不属于空气污染物;c.空气质量指数日报中,空气质量指数级别越低,空气质量越好。
混合物
78%
21%
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2.探究空气中氧气的含量(详见P9“重点实验攻关”)
3.空气的污染与防治(5年3考)
(1)目前计入空气质量评价的主要污染物:SO2、NO2、CO、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、臭氧等。
(2)防治措施:使用清洁能源,加强空气质量监测,积极植树、种草等。
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1.物理性质:在标准状况下,氧气是⑦______色、⑧______臭的气体,密度比空气略⑨______,⑩_______溶于水(2022.6B,2020.8A)。
氧气 (必考)
【知识补充】氧气的三态变化:气体(无色)→液体(淡蓝色)→固体(淡
蓝色)。
无
无
大
不易
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2.化学性质(5年4考)
(1)与金属单质反应
物质 镁条 铁丝
图示
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物质 镁条 铁丝
现象 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成⑪____________,放出热量
a.空气中:红热,不能燃烧
b.氧气中:⑫_________________
_____________________________
化学
方程式 ⑬______________________ ⑭________________________
(在氧气中)
白色固体
射,放出大量的热,生成黑色固体
剧烈燃烧,火星四
2Mg+O2 2MgO
3Fe+2O2 Fe3O4
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【注意事项】a.要在火柴快燃尽时把铁丝插入集气瓶中,原因是
⑮____________________________________________________________
_________。b.铁丝插入时,要保持在集气瓶的中央,不要靠近或碰到瓶壁,原因是⑯____________________________。
实验效果
防止火柴梗燃烧过多消耗瓶里的氧气,导致氧气浓度降低,影响
以免集气瓶受高温而炸裂
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(2)与非金属单质反应
物质 硫 木炭
图示
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物质 硫 木炭
现象 a.空气中:发出⑰__________
火焰,产生有刺激性气味的气体,放出热量
b.氧气中:发出⑱__________
火焰,产生有刺激性气味的气体,放出热量 a.空气中:发出微弱的红光,放出热量
b.氧气中:⑲_________________
________
化学
方程式 ⑳___________________ ㉑_____________________(完全燃烧)
淡蓝色
蓝紫色
发出白光,放出
热量
S+O2 SO2
C+O2 CO2
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【注意事项】红热的木炭要自上而下慢慢地放入集气瓶中,原因是
㉒____________________________________________________________
________________________________________。
【易错易混】烟是固体小颗粒形成的;雾是小液滴形成的。
避免木炭燃烧产生的气体和放出的热量使集气瓶中部和上部的氧气
排出,导致木炭不能与瓶内的氧气充分反应
【总结归纳】a.现象描述的方法:是否剧烈燃烧+产生火焰、光的颜色(或火星)+生成物的色、态、味+是否放热。b.物质在空气、氧气中燃烧的剧烈程度不同,本质原因是㉓__________________。
氧气含量不同
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(3)与化合物反应
物质 一氧化碳 甲烷 酒精
现象 发出㉔__________火焰,产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体
化学方
程式(充
分燃烧) ㉕____________
______________ ㉖__________________
__________________ ㉗_____________
____________________________
注意事项 点燃前要验纯 —
蓝色
2CO+O2
2CO2
CH4+2O2
CO2+2H2O
C2H5OH+3O2
2CO2+
3H2O
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3.氧气的制取(必考)
(1)工业制法:分离液态空气法,利用液氮和液氧的㉘__________不同,属于㉙__________(填 “物理”或“化学”)变化。
(2)实验室制法(详见P11“重点实验攻关”)
沸点
物理
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1.定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(“一变”),而本身的㉚__________和㉛______________在反应前后都没有发生变化(“两不变”)的物质叫作催化剂。
2.作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
3.特点:a.催化剂能改变化学反应速率;b.催化剂不会改变生成物的质量;
c.同一反应可能存在不同的催化剂,且催化效果可能不同。
催化剂和催化作用 (必考)
质量
化学性质
【知识补充】影响化学反应速率的因素:反应物的种类、浓度,反应物间的接触面、温度、催化剂的种类等。
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重点实验攻关
探究空气中氧气的含量 [2020.16(3)]
基础知识
实验
原理
实验
装置
减小
吸收
反应反成的五氧化二磷,
防止污染空气
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实验现象 a.集气瓶中红磷燃烧,③____________________________;
反应的化学方程式为④______________________;
b.待红磷熄灭并冷却至室温,打开弹簧夹,可观察到烧杯中的水被吸入集气瓶,瓶内液面上升
实验结论 氧气约占空气总体积的⑤______
实验拓展 a.集气瓶内有氮气,但燃着的红磷熄灭了,说明氮气不能支持燃烧;b.瓶内液面上升到一定高度后不再继续上升,说明瓶内气体压强不再减小,说明氮气难溶于水
产生大量白烟,放出热量
4P+5O2 2P2O5
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1.误差分析
质疑反思
误差 原因 分析
测量结
果偏小 红磷的量不足 氧气不能被完全耗尽
装置漏气 装置外的空气进入集气瓶,导致进入集气瓶中的水的体积偏小
实验后装置未冷却至室温就打开弹簧夹 装置内气体温度偏高,压强偏⑥________,导致进入集气瓶中的水的体积偏⑦________
大
小
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误差 原因 分析
测量结
果偏大 红磷点燃后伸入过慢 使装置内气体受热逸出,导致进入集气瓶中水的体积偏⑧________
实验前弹簧夹未夹紧 红磷燃烧时集气瓶内气体受热顺着导管逸出,导致进入集气瓶中的水的体积偏大
大
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2.试剂的选择
选择原则 a.试剂在空气中易点燃;b.试剂只能与空气中的氧气反应;c.试剂与氧气反应最好只生成固体物质,若生成气体,则气体要能被某种溶液充分吸收
举例分析 若装置和点燃方式均不变,判断下列试剂能否替代红磷,并说明理由。
a.铁丝:⑨________________________________;
b.木炭:⑩___________________________________________________________
______________________________;
c.镁粉:⑪___________________________________________________________
____________________________
【特别提醒】若用硫代替红磷进行实验,则应在集气瓶中盛放少量浓氢氧化钠溶液,因为硫在氧气中燃烧生成的二氧化硫可以被浓氢氧化钠溶液吸收
不能,铁丝在空气中不能燃烧
不能,木炭在空气中燃烧时会生成二氧化碳或一氧化碳中的一种或两种,瓶内压强变化不明显
不能,镁在空气中点燃,其不仅能与氧气反应,也能与氮气、二氧化碳等气体反应
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改进创新
改进方向 点燃方式 测量方式 原理及装置
装置
优点 将红磷(或白磷)在密闭空间内点燃,不污染空气 通过使用量筒,测量精准,便于读数 操作简单(左图),减小实验误差,且减少环境污染
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以如何使装置图中的气球变大为例
更符合安徽新中考
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某同学通过针筒改变图1装置内压强,并测得pH随气压变化的关系如图2所示。下列说法错误的是( )
A.pH随压强增大而减小
B.当活塞吸气时,pH变大,发生了反应②
C.当压强小到一定程度时,瓶内pH会大于7
D.将剩余的水换成NaOH时,CO2质量会减少
C
图1
图2
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氧气的实验室制取(必考)
实验试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰
实验原理 ①________________________
___________(填化学方程式,后同) ②_______________________
2KMnO4 K2MnO4+
MnO2+O2
2H2O2 2H2O+O2↑
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实验试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰
实验
装置 发生
装置
收集
装置
生成的气体从
长颈漏斗中逸出
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实验试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰
实验步骤及注意
事项 以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例:
查:连接好仪器,并④______________________;
装:把少量高锰酸钾装入试管中,在试管口放一团棉花,目的是⑤_____________________________________________;用带有导管的橡胶塞塞紧试管,且伸入试管中的导管只要稍露出橡胶塞即可,便于气体导出;
定:将试管固定在铁架台上,试管口略向下倾斜,目的是⑥____________________________________________;
点:点燃酒精灯,先移动酒精灯使试管均匀受热,然后对高锰酸钾所在的部位加热;
收:当⑦____________________________________时,把导管伸入盛满水的集气瓶,收集气体;
离、熄:待集气瓶中的水排完以后,停止加热时,先要⑧____________________,然后再⑨_____________, 防止水倒吸入试管中,使试管炸裂
检查装置的气密性
防止加热时试管内的粉末状物质进入导管
防止冷凝水流至热的试管底部,避免试管炸裂
导管口连续并比较均匀地放出气泡
把导管移出水面
熄灭酒精灯
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实验试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰
检验 将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,
则证明为氧气
验满 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,
则证明已收集满
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实验试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰
异常现象分析 a.用排水法收集一瓶氧气,将带火星的木条伸入集气瓶,木条始终不复燃,原因可能是⑩______________________________
_______________;
b.用高锰酸钾制取并用排水法收集氧气时,发现水槽中的水变红,原因是⑪__________________________________;若出现了试管炸裂的情况,原因可能是⑫________________________
______________________________________________________
装置气密性不好(或氧气浓度小
等,合理即可)
试管内棉花太少(或忘记放棉花)
加热时,试管外壁有水(或
试管口未向下倾斜或加热时试管没有先预热等,合理即可)
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