内容正文:
1.氧气是生命之气。化学小组对氧气展开了项目式学习活动的探究。
活动一:工业制取氧气
(1)分离液态空气法属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)膜分离技术法:利用高分子富氧膜让空气中氧分子优先通过从而收集高浓度的氧气。膜的渗透孔径只有几个纳米,细菌和病毒不能通过。由此判断:氧分子直径 (填“大于”或“小于”)细菌直径。
活动二:认识氧气的用途
(3)下列属于氧气用途的是 (填字母)。
A.用于潜水 B.用于冷藏血液 C.用于填充霓虹灯 D.用于食品防腐
活动三:探究氧气的性质
(4)图甲中,观察到瓶口向上的可使带有火星的木条复燃,瓶口向下的不能使带有火星的木条复燃。由此说明氧气具有的物理性质是 ,化学性质是 。
(5)图乙中,两个实验集气瓶底部水的作用 (填“相同”或“不同”)。铁丝燃烧的化学方程式为: 。
活动四:混制“富氧空气”
(6)用纯氮气、氧气及如图丙装置(集气瓶总体积为200mL),混制一瓶氧气体积分数为40%的“富氧空气”。先从导管 (填“a”或“b”)口通入 mL氮气,排出一部分水,然后再通入氧气排出剩余的水。
2.CO2既是光合作用的原料,也是温室气体。CO2的捕集、封存和利用对绿色低碳和可持续发展具有重要意义。
【CO2的循环】
Ⅰ.自然界中存在碳循环。
(1)煤、 、天然气等化石燃料燃烧会产生CO2。
(2)植物光合作用可吸收CO2,反应的化学方程式为:6CO2+6H2OX+6O2,X的化学式为 。
【CO2的捕集】
Ⅱ.捕集CO2的方法有:膜分离法、吸收法等。
(3)图1为膜分离法捕集CO2气体,该变化属于 变化。
(4)小组同学利用图2装置捕集CO2,得到数据如图3所示。
①开始时三颈瓶内压强变大的原因是 。
②图3不能说明CO2与氢氧化钠发生了反应,若想证实二者发生反应,可重新实验,将氢氧化钠溶液替换为 ,得到的实验数据与上述实验进行对照。
【CO2的封存】
Ⅲ.CO2的封存方式包括地质封存与海洋封存。
(5)地质封存:将CO2在高压、低温的条件下转化为液态,注入地层中。从微观角度分析,CO2从气态转化为液态,分子之间的间隔 。
(6)海洋封存:将CO2运输到封存地点,灌注于海洋深处。该方案可能导致海水酸化,原因是 (用化学方程式表示)。
【CO2的利用】
Ⅳ.科学家研究发现,一定条件下,可将CO2在催化剂表面转化为甲醇(CH3OH),其反应原理如图4所示。
(7)CO2转化为甲醇(CH3OH)的化学方程式为 。理论上生产8kg甲醇(CH3OH),可以消耗二氧化碳的质量为 kg。
3.[物质主线复习模式]在不同场合与使用环境中,氧气的制取方法有所不同,相应的供氧器工作原理也存在差异。于是兴趣小组的同学对氧气的制取进行了如下探究。
【知识回顾】小组同学结合所学初中化学知识得出如图1获取氧气的方法,其中途径②是植物通过 生成氧气。分析途径③④⑤可知,能作为制氧剂的物质首先要满足的条件是 。
图1
任务一 工业制取氧气
图2 分离液态空气法
(1) 工业制取氧气是分离液态空气得到氧气,该过程属于 (填“化学”或“物理”)变化,根据图2可知液氧的沸点比液氮的沸点 (填“高”或“低”)。
任务二 实验室制取氧气
(2) 实验室用高锰酸钾制取氧气的装置中,提供热源的仪器是 ,反应的化学方程式是 。
(3) 实验室制取气体要考虑:①选择合适的试剂及实验装置;②验证所制得的气体;③选择适当的反应原理。则制取气体的思路顺序为 (填序号)。
任务三 家庭制取氧气
(4) 如图3利用塑料瓶、吸管制作简易制氧器,过碳酸钠加水会分解生成碳酸钠和过氧化氢。
图3
①图3中右侧塑料瓶不仅可以过滤杂质,利用氧气 溶于水的性质,使氧气变得湿润,还可以根据 来判断产生氧气的速率。
②用过氧化氢溶液也可以在常温下制氧气,制氧器却选择过碳酸钠作制氧剂的理由是 。
(5)制作氧自救呼吸器:原理是黄色固体超氧化钾常温下与水反应生成氢氧化钾白色固体和氧气,反应的化学方程式为 。放置一段时间后,判断其中固体生氧剂已完全失效的现象是 。
任务四 氧气的应用
(6)物质与氧气反应的原理在初中化学实验中应用广泛,相关实验如图所示,请回答问题。
① 图4、5均是利用物质与氧气反应验证质量守恒定律,两实验中气球的作用是 和 。图5实验中可观察到铜粉 ,反应的化学方程式为 。
图4 图5
②图6是利用氢气燃烧探究水的组成,可观察到氢气燃烧发出 色火焰,根据该实验可证明水由 组成。
图6
(7)物质燃烧是人类最早利用的化学反应之一,与人类的生活以及社会的发展有着密切的联系。
①下列不属于白磷、铜粉、氢气燃烧时的共同点的是 (填字母)。
A. 剧烈反应 B. 产生气体 C. 放出热量 D. 氧化反应
②同学们设计了如图7所示的实验装置探究燃烧的条件。图中处的白磷燃烧,处的红磷不燃烧,说明可燃物燃烧的条件之一是 。通过对比图中 (填字母)处的现象,可得出燃烧需要可燃物与氧气接触。
图7
③合理调控燃烧有利于提高效率、节约资源。从前人们把煤制成蜂窝煤后燃烧会更加充分,原因是 ;现在家庭常用天然气作燃料,当燃气灶的火焰呈黄色或橙色时,可以调大进风口,目的是 ,写出天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式: 。
答案:
1.(1)物理 (2)小于 (3)A (4)密度比空气大 支持燃烧
(5)不同 3Fe+2O2Fe3O4 (6)b 120
2.(1)石油 (2)C6H12O6 (3)物理 (4)①注射器中的氢氧化钠溶液注入三颈瓶中,占据了一定的空间,使瓶内气体被压缩,压强增大 ②等体积的水 (5)变小 (6)CO2+3H2CH3OH+H2O 11
【解析】(7)由图4可知,化学方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O;设理论上生产8kg甲醇(CH3OH),可以消耗二氧化碳的质量为x。
CO2+3H2CH3OH+H2O
44 32
x 8kg
x=11kg。
3.光合作用 该物质中含有氧元素
(1)物理 高
(2)酒精灯
(3)③①②
(4)①不易 产生气泡的快慢 ②固体便于携带,能持续平稳地提供氧气(合理即可)
(5) 黄色固体全部变为白色
(6)①调节锥形瓶内气压 使装置密闭 由红色逐渐变为黑色
②淡蓝 氢元素和氧元素
(7)① B ②温度达到可燃物的着火点 、 ③增大了煤与氧气的接触面积 提供充足的氧气,使其充分燃烧
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