第4单元 我们周围的空气(核心知识手册)-【练测考】2025-2026学年八年级全一册化学（鲁教版五四制·新教材）

第四单元 我们周围的 第一节 空气的组成 一、定量认识空气的组成 1.空气的成分及含量 (1)空气成分的发现史 ①1775年，法国化学家拉瓦锡通过实验得出“空气由氧气和氨气组成， 其中氧气约占空气总体积的15”的结论。 ②1892年以后，英国物理学家瑞利与化学家拉姆齐合作，发现了氩气； 而后拉姆齐等人又陆续发现了氦气、氖气、氙气等其他稀有气体 (2)空气成分的体积分数：N2约占78%，O2约占21%，Ar约占 0.934%,C02约占0.038%，其他气体约占0.002%。 2.空气中氧气含量的测定 【实验原理】铜十氧气加热氧化铜。 【实验装置】 硬质玻璃管 实验时通过推 注射器 拉注射器、挤 铜粉 气球的主要作 压气球，使铜 用是调节装置 粉与空气（氧 橡皮塞 球 内压强，防止 气)充分接触 铁架台 酒精灯 橡皮塞被弹出 【实验现象】①气球先膨胀，后变瘪；②铜粉由红色变为黑色；③冷却后， 注射器活塞向右移动。 【实验结论】空气中氧气约占空气总体积的15。 【误差分析】(1)测量结果偏小（小于15） ①装置漏气，导致冷却到室温后，外界空气会进入一部分； ②铜粉的量不足，不能将装置内的氧气完全消耗； ③加热时间短，氧气与铜粉没有完全反应； ④加热过程中没有不断推拉注射器活塞，装置中的氧气与铜粉没有完全 反应； ⑤装置未冷却到室温就读数，此时装置内气体还处于受热膨胀状态，注 射器的读数比实际的大，测量结果偏小。 (2)测量结果偏大（大于1/5） 冷却至室温后，没有将气球内的气体全部挤出。部分气体留在气球内， 注射器的读数比实际的小，测量结果偏大。 空气 心敲黑板·划重点 拉瓦锡测定空气成分实验 曲颈甑 玻璃钟罩 汞槽 实验成功的关键 1.铜粉要足量，保证完全消 耗装置中的氧气。 2.装置的气密性必须良好， 不能漏气。 3.加热温度要足够高，时间 要足够长。 4.冷却至室温后，要将气球 内的气体全部挤出。 在测定空气中氧气的含量实 验中，无论运用何种装置，所 选药品必须只与空气中的氧 气反应，且产物不为气体，如 木炭、硫等均不可以，因为它 们的反应产物均为气体。 以下两种装置也常用于测定 空气中氧气含量。 铜丝 15 二、空气是一种重要的资源 1.空气中各成分的分离：利用空气中各成分的沸点不同，采用低温蒸发的 方法，此法属于物理变化。过程如下 -196℃沸腾 氮气 降温加压 空气 液态空气 -186℃沸腾 氩气 -183℃沸腾 氧气 2.空气中各成分的性质及用途 (1)氧气的性质及用途 ①供给呼吸：潜水、登山等 ②支持燃烧：炼钢、气割、气焊和航空航天等。 (2)氮气的性质及用途 ①性质：通常状况下为无色、无味的气体，难溶于水，不支持燃烧，且化学 性质稳定。 ②用途：生产硝酸和氮肥的重要原料；食品包装袋中充入氮气可避免食 品挤压破碎且能防腐：液态氮气是很好的制冷剂，可用于冷藏血液 (3)稀有气体的性质和用途 稀有气体 氦、氖、氩、氪、氙、氡气体的总称，属于混合物 物理性质：都为无色、无味的气体； 性质 化学性质：很不活泼 ①通电时会发出不同颜色的光，可制作多种用途的电光源 用途 (物理变化)； ②可用作工业生产和科学实验中的保护气 三、关注空气质量 1.空气污染及防治 (1)空气污染的污染源及主要污染物 主要污染物 烟尘 污染源 有害气体 工厂 汽车 化石燃料 废气 尾气 的燃料 氮 硫 (2)空气污染的危害：①损坏地面设施，破坏文物古迹。②损害人体健 康。③引发全球气候变暖、酸雨、臭氧空洞等环境问题。④破坏生态平 衡，影响作物生长 2.空气质量报告 (1)主要内容：空气质量指数、首要污染物、空气质量指数级别、空气质量 指数类别等。 (2)计入空气污染指数的项目：二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化 氮(NO2)、臭氧(O3)、可吸入颗粒物、细颗粒物等。 (3)空气质量指数越小，表示污染物的含量越少，空气质量越好。 3.防治措施：加强空气质量监测；使用清洁能源；多植树造林；汽车安装尾 气净化装置。 16 先在加压降温的情况下将空 气液化，然后再加热，当温度 达到氦气的沸点一196℃ 时，氮气汽化分离出去，继续 升温到一186℃，氩气汽化， 剩余的即为液态氧气。工业 上分离液态空气制氧气就是 这个原理，发生的是物理 变化。 氧气具有助燃性，但没有可 燃性，不能用作燃料。 1.我们常见的膨化食品的包 装袋都是鼓鼓的，其实里面 填充了氮气，这样不仅能延 长食品的保质期，还能防止 食品被压碎。 2.在庆典活动中所用的气球 一般是用氦气来填充的，因 为氨气的密度比空气的小， 且在空气中不会发生燃烧和 爆炸。 虽然空气中二氧化碳含量的 增加会导致全球变暖，但是 二氧化碳无毒，也不会污染 空气，目前暂不列为空气污 染物。 三大环境问题 1.温室效应：造成全球气候 变暖，海平面上升，陆地面积 较小等。 2.酸雨：造成建筑物的腐蚀 损坏，土壤酸化等 3.臭氧空洞：使紫外线穿透 大气层，危害人体健康。 第二节氧气的性质 一、氧气的物理性质 项目 颜色、气味、状态 密度 溶解性 熔点 沸点 物理性质 无色、无味、气体比空气略大不易溶于水 218℃ 183℃ 三态变化 气态101.-183七液态 101kPa、-218℃ 固态 (无色) (淡蓝色) (淡蓝色雪花状) 二、氧气的化学性质 1.探究氧气的化学性质 实验现象 实验操作 文字表达式 在空气中 在氧气中 持续红热 发出白光 碳+氧气点燃 放出热量，生成能使澄清石灰 氧化碳 水变浑浊的气体 剧烈燃烧，火 不燃烧，只发 星四射，放出 铁十氧气点燃四 生红热现象 热量，生成黑 氧气 氧化三铁 色固体 燃烧，产生淡 燃烧，产生明 亮的蓝紫色 硫 蓝色的火焰 火焰 硫十氧气点樊 氧化硫 放出热量，生成有刺激性气味 的气体 其他反应：磷十氧气点蝶五氧化二磷，铜十氧气加热氧化铜。 【实验总结】(1)在空气中能燃烧的物质在氧气中燃烧得更剧烈（如木 炭)，一些在空气中不易燃烧的物质在氧气中却可以燃烧（如铁丝）。 (2)物质与氧气发生化学反应时，单位体积的空间里氧分子数目越多（即 氧气浓度越大)，反应越剧烈。 2.氧化反应与氧化物 (1)氧化反应：物质与氧气发生的化学反应 (2)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。 (3)氧化反应与化合反应 项目 氧化反应 化合反应 物质与氧气发生的化学反应属于 特点 “多变一” 氧化反应 类型 不属于化学基本反应类型 属于化学基本反应类型 心敲黑板·划重点 氧气的三态变化中发生了颜 色的改变，但属于物理变化。 铁丝燃烧的实验操作 1.细铁丝盘成螺旋状，增大 受热面积。 2.待火柴快熄灭时伸入，防 止火柴燃烧时消耗过多的 氧气。 3.缓慢伸入集气瓶，防止铁 丝燃烧放出的热量使未反应 的氧气膨胀逸出。 记忆和描述物质燃烧现象 时，可按照“一光、二热、三生 成”的顺序。如镁条在空气 中燃烧的现象为发出耀眼的 白光，放出大量的热，生成白 色固体。 铁丝燃烧实验中，集气瓶中 水的作用是冷却溅落的高温 熔融物，防止集气瓶炸裂；而 硫燃烧实验中，集气瓶中水 的作用是吸收有毒的二氧化 硫气体，防止污染空气。 17 氧化反应 化合反应 化合 氧化 反应 反应 联系 此部分代表的反应既属于 氧化反应，又属于化合反应 三、自然界中的氧循环 1.氧循环 (1)成因：氧气及各种含氧化合物的天然或人工转化 (2)途径：氧元素在自然界中的循环，广泛存在于物质的天然转化、人工 转化以及生命活动过程中。 (3)意义：维持了相对恒定的大气含氧量；构建了陆地、海洋和大气等环 境的物质和能量平衡为生态系统的正常运转提供可靠的资源保障。 2.缓慢氧化：有些氧化反应进行得非常缓慢，甚至不容易被察觉，这种氧化 反应称为缓慢氧化。氧化反应和剧烈氧化、缓慢氧化的关系 引起 自燃 国于 放热、不发光 发光、放热 缓慢氧化 氧化反应 不易被察觉 现象明显 剧烈氧化 有限空间 平 金属的锈蚀、动 急剧燃烧 植物的腐烂、塑 料的老化、呼吸 爆炸 燃烧 作用、食物腐败 第三节 氧气的实验室制取 一、氧气的实验室制法 1.实验室制取气体的一般思路 (1)选择反应原理的原则 所选试剂要含有制备气体的组成元素 选择合适 的试剂和 原料要无毒、廉价易得 反应条件 反应条件要在实验室中能达到，操作简便、安全 (2)确定实验装置的原则 ①发生装置：由反应物的状态和反应条件决定 固固加热型 固液不加热型 18 化合物与氧化物的关系 化 含氧化合物 氧化物 自然界的氧循环 率制泥 人和动植物的 释放呼吸、化石燃产生三 氧气料的燃烧等 氧化碳 绿色植物的光合作用 缓慢氧化的利与弊 利：酿酒、酿醋、腐熟农家 肥等。 弊：金属锈蚀、食物腐烂、塑 料老化等。 心敲黑板·划重点 制取物质的试剂选用原则 ①含有相关成分； ②原料便宜易得，尽可能无 毒、无害、无污染； ③操作简便、安全节能； ④反应适中，易于收集； ⑤目标产物纯净，副反应少。 装置I操作简单，一般用于 制少量气体。 装置Ⅱ使用分液漏斗，可以 控制液体的滴加量和滴加 速率。 装置Ⅲ使用长颈漏斗，一般 用于制大量气体，可以随时 添加液体试剂。但要注意长 颈漏斗下端管口要伸入液面 以下，以防气体从漏斗口 逸出。 ②收集装置：由所制取气体的性质决定。 收集 方法 气体性质 装置 比较 排 水 难溶于水且不 法 与水反应 密度比 用排水法收集的气体 空气的 较纯净，但不干燥；用 密度与空气的 大 向上排空气法 排空气法收集的气体 排空 密度相差较大 不纯净，但较干燥 气法 且常温下不与 空气成分反应 密度比 空气的 小 向下排空气法 2.分解过氧化氢制取氧气 (1)反应原理：过氧化氢 二氧化锰水十氧气。 H2O2 H2O O2 (2)实验装置（如图1） (3)实验步骤：①按照自下而上、从左到右的顺序安装实验装置，并检查 装置的气密性。②先向锥形瓶中加入少量的二氧化锰，再向分液漏斗中 加入过氧化氢溶液，并将盛满水的集气瓶倒扣于水槽中。③打开分液漏 斗的活塞，将过氧化氢溶液缓缓滴入锥形瓶中，待导管口产生连续、均匀 的气泡时，再把导管口伸入集气瓶中集气。集满后用玻璃片在水面下盖 住瓶口，移出水面，正放在实验台上。 (4)检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，若带火星的木条复燃，证明是 氧气。 过氧化 氢溶液 二氧 化锰 集气瓶口有大气泡冒出 时，说明氧气已经集满。 图2 图1 3.加热高锰酸钾制取氧气 (1)实验原理：高锰酸钾加热锰酸钾十二氧化锰十氧气。 KMnO K2MnO MnO2 02 (2)实验装置（如图2） (3)实验步骤：连接好仪器，并检查装置的气密性→将试剂装入试管→将 试管固定在铁架台上点燃酒精灯→收集气体→撤离导管→熄灭酒 精灯。 简记：茶（查）庄（装）定点收利（离）息（熄）。 多功能瓶的使用 水 甲 乙 (1)排空气法收集气体（如图 甲)：收集密度比空气大的气 体时，气体从a口进；收集密 度比空气小的气体时，气体 从b口进。 (2)排水法收集气体（如图 乙)：装满水可用于排水法收 集难溶于水且不与水反应的 气体，气体从b口进 氧气的检验与验满都用带火 星的木条，但位置不同。 检验 验满 1.用高锰酸钾制取氧气的装 置中试管口要放一团棉花， 防止加热时试管内的粉末状 物质进入导管。 2.实验结束后，先撤导管再 熄灭酒精灯，防止水槽中的 水倒流入试管，使试管炸裂。 19 二、催化剂和催化作用 设计实验探究某物质是否为 1.探究二氧化锰在过氧化氢分解中的作用 催化剂时，除了要考虑加入 催化剂前后化学反应速率是 带火星 」现象：带火星的 否发生改变外，还需探究反 过氧化 的木条 木条不复燃。 应前后催化剂的质量和化学 氢溶液 性质是否发生改变。 氧化锰 带火星 现象：加入二氧 (1)一个反应的催化剂并不 的木条 化锰后有大量气 是唯一的，如氧化铜等也可 过氧化 泡产生，带火星 氢溶液 的木条复燃。 作过氧化氢分解的催化剂。 (2)催化剂在反应前后物理 结论：过氧化氢分解产生了氧气，二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率。 性质可能发生改变。 2.催化剂和催化作用 (3)没有催化剂，并不意味着 (1)概念：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量 反应不能发生，只是反应速 和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。催化剂在化学反应中 率发生变化。 所起的作用叫作催化作用。 (4)催化剂不改变生成物的 (2)催化剂的特点：“一变”是改变反应的速率；“二不变”是反应前后质量 质量，生成物的质量由反应 和化学性质不变。 物的质量决定。 第五单元 定量研究化学反应 第一节 化学反应中的质量守恒 一、质量守恒定律 1.质量守恒定律的验证 心敲黑板·划重点 实验 装置 现象与结论 质量守恒定律的实验验证 氢氧化钠溶液 1.所选的化学反应，反应现 ,硫酸铜溶液 ①产生蓝色沉淀； 象要明显，说明肯定发生了 ②反应前后，称量的总质量 化学反应。 不变 2.若利用有气体参加或生成 的反应来进行实验，则反应 玻璃管 必须在密闭容器中进行。 稀盐酸 ①有气泡冒出，气球膨胀； 3.实验3中的气球有两个作 大理石 ②反应前后，称量的总质量 不变 用，一是减压，防止燃烧时， 瓶内气体膨胀，冲开橡皮塞； 二是防止生成的白烟（五氧 玻璃管 ①白磷燃烧，瓶内充满大量白 化二磷固体)逸散到空气中， 白磷 烟，气球先鼓起后变瘪： 污染空气。 细沙 ②反应前后，称量的总质量 相等 20