内容正文:
主题三 身边的化学物质
(一)我们周围的空气(第1课时)
【考点梳理】
考点1:空气的主要成分及其体积分数
氮气78% 氧气21% 稀有气体0.94% 二氧化碳0.03% 其它气体和杂质0.03%
考点2:测定空气中氧气的含量
(1)反应原理:4P+5O2点燃2P2O5。
(2)现象:①红磷燃烧放出热量,产生大量白烟。②冷却至室温后打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶内,约占瓶内原有空气体积的1/5。
(3)结论:氧气约占空气总体积1/5。
考点3: 认识空气是一种宝贵的资源,空气对人类生活的重要作用
(1)氧气的用途:①供呼吸,如:医疗急救。 ②支持燃烧,如:炼钢、气焊等。
(2)氮气的用途:①制造硝酸和氮肥的重要原料。②化学性质不活泼,可作保护气,如:充在灯泡里延长寿命,充在食品袋中防腐。③医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术。
(3)稀有气体的用途:(氦、氖、氩、氪、氙、氡)①化学性质很不活泼,可用作保护气。②通电时会发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,如航标灯、霓虹灯等。
考点4:氧气的性质
(1)物理性质:通常,氧气是无色无味的气体,密度比空气大,不易溶于水。
(2)氧气的化学性质比较活泼,能与多种物质发生化学反应,具有氧化性。
考点5:氧气的实验室制法
(1)实验室制取氧气的反应原理、发生装置的选择
药品
高锰酸钾
氯酸钾和二氧化锰
过氧化氢和二氧化锰
反应原理
2KMnO4△2K2MnO4+MnO2+O2↑
(
△
)2KClO3MnO22KCl+3O2↑
2H2O2MnO22H2O+O2↑
发生装置
(2)收集方法:可用排水法收集氧气,原因是氧气不易溶于水且不于水反应;也可用向上排空法收集氧气,原因是相同情况下氧气的密度比空气大且不于空气的主要成分反应。
(3)检验方法:将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,则证明是氧气。
验满方法:将带火星的木条插到集气瓶口,若木条复燃,说明O2已集满。
(4)用高锰酸钾制氧气,并采用排水法收集时的一些注意事项:
①试管口放一团棉花,目的是防止加热时试管内的粉末状物质进入导管;②试管口略向下倾斜,以防止冷凝水回流,试管炸裂 ;③等导管口的气泡连续均匀逸出时,开始收集氧气,以免收集的气体不纯;④停止加热时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,以防止水倒流试管炸裂。
考点6:氧气的工业制法:以空气为原料,加压降温,利用液氮和液氧的沸点不同,采用蒸发的方法,分离液态空气制取氧气,属于物理变化。
【典例分析】
例1. 空气中氧气含量测定的经典赏析。
教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图)
(
汞
密度:13.546g/cm
3
沸点:356.58℃
加热至沸时与氧气反应
) (
氧化汞
密度:11.14g/cm
3
不能溶于汞
分解温度:500℃
)资料卡片:
1 写出汞与氧气反应的化学方程式_____________________ ________________。
⑵本实验中选择使用汞的优点有:
1 汞在加热的条件下,只和氧气反应。
2 汞为液态,在汞槽中起到液封的作用,并能直接用来测量反应器内空间体积的变化
3 生成氧化汞分解又能得到汞和氧气,把得到的氧气加到剩下的4/5体积的气体中,结果所得气体跟空气的性质完全一样
根据资料卡片,请再补充本实验使用汞的两个优点,并说明依据
④_______________________________________________。
⑤ 。
⑶通过实验,拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积1/5的结论。请根据现在的认识,对此结论予以补充。
_________________ __________________________________________。
例2.下图是实验室制取氧气可能用到的装置。
(1)写出编号仪器的名称:① , ② 。
(2)若用A装置制取氧气,锥形瓶内液体的液面应到 (填“a”或“b”)处。写出用A作发生装置制取氧气反应的化学方程式 。
(3)选用装置C收集氧气的理由是 。
(4)用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气的化学方程式为 ,选用的制取装置为 (选填装置序号)。若用图2装置收集并测量产生O2的体积,实验中所测定的O2体积比理论计算值小,其可能原因是 。
(5)常温下块状电石(CaC2)与水反应生成乙炔(C2H2)气体时,须严格控制加水速度,以免剧烈反应放热引起装置炸裂。若用上图1中的A装置来作乙炔气体的发生装置,应对该装置如何改进? 。
【变式训练】
1.空气是我们每天都呼吸的“生命气体”。下列说法错误的是 ( )
A.空气中氮气的质量分数约为78%
B. 空气中稀有气体所占比例虽小,但用途广泛
C.空气中二氧化碳是造成温室效应的气体之一
D. 空气中氧气能供给呼吸和支持燃烧
2.如图装置常用来测定空气里氧气的含量。下列说法中,正确的是 ( )
A.红磷燃烧产生大量白色烟雾 B.燃烧匙的中红磷可换成木炭
C.该实验可说明氮气难溶于水 D.红磷不足会使测定结果偏大
3.焊接金属时,能作保护气的一组是 ( )
A.氮气、氩气 B.氮气、氧气 C.二氧化碳、氧气 D.氢气、氮气
4.下图是某同学整理的关于氧气性质的知识网络,下列说法正确的是 ( )
A. 物质在氧气中的燃烧都属于化合反应 B.氧气能支持燃烧,常用作燃料
C.Ⅰ、Ⅱ两类反应都属于氧化反应 D.Ⅰ类反应放出热量、Ⅱ类反应吸收热量
5.PM2.5是指粒径≤2.5微米的颗粒物。下列情况不会增加空气中PM2.5的是 ( )
A.露天焚烧秸秆 B.汽车排放尾气 C.燃煤火力发电 D.植物光合作用
6.下列说法正确的是 ( )
A.液氧具有可燃性,可用于火箭发射 B.活性炭吸附水中的色素和异味是化学变化
C.氮气化学性质不活泼,可作保护气 D.水资源可循环,没必要担心淡水资源不足
【能力提升】
1.如图是测定空气中氧气含量的实验装置图。图示实验中,实验步骤如下(装置气密性良好,部分操作已略去):
I.打开止水夹a和b,向集气瓶中缓慢鼓入一定量空气,至白磷与空气接触,测得进入量筒中水的体积为V1;
II.强光照射引燃白磷;
III.白磷熄灭并冷却至室温,测得量筒中水的体积变为V2;
IV.计算空气中氧气的体积分数。
下列有关这个实验的说法中,正确的是 (填字母)。
A.步骤I中,俯视量筒读数会使测得的V1数值偏低
B.步骤II中,白磷燃烧时可以不关闭止水夹a和b
(
V
I
-V
2
V
1
)C.步骤III中,未冷却至室温会使测得的V2数值偏高
D.步骤IV中,求得氧气的体积分数等于 ×100 %
2.化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置图,回答有关问题:
A B C D
⑴实验室选用装置A制取氧气反应的化学方程式为 ,
⑵可选用装置C收集氧气的原因是 。
3.(1)二氧化硫和一氧化氮是大气污染物.请写出这两种气体的化学式并标出各元素的化合价 、 。
(2)A物质常用于焊接或切割金属。把一定质量的纯净物A和40 g的纯净物B在—定条件下按下图所示充分反应,当B物质反应完时,可生成44g C物质和9 g D物质。
1 参加反应的A物质的质量是 g。
② A物质中各元素的质量比为 。
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