資源簡(jiǎn)介

第二單元 空氣和氧氣
知識(shí)導(dǎo)引
知識(shí)清單
知識(shí)點(diǎn)1：空氣的組成
1.空氣的組成
空氣成分 氮?dú)?N2) 氧氣(O2) 稀有氣體 二氧化碳(CO2) 其他氣體和雜質(zhì)
體積分?jǐn)?shù) 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
【易錯(cuò)易混辨析】
①空氣中各組成成分的含量一般是指體積分?jǐn)?shù)，而不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
②空氣中各成分的含量不是固定不變的，隨時(shí)間和地點(diǎn)的不同而變化。
2.物質(zhì)的分類：
定義 舉例 特征
純凈物 由一種物質(zhì)組成 氮?dú)?N2)、氧氣(O2)、二氧化碳(CO2)等 可以用化學(xué)符號(hào)表示
混合物 由兩種或兩種以上物質(zhì)組成 空氣、海水、鹽水、汽水等 混合物中各物質(zhì)相互間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，都保持各自的性質(zhì)，不可用化學(xué)符號(hào)表示
【易錯(cuò)易混辨析】
①稀有氣體包含氦、氖、氬、氪、氙氣等，屬于混合物。
②冰水共存物中只含有水一種物質(zhì)，屬于純凈物。
3.測(cè)定空氣的組成及組分含量
Ⅰ.拉瓦錫測(cè)定空氣組成
（1）實(shí)驗(yàn)原理：汞在密閉容器中燃燒，消耗空氣中的氧氣，使容器中壓強(qiáng)減小，由于壓強(qiáng)差，汞槽的汞被壓入玻璃鐘罩內(nèi)，玻璃鐘罩內(nèi)汞的液面會(huì)上升，壓入玻璃鐘罩內(nèi)的汞的體積約等于消耗的氧氣的體積。
（2）實(shí)驗(yàn)藥品：汞（Hg，有毒的液態(tài)金屬）
（3）實(shí)驗(yàn)裝置：
（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末，玻璃鐘罩內(nèi)汞的液面上升。
（5）反應(yīng)的文字表達(dá)式：汞 + 氧氣 → (加熱) 氧化汞
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：空氣由氧氣（O2）和氮?dú)猓∟2）組成。
Ⅱ.用紅磷測(cè)定空氣中氧氣含量
（1）實(shí)驗(yàn)原理：紅磷在密閉容器中燃燒，消耗空氣中的氧氣，使容器中壓強(qiáng)減小，由于壓強(qiáng)差，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)，進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)的水的體積約等于消耗的氧氣的體積。
（2）實(shí)驗(yàn)藥品：紅磷、水
（3）實(shí)驗(yàn)裝置：
（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①紅磷燃燒，發(fā)出黃光，產(chǎn)生大量白煙，放熱；
②裝置冷卻至室溫后，打開彈簧夾，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)，進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)的水的體積約占集氣瓶?jī)?nèi)空氣體積的1/5。
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧氣約占空氣體積的1/5。
（6）反應(yīng)的文字表達(dá)式：磷（P）+ 氧氣（O2）→ (點(diǎn)燃)五氧化二磷（P2O5）
（7）實(shí)驗(yàn)推論：紅磷燃燒后集氣瓶?jī)?nèi)剩余氣體主要是氮?dú)?或N2) ，該氣體不易溶于水，不支持燃燒也不能燃燒。
【易錯(cuò)易混辨析】測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中藥品的選擇
①不能用木炭、硫粉代替紅磷，原因是木粉和硫粉在空氣中燃燒生成氣體，不能引起密閉容器中壓強(qiáng)的變化。
②不能用鐵絲代替紅磷，原因是鐵絲在空氣中不能燃燒，不能消耗氧氣。
知識(shí)點(diǎn)2：空氣中各組分的用途
物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系：
性質(zhì) 用途
氧氣 供給呼吸 動(dòng)植物呼吸、醫(yī)療急救、潛水等
支持燃燒 煉鋼、航天、氣割、氣焊等
氮?dú)?化學(xué)性質(zhì)不活潑 用作保護(hù)氣：燈泡、食品、金屬焊接等
液氮沸點(diǎn)低 制造低溫環(huán)境：醫(yī)療、超導(dǎo)材料等
可轉(zhuǎn)化為氨氣等 用于化工生產(chǎn)，制造硝酸、化肥
稀有氣體 通電發(fā)光 作電光源：霓虹燈、航標(biāo)燈、閃光燈等
化學(xué)性質(zhì)不活潑 用作保護(hù)氣：燈泡、金屬焊接等
氦氣密度小 用于填充探空氣球、熱氣球等
液態(tài)氦沸點(diǎn)低 制造低溫環(huán)境
知識(shí)點(diǎn)3：保護(hù)大氣環(huán)境
《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》基本檢測(cè)項(xiàng)目 氣體污染物：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、臭氧； 固體污染物：可吸入顆粒物（PM10）、可入肺顆粒物（PM2.5）
污染的危害 損害人體健康、影響作物生長(zhǎng)、破壞生態(tài)平衡； 存在的環(huán)境問題：溫室效應(yīng)、臭氧空洞、酸雨。
污染防治措施 加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，改善環(huán)境狀態(tài)、植樹造林、使用清潔能源等。
【易錯(cuò)易混辨析】
①空氣中二氧化碳含量過高會(huì)造成溫室效應(yīng)增強(qiáng)，但二氧化碳不屬于空氣污染物。
②目前全球三大大氣污染問題：全球氣候變暖（二氧化碳、 甲烷等）、酸雨（二氧化硫、二氧化氮等）、臭氧層破壞（氟利昂等）。
③目前，我國(guó)采取的空氣質(zhì)量等級(jí)分為五級(jí)，等級(jí)越低，空氣污染指數(shù)數(shù)值越小，即空氣質(zhì)量越好，越有利于人體健康。
知識(shí)點(diǎn)4：氧氣的物理性質(zhì)
1.色、味、態(tài)：通常情況下，是無色無味的氣體；
2.密度：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度為1.429g/L，略大于空氣。
3.溶解性：氧氣不易溶于水，在室溫下，1L水只能溶解約30 mL氧氣。
4.三態(tài)變化：在壓強(qiáng)為101kPa時(shí)，氧氣在-183℃變?yōu)榈{(lán)色液體，在-219℃變成淡藍(lán)色固體。
知識(shí)點(diǎn)5：氧氣的化學(xué)性質(zhì)
1.氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，具有氧化性，能支持燃燒。
2.物質(zhì)在空氣和氧氣中燃燒現(xiàn)象的比較
物質(zhì) 在空氣中燃燒的現(xiàn)象 在氧氣中燃燒的現(xiàn)象 反應(yīng)的文字表達(dá)式
硫粉 燃燒放熱，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，生成一種有刺激性氣味的氣體 劇烈燃燒，放熱，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，生成一種有刺激性氣味的氣體 硫＋氧氣二氧化硫
木炭 燃燒，持續(xù)紅熱。生成一種能使石灰水變渾濁的氣體 劇烈燃燒，放熱，發(fā)白光，生成一種能使石灰水變渾濁的氣體 碳＋氧氣二氧化碳
鐵絲 只能紅熱，不能燃燒 劇烈燃燒，放熱，火星四射，生成黑色固體 鐵＋氧氣四氧化三鐵
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧氣能夠支持可燃物的燃燒，且氧氣濃度越大，燃燒越劇烈。
【易錯(cuò)易混辨析】
①在做硫粉的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，在集氣瓶瓶底放少量的水，為了吸收二氧化硫以防污染空氣；
②在做鐵絲的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，在集氣瓶底要先放少量水或細(xì)沙，是防止熔融的生成物濺落集氣瓶瓶底，使集氣瓶炸裂。鐵絲盤成螺旋狀的目的是增大受熱面積。
知識(shí)點(diǎn)6：氧氣的制備方法
1.氧氣的工業(yè)制法——分離液態(tài)空氣法——物理變化
原理：利用液態(tài)氧和液態(tài)氮的沸點(diǎn)不同。
【易錯(cuò)易混辨析】分離液態(tài)空氣法制取的“液氧”屬于混合物，其中還混有少量的稀有氣體等物質(zhì)，工業(yè)上制取的“液氧”通道常加壓后儲(chǔ)存在藍(lán)色的鋼瓶中。
2.氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法
（1）反應(yīng)原理和發(fā)生裝置
反應(yīng)原理 加熱高錳酸鉀 分解過氧化氫
文字表達(dá)式 高錳酸鉀錳酸鉀＋二氧化錳＋氧氣 過氧化氫水＋氧氣
發(fā)生裝置 固體加熱型 固液常溫型
裝置選擇依據(jù) 反應(yīng)物為固體，反應(yīng)條件為加熱 反應(yīng)物為液體，反應(yīng)條件為固體催化劑和常溫
（2）氧氣的收集方法和驗(yàn)滿方法
氧氣的收集方法 收集裝置 對(duì)應(yīng)氧氣性質(zhì) 優(yōu)點(diǎn) 驗(yàn)滿方法
排水法 ①不易溶于水 ②不與水反應(yīng) 較純凈 當(dāng)集氣瓶中的水排完，集氣瓶口有大量氣泡冒出，證明已收集滿。
向上排空氣法 ①密度比空氣大 ②不與空氣成分反應(yīng) 較干燥 將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，證明已收集滿。
特別提醒：氧氣的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿
檢驗(yàn) 將帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，如果帶火星的木條復(fù)燃，說明是氧氣
驗(yàn)滿 將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復(fù)燃，說明氧氣已集滿 . .
（3）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制氧氣的操作步驟
查：組裝儀器，檢查裝置的氣密性；
裝：將藥品裝入試管內(nèi)，使之平鋪在試管的底部，管口塞一小團(tuán)棉花，用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞緊試管口；
定：用鐵夾夾持試管，并固定在鐵架臺(tái)上；
點(diǎn)：點(diǎn)燃酒精燈進(jìn)行加熱（記得預(yù)熱）；
收：用排水法收集氧氣（等氣泡連續(xù)均勻放出時(shí)再開始收集）；
移：實(shí)驗(yàn)完畢，先把導(dǎo)氣管從水槽中移出水面（防止水倒吸回?zé)岬脑嚬埽乖嚬苷眩?br/>熄：熄滅酒精燈，停止加熱。
實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)：
a) 試管口要略向下傾斜：防止生成的水回流，使試管底部破裂。藥品應(yīng)平鋪在試管底部。
b) 導(dǎo)管伸入發(fā)生裝置內(nèi)要稍露出橡皮塞：有利于產(chǎn)生的氣體排出。
c) 用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，試管口塞一團(tuán)棉花：防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)氣管，污染制取的氣體和水槽中的水。
d) 排氣法收集氣體時(shí)，導(dǎo)氣管要伸入接近集氣瓶底部：有利于集氣瓶?jī)?nèi)空氣排出，使收集的氣體更純。
e) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先將導(dǎo)氣管移出水面,然后熄滅酒精燈：防止水槽中的水倒流，炸裂試管。
F) 檢驗(yàn)：用帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃，說明是氧氣。
3.催化劑
過氧化氫水＋氧氣（二氧化錳為該反應(yīng)的催化劑）
（1）催化劑：在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，但本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不變的物質(zhì)。
（2）催化作用：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用。
【易錯(cuò)易混辨析】
①催化劑不能改變生成物的質(zhì)量。
②催化劑不是反應(yīng)物也不是生成物。
③一種催化劑只針對(duì)某一反應(yīng)，不同的反應(yīng)，催化劑可能不同；
④某一反應(yīng)的催化劑可能不只一種，如二氧化錳、硫酸銅等都可催化分解過氧化氫。
知識(shí)點(diǎn)7：化學(xué)反應(yīng)類型
1.化合反應(yīng)和分解反應(yīng)
化合反應(yīng) 分解反應(yīng)
概念 由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng) 由一種反應(yīng)物生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)
特點(diǎn) 多變一 一變多
表達(dá)式 A + B + …… → C A → B + C + ……
補(bǔ)充：化合反應(yīng)和分解反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型。
2.氧化反應(yīng)：物質(zhì)與氧氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。緩慢氧化是氧化反應(yīng)的一種，如食物腐爛、酒的釀造等。
【易錯(cuò)易混辨析】
氧化反應(yīng)不一定是化合反應(yīng)（石蠟的燃燒生成了水和二氧化碳兩種物質(zhì)），化合反應(yīng)不一定是氧化反應(yīng)（氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣）。

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