資源簡介

第三章　維持生命之氣——氧氣
3.1
氧氣的性質和用途
一、氧氣的物理性質
1．色、味、態：通常狀況下，是一種無色、無味的氣體。
2．三態變化：
3．密度、水溶性：在標準狀況下，密度比空氣略大，不易溶于水。
二、氧氣的化學性質
1．氧氣的檢驗方法：
把一根帶火星的木條伸入集氣瓶中，如果帶火星的木條復燃，證明是氧氣。
2．氧氣的化學性質
物質
反應現象
文字表達式
木炭
木炭在空氣中燃燒時持續紅熱，無煙無焰；木炭在氧氣中劇烈燃燒，并發出白光，放熱，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
碳＋氧氣二氧化碳
蠟燭
蠟燭在氧氣中燃燒發出白光，放熱，在集氣瓶壁上會有水珠產生，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
石蠟＋氧氣水＋二氧化碳
鐵
鐵在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成黑色固體
鐵＋氧氣四氧化三鐵
3.實驗注意事項及其原因分析
(1)做木炭在氧氣中燃燒的實驗時，為了保證有充足的氧氣支持木炭燃燒，防止木炭燃燒生成的二氧化碳使木炭熄滅，確保實驗成功，木炭應該由上向下緩慢伸進盛有氧氣的集氣瓶中。
(2)做蠟燭在氧氣中燃燒的實驗時，為了能清楚地觀察到瓶壁上的小水滴，收集氧氣時用向上排空氣法可以使集氣瓶保持干燥，同時觀察的時候，要冷卻一會兒。
(3)做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，需注意：
①為了除去細鐵絲表面的雜質，用砂紙把細鐵絲磨成光亮的銀白色。
②為了增大細鐵絲與氧氣的接觸面積，將細鐵絲盤成螺旋狀。
③為了引燃細鐵絲，使細鐵絲的溫度達到著火點，把細鐵絲繞在火柴上。
④為了防止火柴燃燒時消耗氧氣，保證有充足的氧氣與細鐵絲反應，待火柴快燃盡時才緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中。
⑤為了防止細鐵絲燃燒時放熱使氧氣從集氣瓶口逸出，保證有充足的氧氣與細鐵絲反應，鐵絲由上向下緩慢伸進盛有氧氣的集氣瓶中。
⑥為了防止灼熱的生成物濺落使集氣瓶瓶底炸裂，集氣瓶里要預先裝少量水或在瓶底鋪上一薄層細沙。
4．常見幾種物質的燃燒現象可用口訣法記憶：紅熱木炭，劇烈燃燒，發出白光，放出熱量，生成氣體，“清水”變樣；
燃硫入氧，燃燒變旺，火焰藍紫，美麗漂亮，生成氣體，氣味夠“嗆”；
燃磷入氧，現象難忘，濃厚白煙，冷卻粉狀；
鐵絲燃燒，火星四射，生成熔物，固態黑色。
三、化合反應和氧化反應
項目
化合反應
氧化反應
概念
由兩種或兩種以上物質生成另一種物質的反應
物質與氧發生的反應
特點
“多變一”
有“氧”參加反應
區分
從反應物和生成物的種類來區分
從反應物與“氧”結合來區分
通式
A＋B―→AB
A＋“氧”―→M
類型
屬于基本反應類型
不屬于基本反應類型
舉例
聯系
化合反應不一定是氧化反應；氧化反應也不一定是化合反應。但有氧氣參加的化合反應同時也一定是一個氧化反應，如：碳＋氧氣二氧化碳。
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四、氧氣的性質及用途
性質
用途
供給呼吸
潛水、登山、太空行走
支持燃燒
煉鋼、氣割、氣焊、火箭升天
3.
2　制取氧氣
第1課時　實驗室制氧氣的原理與工業制氧氣
一、實驗室制取氧氣的原理
1．加熱高錳酸鉀制氧氣的文字表達式和符號表達式：
高錳酸鉀錳酸鉀＋二氧化錳＋氧氣
KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2
2．加熱氯酸鉀制氧氣的文字表達式和符號表達式：
氯酸鉀氯化鉀＋氧氣
KClO3KCl＋O2
3．過氧化氫制取氧氣的文字表達式和符號表達式：
過氧化氫水＋氧氣
H2O2H2O＋O2
二、催化劑
1．催化劑的概念：
在化學反應中能改變其他物質的反應速率，而本身的質量和化學性質在化學反應前后沒有發生變化的物質。
2．催化劑的特點：“一變兩不變”
(1)“一變”指催化劑能改變其他物質化學反應的速率。
(2)“兩不變”是指催化劑的質量和化學性質在化學反應前后沒有改變。
3．催化劑在化學反應中所起的作用稱為催化作用。
三、分解反應
1．概念：
一種物質生成兩種或兩種以上其他物質的反應，叫做分解反應。
2．特點：
“一變多”，可用通式：AB→A＋B表示。
3．化合反應與分解反應：化合反應的特點是“多變一”；兩種反應都屬于化學反應的基本反應類型，都是從反應物、生成物的物質種數上對反應進行分類的。
四、氧氣的工業制法
1．原料：空氣。
2．原理或方法：
(1)根據空氣中液態氧和液態氮的沸點不同，采用蒸發分離的方法制取：
可采用諧音記憶法掌握液氧、液氮的沸點：“一把傘，依舊漏”。
(2)現在多采用膜分離技術加以分離，其原理是在一定的壓力下，讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜，反復進行多級分離，可得到含氧量較高的富氧空氣。
注意：這兩種方法都屬于物理變化。
第2課時　實驗室制氧氣
一、制取裝置的選擇
1．發生裝置的選擇
(1)加熱固體制備氣體的裝置如圖所示：
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\x21.tif"
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反應物和反應條件的特征：反應物都是固體，反應需要加熱。
(2)固液混合在常溫下反應制備氣體的裝置，如圖所示：
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\x22.tif"
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①反應物和反應條件的特征：反應物中有固體和液體，反應不需要加熱。
②要根據實際情況選擇a、b、c、d四種裝置。
裝置a的特點：裝置簡單，適用于制取少量的氣體；增加藥品不太方便。
裝置b的特點：便于隨時添加藥品。
裝置c的特點：可以控制反應速率。
裝置d的特點：可以控制反應的發生和停止。(希望停止反應時，用止水夾夾住膠皮管。這是由于試管內的氣壓大于外界大氣壓，試管內的液面會下降)。
2．氣體收集裝置
(1)排水法收集氣體的裝置(如圖所示)
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\X23.tif"
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適用情況：收集的氣體不易或難溶于水，且不與水反應。
(2)向上排空氣法收集氣體的裝置(如圖所示)
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\X24.tif"
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①適用情況：氣體密度大于空氣(相對分子質量大于29)，且不與空氣中的成分反應。
②要求：導管伸入集氣瓶底，以利于排凈空氣。
③暫存氣體時，只需將集氣瓶正放在桌面上，蓋上毛玻璃片就可以了。
(3)向下排空氣法收集氣體的裝置(如圖所示)
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\X25.tif"
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①適用情況：氣體密度小于空氣(相對分子質量小于29)，且不與空氣中的成分反應。
②要求：導管伸入集氣瓶底，以利于排凈空氣。
③暫存氣體時，需要蓋上毛玻璃片并將集氣瓶倒放在桌面上。
(4)注意事項：
①如果需要較干燥的氣體，請使用排空氣法。
如果需要較純凈的氣體，使用排水法。
②如用排水法收集氣體時，氣體收集完畢后，要在水下把毛玻璃片蓋在集氣瓶口上，否則收集到的氣體不純。
③密度和空氣接近的氣體，不宜用排空氣法收集。
二、實驗室制取氧氣的操作步驟及注意事項
1．連接儀器裝置
(1)使用儀器用品：膠皮管、橡皮塞、玻璃導管、試管等。
(2)操作：關鍵掌握兩個字——“潤、轉”，即先將管口用水潤濕，導管轉動插入。注意往容器口塞橡皮塞時切不可把容器放在桌上使勁塞進橡皮塞，這樣操作很容易將容器損壞。
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\KX3-10.tif"
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2．檢查裝置氣密性
(1)只有一個出口時：利用氣體熱脹冷縮的原理。在安裝好裝置后，將導管一端浸入水中，用手緊握試管外壁，若導管口有氣泡冒出，
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\H1.tif"
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放手后導管內形成一段水柱，則說明裝置氣密性良好。
(2)有兩個出口時(如圖1)：
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"C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Temp\\360zip$Temp\\360$1\\KX3-11.tif"
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①設法堵住其中一個，可利用注水法檢查。即用止水夾夾緊膠皮管，通過長頸漏斗向裝置內加水，觀察到試管內和長頸漏斗內有液面差，且一段時間內液面差保持不變，說明裝置氣密性良好；
②利用抽氣法：即在導管口添加一注射器，拉動注射器活塞，觀察到長頸漏斗下端管口產生大量氣泡(圖2)；推動注射器活塞，則觀察到長頸漏斗內液面上升(圖3)，說明裝置氣密性良好。
3.加熱高錳酸鉀制取氧氣
(1)反應原理：高錳酸鉀錳酸鉀＋二氧化錳＋氧氣。
(2)發生裝置：由于反應物是固體，反應需要加熱，所以選擇加熱固體制備氣體的裝置。
(3)收集裝置：
①由于氧氣不易溶于水，且不與水發生化學反應，所以可以選擇排水法收集氣體的裝置。
②由于氧氣的密度比空氣大，且不與空氣中的成分發生化學反應，所以可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。
(4)步驟：
①查：檢查裝置的氣密性。
②裝：將高錳酸鉀裝入干燥的試管，并在試管口放一團棉花，并用帶導管的橡皮塞塞緊試管。
③定：將試管固定在鐵架臺上。
④點：點燃酒精燈，試管均勻受熱后，將酒精燈固定在試管底部加熱。
⑤收：用排水法收集氣體。
⑥離：把導管移離出水槽。
⑦熄：熄滅酒精燈。
可簡記為：查、裝、定、點、收、離、熄(諧音：茶莊定點收利息)。
(5)驗滿：(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現，說明氣體收集滿了。(用向上排空氣法收集)將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復燃，說明氧氣收集滿了。
3.
3　燃燒條件與滅火原理
第1課時　物質燃燒的條件
一、燃燒的條件
(1)可燃物；
(2)與氧氣(或空氣)接觸；
(3)達到燃燒時所需的最低溫度(也叫著火點)。
燃燒必須同時具備這三個條件，缺一不可。
二、燃燒與自燃
1．燃燒：通常所說的燃燒是指可燃物與空氣中的氧氣發生的一種發光、發熱的劇烈的氧化反應。
2．自燃：由緩慢氧化引起的自動燃燒，是一種不經點燃而自發進行的燃燒。
第2課時　滅火的原理　爆炸
一、滅火的原理與方法
1．原理：
(1)燃燒物與其他可燃物隔離或清除掉可燃物；
(2)使燃燒物隔絕空氣(或氧氣)；
(3)使燃燒物的溫度降至其著火點以下。
滅火的原理是破壞燃燒的條件，只要破壞三個條件中的其中一個即可。
2．方法
滅火實例
滅火方法
原理
森林火災
可在燃燒區周圍伐木開辟隔離帶
清除可燃物
油鍋起火
蓋上鍋蓋
隔絕氧氣
建筑物著火
用高壓水槍噴水滅火
降低溫度至可燃物的著火點以下
熄滅酒精燈
燈帽蓋滅
隔絕氧氣
珍貴圖書、檔案、精密儀器著火
用液態二氧化碳滅火器滅火
降溫、隔絕氧氣
二、防火與火災自救
1．防火
(1)進入山林時不可帶入火種；
(2)面粉廠、加油站等場所禁止吸煙；
(3)切勿攜帶易燃、易爆物品進入公共場所、乘坐公共交通工具；
(4)愛護消防器材，掌握常用的消防器材的使用方法；
(5)生活用火要注意，火源附近不要放置可燃、易燃物品；
(6)進入公共場所注意觀察消防標志，記住疏散方向；
(7)發現煤氣泄漏，速關閥門，打開門窗，切勿觸動電器開關和使用明火。
2．火災自救
(1)如果火勢很小，根據起火的原因，可以用適當的滅火器材和方法把它撲滅；
(2)選擇簡便安全的通道，不要乘坐電梯；
(3)捂住口鼻，低姿行走設法離開火災地；
(4)無法逃走時，可選擇遠離起火點、取水、呼救方便的地方，撥打
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火警電話等待救援；
(5)如果在野外，首先要看清楚周圍的環境，奔向沒有可燃物的方向，或是逆著風奔跑，遠離火災區；
(6)樓房著火時，切勿盲目跳樓。
三、爆炸與防爆安全
1．爆炸：
爆炸是可燃物在有限的空間里急速燃燒而在短時間內產生大量氣體和熱所發生的現象。
2．爆炸的條件：
(1)可燃性氣體或粉塵；
(2)與空氣或氧氣接觸；
(3)可燃物濃度在爆炸極限范圍內；
(4)有限空間；
(5)火源。
3．爆炸極限：
易爆的可燃物在空氣中達到一定的含量，遇到火源就會爆炸，這個能發生爆炸的含量范圍，叫爆炸極限。
4．常見的消防安全標志：
3.4　物質組成的表示式
第1課時　化學式的意義　簡單物質的化學式的寫法與讀法
一、化學式及其意義
1．化學式：用元素符號和數字的組合來表示物質組成的式子。
2．化學式(如H2O)的意義：
表示一種物質(宏觀意義)——表示水這種物質；
表示某物質是由什么元素組成的(宏觀意義)——表示水是由氫元素、氧元素組成的；
表示一個分子(微觀意義)——表示1個水分子；
表示某物質是由什么粒子構成(微觀意義)——表示水由水分子構成；
表示某物質的分子由什么粒子構成(微觀意義)——表示1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成。
二、簡單物質的化學式的寫法與讀法
絕大多數單質的化學式是用組成單質的元素符號來表示的，少數由分子構成的單質用在組成元素的元素符號右下角寫上構成分子的原子個數來表示。
(1)金屬單質的化學式習慣上用其元素符號來表示，如鐵—Fe、鎂—Mg；
(2)稀有氣體的化學式用元素符號表示，如氦氣—He、氖氣—Ne；
(3)部分固態的非金屬單質常用元素符號表示，如硫黃—S、紅磷—P；
(4)常見由分子構成的單質的化學式：氧氣—O2、臭氧—O3、氮氣—N2、氟氣—F2、氯氣—Cl2、溴—Br2、碘—I2等。
注意：(1)金屬、部分固態非金屬或稀有氣體的元素符號能表示該元素、該元素的一個原子，還能表示這種物質。
(2)物質的構成是通過實驗確定的，即化學式是通過實驗測定得出的，不是人為臆造的。
三、簡單化學式的讀法
1．兩種元素組成的化合物：通常從后向前讀作“某化某”，如KCl讀作“氯化鉀”，CaO讀作“氧化鈣”。
2．有時還要讀出化學式中各元素的原子個數，如Fe3O4讀作“四氧化三鐵”，SO2讀作“二氧化硫”等。
第2課時　怎樣寫化合物的化學式
一、化合價
1．化合價：元素化合價是一個原子在化合時表現出來的性質。在元素符號或原子團的上方標出化合價，“＋”“－”寫在前，數字寫在后。
2．化合價的一般規律：
(1)金屬元素跟非金屬元素化合時，金屬元素顯正價，非金屬元素顯負價。
(2)氧元素通常顯－2價，氫元素通常顯＋1價。
(3)在化合物里正負化合價的代數和為0。
(4)在單質中元素的化合價為0。
(5)同一元素在不同物質里可顯不同的化合價。在同一種物質里，同一元素也可顯不同的化合價(如NH4NO3)。
(6)某些元素有高價和低價，將高價稱作“某”，低價稱作“亞某”，如Fe2(SO4)3讀作“硫酸鐵”，FeSO4讀作“硫酸亞鐵”。
3．化合價口訣：
(1)常見元素化合價規律口訣：
一價鉀鈉氯氫銀，二價氧鈣鋇鎂鋅，三鋁四硅五價磷，二三鐵，二四碳，二四六硫三五氮，銅汞二價最常見；一五七氯都齊全，單質零價永不變。
(2)原子團化合價口訣：
負一硝酸(NO3－)、氫氧根(OH－)；負二硫酸(SO42－)、碳酸根(CO32－)；負三記住磷酸根(PO43－)；只有正一是銨根(NH4＋)。
4．同種元素(或原子團)的化合價和離子的表示方法比較
(1)不同點：
①位置不同：化合價標在元素符號或原子團的正上方，離子所帶電荷數標在元素符號或原子團的右上角；
②正負號和數值順序不同：化合價分正價和負價，所以正負號在前，數值在后；離子指帶多少個單位的正電荷或負電荷，數值在前而正負號在后；
③對于“1”的處理不同：化合價的“1”不能省略，離子電荷數為“1”時要省略不寫；
(2)相同點：數值相同，正負相同。
二、根據化合價書寫化學式
1．書寫化合物的化學式要解決三個問題：
一是化合物由哪些元素組成；二是排列組成元素的元素符號順序；三是確定化學式中各
元素的原子個數比。化合物的組成元素是由實驗確定的，我們書寫化學式時一般是分析物質的名稱得出物質的元素組成。
2．書寫化合物的化學式的步驟
(1)寫：寫出組成物質的元素符號，書寫時一般正價元素寫在左邊，負價元素寫在右邊。
(2)標：標上元素(或原子團)的化合價。
(3)叉：將化合價的絕對值交叉寫在對應元素符號(或原子團)的右下角，該數值即為原子(或原子團)的個數(若有公約數，先約簡再交叉)，數值為1時則省略不寫。
(4)驗：利用化合物中元素正負化合價代數和為零的原則檢驗所寫化學式是否正確。
三、數字的意義
1．元素符號前的數字表示幾個某原子。如2H中的“2”表示2個氫原子。
2．化學式前的數字表示幾個某分子。如2H2O中的“2”表示2個水分子。
3．元素符號右下角的數字表示一個某分子或離子中有幾個某原子。如CO2中的“2”表示1個二氧化碳分子中有2個氧原子。
4．元素符號右上角的數字表示一個某離子中帶幾個單位的正或負電荷。如Fe3＋中的“3”表示1個鐵離子帶3個單位的正電荷。
5．元素符號正上方的數字表示某元素的化合價。如F表示鐵元素的化合價是＋3。
第3課時　根據化學式進行計算
根據化學式進行計算(計算時要注意式子的化學意義)
1．相對分子質量＝各原子的相對原子質量乘以原子個數之和
2．組成元素的質量比＝各原子的相對原子質量乘以原子個數之比
3．化合物中某元素的質量分數＝×100%
4．化合物中某元素的質量＝某化合物的質量×某元素質量分數
＝某化合物的質量××100%
5．混合物中某元素的質量＝混合物的質量×純度×純凈物中某元素質量分數
＝混合物的質量×純度××100%
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(1)計算相對分子質量時，不要把結晶水合物中的“·”當乘法，應按加法計算；
(2)不要把各元素的原子個數比當作質量比；
(3)元素的原子個數計算要準確。
全章大歸納
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