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1、第二单元我们周围的空气第一节第一节空气空气一、一、测测定空气中氧气含量的实验定空气中氧气含量的实验【实验原理】4P+5O22P2O5【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。【实验步骤】连接装置，并检查装置的气密性。点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。【实验现象】红磷燃烧，产生大量白烟；放热；冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。【注意事项】1.红磷必须过量。如果红磷的量不
2、足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。2.装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。3.导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小。4.冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。5.如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。6.在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。7.不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。8.如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。9.不要用镁代替红
3、磷！原因：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。二、二、空空气的成分气的成分气体氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%三、三、空气是一种宝贵的资源空气是一种宝贵的资源1.氮气【物理性质】无色无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。【化学性质】化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。【用途】制硝酸和化肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）；用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐）；医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在
4、液氮的低温条件下显示超导性能。2.稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙的总称）【物理性质】没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。【用途】用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用）；用作光源（如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等）；用于激光技术；氦气可作冷却剂；氙气可作麻醉剂。第二节第二节氧气氧气一、氧氧气的性质气的性质【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。二、二、氧氧气的检验方法：把一根带
5、火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明气的检验方法：把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明是氧气。是氧气。三、三、探探究实验究实验细铁丝在氧气中燃烧的实验【实验操作】把光亮的细铁丝盘成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，由上向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶底部要先放少量水或铺一薄层细沙）。【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体。【化学方程式】3Fe+2O2Fe3O4【注意事项】把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保证有
6、充足的氧气与细铁丝反应。集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。四、四、化化合反应和分解反应合反应和分解反应1.化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。2.分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。3.化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一变多”。第三节第三节制取氧气制取氧气一、一、气气体制取装置体制取装置1.气体发生装置加热固体制备气体的装置（见上图）反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管。如果水中出现气泡，说明装置气密
7、性良好。（原理：气体的热胀冷缩）加热时的注意事项：绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精。绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯。禁止用嘴吹灭酒精灯。加热结束时，酒精灯的火焰应该用灯帽盖灭。铁夹应夹在试管的中上部，大约是距试管口1/3 处。药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流热的试管底部使试管炸裂。停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。2.气体收集装置排水法收集气体的装置（见右图）适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。注意事项：应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯。如果瓶
8、口出现气泡，说明气体收集满。如果需要较干燥的气体，请不要使用排水法。向上排空气法收集气体的装置（见右图）适用情况：气体密度大于空气（相对分子质量大于29），且不与空气中的成分反应。向下排空气法收集气体的装置（见右图）适用情况：气体密度小于空气（相对分子质量小于29），且不与空气中的成分反应。二、二、实实验室制取氧气验室制取氧气1.加热高锰酸钾制取氧气反应原理：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2发生装置：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的
9、成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。步骤：查：检查装置的气密性。装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。定：将试管固定在铁架台上。点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。移：把导管移出水槽。熄：熄灭酒精灯。验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。注意事项：停止反应时，应先把导管从水槽中移
10、出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾被吹入导管，使导管堵塞。棉花不要离高锰酸钾太近，否则会导致发生装置爆炸。2.分解过氧化氢溶液制取氧气反应原理：2H2O22H2O+O2（催化剂可换成硫酸铜溶液）发生装置：由于反应物是固体和液体，反应不需要加热，所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。验满：（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，
11、如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。不能用加热过氧化氢溶液的方法制取氧气！因为加热过氧化氢溶液时，过氧化氢分解产生的氧气和水蒸气一起逸出，水蒸气的干扰会使带火星的木条不能复燃。3.加热氯酸钾制取氧气2KCl+3O2反应原理：2KClO3发生装置和收集装置：和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。三、三、催催
12、化剂化剂在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。催化剂在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。生物体内的酶属于催化剂。四、四、氧氧气的工业制法气的工业制法实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。空气中约含 21%的氧气，是制取氧气的廉价易得的原料。第一种制法（分离液态空气法）：在低温、加压的条件下，气态空气变为液态。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，在-196的情况下，液态氮蒸发，剩下的就是液态氧。通常我们把氧气贮存在蓝色的钢瓶里。