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1、精品文档 精品文档 我们周围的空气 空气（测定空气中氧气含量的实验，空气的组成、纯净物与混合物）氧气（氧气的性质与用途）实验室制取氧气 知识点一 空气 一、测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
2、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。如果预先在集气瓶内放入氢氧化
3、钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。8不要用镁代替红磷！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、空气的组成 空气中成分按体积来计算，大约：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%说明：空气的主要成分是氮气和氧气 精品文档 精品文档 各成分的含量表示均为体积分数，而不是质量分数，体积分数可以理解为每 100 体积的空气中含有 78体积的氮气和 21 体积的氧气 三、空气是一种宝贵的资源 1、氮气（1）性质 物理性质：无色、无味气体，难溶于水，密度为 1.
4、251g/L，比空气密度（1.293g/L）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。（2）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）；医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能 2、稀有气体（1）稀有气体包括：氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体，属于混合物（2）物理性质：无色、无味气体，难溶于水 化学性质：化学性质极不活泼，所以稀有气体又叫做惰性气体。但某些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应（3）用途：常用作保护剂，如焊接金属时常用
5、稀有气体来隔绝空气，灯泡中充稀有气体以使灯泡耐用、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯.、氦、氖、氩、氪、氙等可用于激光技术、氦可用于制造低温环境、氙可用于医疗麻醉 四、混合物和纯净物 1纯净物：由一种物质组成，具有固定的结构和性质 2混合物：由两种或多种物质组成，无固定的结构和性质 3混合物与纯净物的比较：混合物 纯净物 定义 两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。只由一种物质组成的物质叫纯净物。特点 组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。纯净物可以用化学式来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的。常见实例 空气、溶液
6、、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等 能用化学式表示的所有物质，例如冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物 五、空气污染和防治 1、空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。2、计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物（为雾霾的主要组成）、臭氧和一氧精品文档 精品文档 化碳等。3、空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。4、防治空气污染：加强大气质量监测；改善环境状况；减少使用化石燃料；使
7、用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。例题解析：例 1、有关实验室用燃烧红磷的方法测定空气中氧气体积分数的说法，错误的是（）A选红磷作为反应物是因为它是固体状态 B该实验是利用 C红磷必须过量 D该实验还可说明空气中的其它成分不与红磷反应 解析：本题主要考察学生对测量空气中氧气含量这个实验的熟悉程度。这个实验主要是利用反应后装置内外的压力差造成水位上升，并以此确定氧气的含量，选用红磷的原因是红磷与空气反应之后产生的是固体，使得反应后装置内外的压力不一样从而测量氧气的含量；红磷在一般条件下不与空气中的其他成分反应。答案：A 例 2、下列物质中属于纯净物的是（）A洁净的食盐水 B冰
8、水混合物 C净化后的空气 D蜡烛燃烧后的产物 解析：区别混合物和纯净物，关键是确定其组成的成分确定其是否只由一种物质组成或是由多种物质组成，我们可以逐一进行分析。洁净的食盐水是水中溶解了食盐后形成的混合溶液，属于混合物；冰水混合物是水的两种不同状态下的共存物，里面只有一种物质。属于纯净物；净化后的空气只是除去其中的有害气体以及粉尘等污染物，当其仍然含有氮气、氧气等多种气体，属于混合物；蜡烛燃烧后的产物有水，有二氧化碳等其他物质，属于混合物。答案：B 例 3、（11 广州）下列关于空气中各组成成分说法正确的是（）A空气中的 O2只有点燃时才能发生化学反应 B空气中的 CO2是导致酸雨的主要原因
9、C空气中的 N2可作为生产氮肥的原料 D空气中的稀有气体没有任何使用价值 解析：本题考查空气中各中组成成分的应用。空气中的 O2并不是只有在点燃的时候才会发生反应，像是金属的生锈以及食物的腐烂等都是 O2与这些物质发生的化学反应；诱发酸雨的祸首是被排放到空气中的SO2与空气中的 O2反应生成 SO3，与水结合形成酸。CO2是造成温室效应的气体之一；空气中的稀有气体可以用于作为一种保护气，并不是没有使用价值。答案：C 习题：1、下列关于稀有气体的叙述，错误的是（）A稀有气体都是没有颜色、没有气味的气体 B稀有气体在空气中所占的体积约为 0.03%C稀有气体的性质很不活泼，常用作保护气 D稀有气体
10、在通电时，能发出不同颜色的光 2、下列关于空气的叙述中，正确的是（）A空气中氮气占 78%，氧气占 21%B二氧化碳是污染空气的一种有毒气体 C空气中的有害气体可能来自工厂排放的气体 D任何情况下空气的成分都是固定不变的 3、薯片等易碎食品宜采用充气袋包装，下列气体中最不适宜充入的是（）精品文档 精品文档 AO2 BN2 CCO2 D空气 3、成年人每分钟大约吸人氧气 8 L，大约需要空气 L，在这些空气中氮气约为 L。4、澄清的石灰水露置于空气中会逐渐变浑浊，这说明空气中含少量的 ；盛冰水的杯子，放在常温下的空气中外壁会潮湿,这说明空气中含有 ；钢铁在潮湿的空气中长期放置会生锈，这是因为空气
11、中含有 ；红磷燃烧所消耗的气体是空气中的 。知识点二 氧气 一、氧气的性质 1物理性质（1）在通常状况下，氧气是无色无味的气体（2）在标准状况下，氧气的密度为密度 1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）大（3）氢气不易溶于水，1L 水大约能溶解 30mL 氧气（4）氧气的三态变化 2化学性质（1）氧气的检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则该气体是氧气。在空气中，带火星的木条不复燃；在氧气中，带火星的木条复燃，剧烈燃烧，说明氧气可以支持燃烧 应用：利用带火星木条复燃的现象可以检验氧气（2）木炭燃烧实验 木炭在空气中燃烧，发出红光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体（
12、二氧化碳）；在氧气中燃烧更旺，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体（二氧化碳）表达式：碳+氧气 二氧化碳 C+O2 CO2 实验结论：氧气能支持木炭燃烧生成二氧化碳（3）硫燃烧实验 硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成刺激性气味的气体（二氧化硫）硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成刺激性气味的气体（二氧化硫）表达式：硫+氧气 二氧化硫 S+O2 SO2 实验结论：氧气能支持硫燃烧生成二氧化硫 说明：在氧气瓶底放入少量的水，作用是吸收生成的 SO2，防止污染空气（4）铁丝燃烧实验 反应现象：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体（四氧
13、化三铁）气态 液态 固态 101kpa，-183 101kpa，-218（无色）（淡蓝色）（淡蓝色）点燃 点燃 点燃 点燃 精品文档 精品文档 表达式：铁+氧气 四氧化三铁 Fe+O2 Fe3O4 结论：氧气能支持铁丝燃烧生成四氧化三铁 说明：把铁丝绕成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积 把细铁丝绕在火柴上，是利用火柴燃烧时放出的热量使温度升高，达到细铁丝燃烧所需要的温度 待火柴临近烧完时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶里，是为了防止火柴燃烧消耗氧气，从而保证有充足的氧气与细铁丝反应 集气瓶里要预先放少量的水或细沙，防止实验时生成的物质溅落瓶底引起炸裂 铁丝在空气中点燃，仅保持红热，不能燃烧
14、实验总结：由以上实验可知：（1）氧气是一种化学性质比较活泼的气体。在常温下一般不与其他物质发生燃烧，在点燃或加热条件下能与许多物质发生反应，放出热量（2）氧气具有氧化性，是一种常见的氧化剂（3）氧气能支持燃烧，但本身没有可燃性 3总结（1）物质燃烧实验一般都有三个明显现象 放出大量的热 熔点高的物质燃烧发出一定颜色和强度的光，熔点低的物质燃烧发出一定颜色和强度的火焰 生成了一种或几种不同于反应物（指物质的色、味、态）的产物（2）如何正确描述实验现象 不能以结论代替现象，如铁丝燃烧的现象不能说“剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成四氧化三铁”，生成四氧化三铁是结论而不是现象，注意实验现象与实验结论
15、相区分，描述实验现象时无需把生成物道出 要明确“光”和“火焰”、“烟”和“雾”的区别，不能相互替代，如木炭、铁丝燃烧只有光而无火焰；磷燃烧只有烟而没有雾 二、化合反应与氧化反应 1、化合反应 定义：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。属于基本反应类型之一 特征：多变一 通式：A+B+C+.X 示例：碳的燃烧、硫的燃烧等。2、氧化反应 定义：物质与氧（氧元素）发生的化学反应。不属于基本反应类型 特征：有氧参与的反应 注意：（1）“氧”是指氧元素而不仅指“氧气”，否则会缩小氧化反应的范围，可理解为“氧气”属于“氧”的一部分；（2）物质与氧气发生的反应一定是氧化反应 3、化合反应与氧化反应的
16、关系 点燃 点燃 精品文档 精品文档 二者是从不同的角度对化学反应进行分类，所以二者无必然联系，即化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应；当一个反应中有氧气参加且生成物只有一种时，这个反应既是化合反应，又是氧化反应；二者的关系如图如右图。示例：石蜡+氧气 二氧化碳+水（是氧化反应但不是化合反应）氢气+氯气 氯化氢（是化合反应但不是氧化反应）碳+氧气 二氧化碳（既是氧化反应又是化合反应）4、缓慢氧化 定义：有些氧化反应进行得非常缓慢，甚至不易被察觉，这种氧化反应叫做缓慢氧化，例：金属的锈蚀、动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造 例题解析：例 1为了让灯泡通电发热时，消耗灯泡内的氧
17、气，达到保护钨丝的目的，通常在白炽灯泡里的玻璃柱上涂有一层红色物质，该物质是（）A红磷 B氧化汞 C二氧化锰 D氯酸钾 解析：本题有两个突破口，第一个是能与氧气在加热的条件下发生反应；第二个是红色物质；四个选项当中只有红磷是红色，也只有红磷在加热的情况下能与氧气发生反应。其他物质既不是红色，加热的情况下也不能与氧气发生反应。答案：A 例 2下列物质在氧气中燃烧的实验现象描述正确的是（）A木炭在氧气中燃烧时，发出白色火焰，有二氧化碳气体生成 B红磷在氧气中燃烧时，产生大量白雾 C铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，有黑色固体生成 D硫粉在氧气中燃烧时，发出淡蓝色火焰，生成刺激性气味的气体 解析：不同物
18、质与氧气之间的反应现象也是中考的必考内容之一。四个选项中，A 选项木炭在氧气中的燃烧应该是发出白光而不是发出白色火焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，而不是直接写出有 CO2生成；B 选项中红磷在氧气中产生大量白烟，而不是大量白雾，注意烟和雾的区别；D 选项硫在氧气中燃烧应该是发出明亮的蓝紫色火焰。答案：C 例 3下列说法正确的是（）A化合反应一定是氧化反应 B氧化反应一定只有一种生成物 C有氧气参加的反应一定是化合反应 D化合反应一定只有一种生成物 解析：本题主要考察学生对于氧化反应和化合反应这两种反应类型的理解程度。化合反应为四种基本反应类型之一，其特点为：反应物为两种或两种以上，而生成物
19、只有一种的化学反应。我们称之为化合反应。而氧化反应则不属于四种基本反应类型，其特点为：物质与氧（氧元素）所发生的化学反应。就称之为氧化反应。答案：D 点燃 点燃 点燃 精品文档 精品文档 习题：1、要在一充满空气的瓶子中，将其中的氧气除去，又不增加其他气体的成分。下列物质在瓶中燃烧可达到目的的是（）A木炭 B硫磺 C铁丝 D红磷 2、下列物质在氧气中燃烧，没有固体物质生成的是（）A镁带 B铁丝 C硫磺 D白磷 3、区别空气和氧气的最好方法是（）A燃着的木条 B带火星的木条 C澄清石灰水 D液化 4、下列反应中不属于化合反应的有（）A铁+氧气四氧化三铁 B碳酸钠+水+二氧化碳碳酸氢钠 C乙块+氧
20、气水+二氧化碳 D氨气+水+氯化氢氯化铵 5、下列反应属于氧化反应的有（）A水+二氧化碳碳酸 B氧化汞汞+氧气 C甲烷+氧气水+二氧化碳 D碳+氧气二氧化碳 知识点三 实验室制取氧气 一、实验室制取氧气的方法 1、过氧化氢溶液分解制取氧气 实验原理：常温下，过氧化氢缓慢分解，在二氧化锰（MnO2）做催化剂时，加速分解 化学反应式：过氧化氢 水+氧气 H2O2 H2O+O2 2、加热氯酸钾分解制取氧气 实验原理：加热情况下，氯酸钾能缓慢分解出氧气，在二氧化锰（MnO2）做催化剂时，加速分解 实验仪器：试管、酒精灯、铁架台、单孔塞、玻璃导管、塑胶管、水槽、集气瓶 实验药品：氯酸钾（KClO3）和二
21、氧化锰（MnO2）粉末 实验设计：把少量氯酸钾和二氧化锰（一般按质量比 3:1）混合均匀后装入试管中，用带有导管的塞子塞紧试管口，并加热 化学反应式：氯酸钾 氯化钾+氧气 KClO3 KCl+O2 3、加热高锰酸钾分解制取氧气 实验原理：加热情况下，高锰酸钾能较快地分解出氧气。实验仪器：同氯酸钾的分解实验。实验药品：高锰酸钾（KMnO4）粉末。实验设计：把少量高锰酸钾粉末装入试管中，用带有导管的塞子塞紧试管，并加热。化学反应式：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 MnO4 K2MnO4+MnO2+O2 注意：在用高锰酸钾制取氧气时，在试管中的导气管前端加一团小棉花，防止高锰酸钾粉末堵塞导管或通过
22、导管进入集气瓶或水槽中，使所得氧气呈红色或呈紫红色，使氧气不纯。MnO2 MnO2 点燃 点燃 MnO2 MnO2 点燃 点燃 精品文档 精品文档 第 2 和第 3 个实验的注意事项。药品要斜铺在试管底部，便于均匀加热；铁夹应夹在离试管口约 1/3 处；试管口略向下倾斜：防止加热过程中产生的水蒸气倒流到试管底部，使受热的试管破裂；试管内导管稍露出胶塞即可，以便于气体导出；当导管中有气泡冒出时，不能立刻收集，因为此时气体中会混有一定量的空气而不纯，应待导管中气体连续均匀冒出时才能开始收集，以得到纯净的氧气；停止实验，为防止水倒吸，导致试管炸裂，应先从水中移出导管，再熄灭酒精灯。4、氧气的收集与验
23、满：排水集气法：氧气不易溶于水且不与水反应 向上排空气法：氧气的密度比空气大 注意：用排空气法收集时，导气管必须伸到接近集气瓶底部，便于排出集气瓶内的空气 氧气的验满 排气法收集：用带火星的木条靠近集气瓶口，观察木条是否复燃；排水法收集：瓶口边缘有大量气泡冒出时证明气体已集满。5、实验室制取氧气的步骤（查、装、定、点、收、移、熄）：(1)查：检查装置气密性；连接仪器；将导管一端放入水槽中；双手紧握试管外壁；观察水槽中是否有气泡冒出，如有气泡冒出，表明装置气密性良好，反之则不好；(2)装：将药品装入试管中，塞好胶塞；(3)定：将试管固定在铁架台上；(4)点：点燃酒精灯加热（先预热后集中药品所在部
24、位用外焰加热）；(5)收：用向上排空气法或排水法收集气体；(6)移：从水槽中移出导管；(7)熄：熄灭酒精灯。二、催化剂和催化作用 1、催化剂：在化学反应中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变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）催化剂的特点：“一变二不变”一变：改变化学反应速率，包括加快和减慢；二不变：化学反应前后质量、化学性质都不改变。2、催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用 注意：催化剂能改变（加快或减慢）其他物质的化学反应速率，不能片面地认为是加快。如在塑料、橡胶中加入“防老剂”则是为了减慢化学反应速率；精品文档 精品文档 催化剂只能改变化学反
25、应速率，不能增大或减少生成物的质量；某个反应的催化剂，并不一定对其他反应也能起催化作用，一个反应的催化剂也不一定只有一种。如二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂，但不是所有反应都能用二氧化锰作催化剂；而过氧化氢分解制取氧气的催化剂可以是二氧化锰，还可以是酶等其他物质。三、分解反应 1、定义：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应。属于基本反应类型之一 2、特征：一变多 3、通式：XA+B+C+4、示例：高锰酸钾、过氧化氢分解生成氧气等 例题解析：例 1、实验室制取氧气不正确的操作是（）A装药品前应检查装置的气密性；B导气管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集气体；C停止加热时，应把导管移出水面，然后
26、熄灭酒精灯；D收集满氧气的集气瓶从水槽中取出后倒放在桌面上。解析：本题主要考察学生对于氧气制备这个实验当中出现的注意事项，A、B、C 三个选项都是我们在制备氧气中应该注意的事项。D 选项中，当我们收集好气体之后，并不是将集气瓶从水槽中取出来后倒放，因为氧气比空气的密度大，倒放的话气体就会释放出来。当气体收集完毕之后，我们用一块薄玻璃片盖在集气瓶瓶口处。答案 D 例 2、下列关于催化剂的说法中正确的是（）A用过氧化氢制取氧气的时候，加入催化剂可使生成氧气的质量增加；B催化剂必定加快其他物质的反应速率；C二氧化锰不只对过氧化氢分解具有催化作用，对任何反应，都有加快其反应速率的作用；D催化剂在反应前
27、后的质量、化学性质均保持不变。解析：催化剂在化学反应力只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反应前后都没有发生变化；催化剂不一定只能加快反应速率；催化剂具有选择性，只针对某一个或某几个反应起催化作精品文档 精品文档 用所以 A、B、C 三项均错误。答案：D 习题：1在实验室用高锰酸钾受热分解制取氧气时，试管口略微向下倾斜的原因是（）A氧气的密度大，易导出；B试管底部高，易于加热；C防止药品中水分挥发在试管口冷凝倒流，导致试管炸裂；D可以产生较多的氧气。2实验室用加热氯酸钾或高锰酸钾的方法制取氧气，其共同点是（）A都是给固态物质加热；B都使用二氧化锰催化剂；C都发生了分解反应；
28、D都生成了两种物质。3一氧化氮在常温下是一种难溶于水的气体，密度比空气略大，它能跟空气里的氧气迅速反应，生成二氧化氮，现要收集一氧化氮气体，可采用的方法是（）A向上排空气法 B排水法 C排水法或向上排空气法 D排水法或向下排空气法 4实验室用高锰酸钾制取并用排水法收集氧气有如下操作步骤，请排列出正确的顺序：。检查装置的气密性；收集氧气；装入药品；预热并加热；组装以及固定试管，使试管略向下倾斜；熄灭酒精灯；从水槽中取出导气管。5用高锰酸钾制取并收集氧气使用如下图的装置，请回答下列问题。（1）写出有标号仪器的名称：a ；b ；c ；d ；（2）指出图中三处错误，并对应说明改正方法。错误：；改正：；。当导管口开始有气泡产生时，不宜立即收集原因是：。（4）待集气瓶收集满后，将它取出并放置的方法是：。