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1、第一章 元素化合物专题1 空气考点1 空气1. 空气的组成(体积分数)氮气(N2)78%,氧气(O2)21%,稀有气体0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其它气体和杂质0.03%2. 空气是宝贵的资源成分主要性质及对应的用途氮气(N2)物理性质:无色、无味气体,难溶于水,用于制造低温环境或医疗上冷冻麻醉化学性质:不活泼,作保护气(食品充氮防腐、焊接金属、填充灯泡)含氮元素:是制硝酸和氮肥的原料氧气(O2)物理性质:无色、无味气体,不易溶于水,化学性质:不可燃,能支持燃烧,用于金属切割、炼钢、宇宙航行供给呼吸,用于医疗急救、登山、潜水、飞行稀有气体(HE.NE.Ar、Kr、XE.Rn)物理
2、性质:无色、无味气体,通电时能发出不同颜色的光,制多种用途的电光源化学性质:化学性质很不活泼,作保护气氦气用于充气球、制造低温环境二氧化碳(CO2)植物光合作用的原料,干冰用于制造低温和人工降雨,不可燃不助燃,密度比空气大用于灭火,制造碳酸饮料3. 空气的污染和防治空气污染物有害气体:一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)可吸入颗粒物:如烟尘污染来源空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧,工厂排放的废气及汽车排放的尾气。环境问题温室效应(二氧化碳含量过多引起,甲烷等也能造成)臭氧空洞(飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放)酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)防止污染的措施加强大气质量监测、
3、改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。目前空气污染指数包括:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧“绿色化学”核心是利用化学原理从源头消除污染考点2 氧气1.物理性质色、味、态:通常情况下,是无色无味的气体来源:中国教育出版*网&密度:标准状况下,密度略大于空气溶解性:氧气不易溶于水三态变化:降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体,甚至淡蓝色雪花状固体。2.化学性质具有助燃性和氧化性检验氧气:用带火星的木条伸到集气瓶中,若复燃则是氧气。注意:氧气浓度较低时不复燃,氧气浓度较高时复燃,能复燃说明氧气浓度较高,不能说是纯氧气。与常见物质的反应物质及反应方程式现象木炭(黑色固体)C+O2 CO2
4、空气中红热;氧气中剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成的无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊硫(淡黄色固体)S+O2SO2空气中发出微弱的淡蓝色火焰;氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体红磷(暗红色固体)4P+5O2 2P2O5氧气中剧烈燃烧,放出热量,生成大量的白烟铁(银白色固体)3Fe+2O2 Fe3O4空气中红热,不燃烧;氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成一种黑色固体镁(银白色)2Mg+O22MgO剧烈燃烧、耀眼白光、生成白色固体、放热铜(紫红色固体)2Cu+O2 2CuO红色固体变为黑色固体氢气(无色气体)2H2+O2 2H2O淡蓝火焰、放热、生成使无水Cu
5、SO4变蓝的液体一氧化碳(无色气体)2CO+ O2 2CO2蓝色火焰、放热、生成使石灰水变浑浊气体甲烷(无色气体)CH4+2O22H2O+ CO2蓝色火焰、放热、生成使石灰水变浑浊气体乙醇(无色液体)C2H5OH+3O23H2O+2CO2蓝色火焰、放热、生成使石灰水变浑浊气体与其他物质的反应某些物质在一些条件下,与氧气发生缓慢的氧化反应,称为缓慢氧化,缓慢氧化也放热。如:动植物新陈代谢,金属的锈蚀,食物的腐烂,酒醋的酿造,农家肥的腐熟等等。总结:氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定的条件下,能与许多物质发生反应,具有氧化性。考点3 氧气的制取1.实验室制取实验药品高锰酸钾氯酸钾和二氧化锰过
6、氧化氢和二氧化锰反应原理2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O22KClO3 2KCl+3O22H2O2 2H2O+O2发生装置收集装置排水集气法(氧气不易溶于水)向上排空气法(氧气密度大于空气)检验方法将带火星的木条放在集气瓶中,若木条复燃,则为氧气验满方法将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则已收集满注意事项用高锰酸钾制取氧气时,操作步骤为:连:连接装置,先下后上,从左到右的顺序查:检查装置的气密性装:装入药品,试管口塞一团棉花,防止高锰酸钾粉末进入导气管,堵塞导管定:固定试管,试管口略向下倾斜(防止生成的冷凝水回流,使试管底部炸裂)点:加热药品,先使试管均匀受热(预热),后在固体药
7、品部位用酒精灯外焰加热收:收集气体若用排水法收集气体,当气泡连续均匀冒出时开始收集;当集气瓶口有大量气泡往外冒时,氧气收集满,在水下用玻璃片盖住瓶口,移出水槽,集气瓶正放在桌面上若用向上排空气法收集气体,收集时导管应伸入集气瓶底部(为了排尽瓶内空气)移:先将导管移出水面熄:再停止加热实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒流回炽热的试管中,炸裂试管用过氧化氢制取氧气时:长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下(液封),防止生成的气体从长颈漏斗中逸出2.工业制取氧气(物理方法)(1)分离液态空气法中国教育出版&*#网原理:利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。来源:%中*教网#具体过
8、程:(2)膜分离技术来#源:&中教网%考点4 空气中氧气含量测定1.实验原理利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器中压强减小,在大气压作用下,打开弹簧夹,水进入容器内,进入的水的体积=被消耗的氧气的体积。2.装置及药品(1)反应的化学方程式:4P+5O2 2P2O5(2)集气瓶中水的作用:主要是吸收有毒的P2O5和热量,加快降温和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。(3)药品选择:物质能在空气中燃烧且只与氧气反应,燃烧后的生成物为固体或液体。不能用木炭或硫代替红磷,因为木炭或硫燃烧会产生气体,造成瓶内气体体积变化小。若将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫,还是可以测量的。不能用铁丝代替红磷,铁丝在空气中不燃烧。不能用镁代替红磷,镁与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。3.实验现象红磷燃烧,放出热量,产生大量白烟;装置冷却到室温后打开弹簧夹,烧杯内的水倒流入集气瓶,约占集气瓶内气体体积的1/5。4.实验结论氧气约占空气总体积的1/5。5.误差分析偏小的原因:红磷量不足;装置气密性差;未冷却至室温就打开弹簧夹。偏大的原因:点燃红磷伸入过慢,瓶内气体受热膨胀逸出;或未夹紧弹簧夹,燃烧时气体受热膨胀逸出。6.其他的测量装置