新浙教版八下科学3.1空气与氧气

第3章空气与生命

第一节空气与氧气你能举一个生活现象或设计一个实验证明空气的存在吗？如何用最简单的实验器材来收集某地的空气吗?讨论：你用什么例子说明空气的存在？一、空气里有什么？思考：根据你的生活经验，你能用什么方法空气中含有水？空气里究竟有些什么物质呢？你的猜测是……氮气氧气二氧化碳稀有气体水蒸汽……检验空气中的一些气体:氧气使帶星火的木条复燃二氧化碳使澄清石灰水变浑浊水自然界中有降雨和降雪的现象空气中有哪些成分？建立假设：空气中有氧气。设计实验：实验现象：结论：把一根燃烧的木条放入一瓶空气中木条在空气中继续燃烧木条在氧气中燃烧得更剧烈空气中含有氧气空气中的氧气被其它气体稀释了把一根燃烧的木条放入一瓶氧气中（对比）(或空气中氧气的成分不纯的)空气中有哪些成分？建立假设：空气中有二氧化碳。设计实验：实验现象：结论：用大针筒把空气压进澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊空气中含有二氧化碳用嘴向澄清石灰水中吹气（对比）但速度比较慢含量较少

1775年，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天。发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1／5。他研究了剩余4／5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他误认为这些气体全部都是氮气。

通过这些实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1／5的结论。

空气成分发现史空气的发现史1、很长一段时间内认为空气是一种物质组成。2、法国化学家拉瓦锡通过实验，最早发现空气是由氮气和氧气组成。3、

19世纪末,科学家们又通过大量实验发现,空气里还有稀有气体、二氧化碳、水蒸汽以及其他杂质.探究活动：问题；空气中氧气的比例大约为多少？思考：利用身边的材料，设计实验测定空气中氧气含量？实验：P71实验中可以观察到，红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5

通过实验得知，空气中氧气的体积约占

实验时红磷过少会产生什么后果?1/5燃烧匙里要盛入过量的红磷，红磷过量，足以使钟罩中密封的氧气反应完，使测得氧气的体积更接近空气中氧气的实际体积。

实验时为什么要选用红磷,用碳行吗?红磷燃烧后生成固体五氧化二磷，使集气瓶中空气的压强变小，小于外界大气压。在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶。通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有哪些?（1）红磷的量不足；（2）瓶内氧气没有耗尽；（3）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。该实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？

（1）点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞子塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。（2）实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。实验其它装置图空气的各成分体积组成：（78％）（21％）（0.93％）（0.03％）（0.03％）（1％）空气的成分（体积分数）空气的组成成分氧

气二氧化碳氮

气稀有气体其他气体（21%）（78%）水蒸汽及杂质（0.04%）（0.93%）（0.03%）体积分数一百份体积的空气空气的组成（体积分数）氧气（O2）21％氮气（N2）78％稀有气体0.93％二氧化碳0.04％其他气体杂质0.03％稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称这些气体没有颜色没有气味一般不与其他物质发生化学反应，故又叫惰性气体一般说来，空气的成分是比较固定的空气的密度为1.293克/升二、空气的利用讨论：说说氧气的用途？

过去，人们曾把氧气叫做“养气”、这充分说明了氧气的重要性。在通常情况下，人吸入空气就可以了，但如潜水、医疗急救等时，则需要用纯氧（或富氧空气）；燃料燃烧离不开氧气，炼钢、气焊以及化工生产和宇宙航行等都要用到氧气。1、氧气的用途（1）提供呼吸（2）支持燃烧

氮气具有广泛用途，它是制硝酸和化肥的重要原料；由于氮气的化学性质不活泼，因此常用作保护气，如焊接金属时常用氮作保护气，灯泡中充氮以延长使用寿命，食品包装时充氮以防腐；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、氮气（1）氮是构成人体蛋白质的主要元素（2）氮气是无色无味不活泼的气体（3）用途：充填灯泡、食品保鲜：制氮肥、炸药；作冷冻剂讨论：二氧化碳对生物有哪些影响？3、二氧化碳的用途固态干冰作致冷剂；用于灭火；作化工原料（制纯碱、尿素、汽水）

在生产和科学研究中，稀有气体有广泛的用途。由于稀有气体有惰性，因此常用作保护气，如焊接金属时用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、强照明灯、闪光灯，霓虹灯等；稀有气体还可用于激光技术；氦可用于制造低温环境；氙可用于医疗麻醉。4、稀有气体又叫惰性气体霓虹灯的颜色氧气的性质1、氧气的物理性质2、氧气的化学性质3、氧气的用途1、氧气的物理性质（通常状态）颜色：无色状态：气体无味气味：水溶性：不易溶于水,1L水只能溶解30ml氧气

密度：比空气大,为1.429g/L熔沸点：在-183℃变为淡蓝色液体，-218℃变为淡蓝色固体淡蓝色液氧雪花状固氧2、氧气的化学性质①O2的检验——带火星的木条②O2与木炭、硫粉、铁丝、蜡烛的反应【实验】把带有火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中，观察木条是否燃烧结论：

带火星的木条在氧气瓶中能够复燃，说明氧气能支持燃烧。

所以，一般我们就用这个方法来检验一瓶气体是否是氧气。木炭在空气中和在氧气中燃烧的现象：在空气中发出红光在氧气中燃烧发出白光，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体[实验]木炭的燃烧：现象：木炭在氧气中燃烧发白光，并生成能使澄清石灰水变浑浊的气体结论：文字表达式碳+氧气二氧化碳点燃

CO2CO2【实验】在燃烧匙里放少量硫，加热直到燃烧，观察硫在空气中和氧气里燃烧时有什么不同？在空气中淡蓝色火焰在氧气中是蓝紫色火焰现象：发出蓝紫色火焰，放出热量，并有一种刺激性气味生成。结论：文字表达式硫+氧气二氧化硫

SO2SO2点燃

讨论：木条和硫分别在空气里燃烧和在氧气里燃烧的现象不同，这说明了什么？

木条和硫在氧气中燃烧得更旺，氧气具有助燃性【实验】燃烧金属铁，另一端裹一根火柴，待火柴快燃尽时，立即把铁丝伸入氧气瓶中，请注意在瓶底要铺一些水或细沙，观察现象。现象：铁丝在氧气里剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。结论：文字表达式铁+氧气四氧化三铁点燃FeO2Fe3O4发出红光发出白光持续燃烧，放热，产生淡蓝色火焰，生成刺激性气味的气体燃烧，放热，了出明亮的蓝紫色火焰，生成刺激性气味的气体烧成红热，离火变冷铁丝在氧气里剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。[实验2-4]蜡烛的燃烧：现象：发出白光，放出热量，内壁有水珠生成，同时生成一种气体能使澄清石灰水变浑浊。蜡烛+氧气→二氧化碳+水点燃结论:以上物质燃烧在纯氧中进行比空气中进行得更旺。是因为在纯氧中氧气的浓度比在空气中氧气的含量高，所以可燃物在空气中燃烧不如在氧气中燃烧得剧烈。某些在空气中不能燃烧的物质，在纯氧中却能燃烧1、氧气的化学性质比较活泼2、物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气燃烧探究为什么燃烧的程度不一样

问题：学完氧气的性质后，为加深对所学知识的认识，某同学设计了如下实验，根据实验你能回答有关问题吗？实验：（1）用排水法收集两瓶氧气（原理是

），正放在桌上备用。（2）取一瓶氧气，倒立过来后再拿走玻璃片，并立刻把带火星的木条伸入瓶内（如图A所示），发现木条复燃，说明氧气具有

性。（3）取另一瓶氧气，按图B的方式把带火星的木条伸入瓶内，木条也复燃了，且比A中更

说明

。所以盛氧气瓶应瓶口向

放置。

氧气不易溶于水助燃燃烧更旺氧气的密度比空气密度大上探究铁丝为什么不燃烧

问题：某同学做细铁丝在氧气中的燃烧实验时，他把细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根铁丝上，另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部（没有接触到细沙，如图所示），但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功。

3、氧气的用途（利用其化学性质）

供给呼吸支持燃烧潜水员太空飞行员焊接和切割金属用于炼钢航空火箭课堂练习设计1、下列有关氧气物理性质的叙述中，不正确的是（）Ａ．通常状况下，氧气是无色无味的气体．Ｂ．相同条件下，氧气比同体积的空气稍重．Ｃ．氧气易溶水．Ｄ．液态氧和固态氧都是无色的．

2、

把燃烧着的木炭、磷分别放入盛有氧气的集气瓶中，共同的现象是：（）Ａ．发出白光Ｂ．产生蓝色火焰

Ｃ．燃烧更加剧烈Ｄ．产生大量白烟DC3.要除去密闭容器内空气中的氧气，不增加其他气体应选择最佳的物质是（）Ａ．铁丝Ｂ．红磷Ｃ．木炭Ｄ．石蜡4.下列物质在氧气中燃烧时：（１）有无色无味并能使澄清石灰水变浑浊气体生成的是（）（２）发出耀眼强光的是：（）（３）产生浓厚白烟的是（）（４）生成两种物质的是（）A.木炭B.红磷C.镁带D.石蜡BADCBD氧气的制取分解过氧化氢（H2O2）[加入二氧化锰(MnO2)]加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰(MnO2)的混合物加热高锰酸钾（KMnO4）实验室制取氧气的方法：步骤一：在常温下，把带火星的木条伸入过氧化氢溶液的试管，观察木条是否复燃？现象：带火星的木条不能复燃，结论：常温下过氧化氢溶液分解很慢,放出氧气少。探究：过氧化氢（H2O2）溶液制取氧气步骤二：向上述试管中，加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。观察发生的现象。现象：带火星的木条复燃了结论：常温下二氧化锰（MnO2）加速了过氧化氢溶液的分解,放出的氧气使带火星的木条复燃。步骤三：反应停止后，重新加入过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管。观察发生的现象。现象：带火星的木条复燃了结论：二氧化锰（MnO2）仍然在起作用使过氧化氢溶液分解产生氧气。催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质。催化剂的特点一变：化学反应速率变二不变：质量不变、化学性质不变过氧化氢水+氧气二氧化锰H2O2H2O+O2MnO2文字表达式：符号表达式：氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰加热KClO3KCl+O2MnO2加热文字表达式符号表达式探究：加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰（MnO2）制取氧气（1）在上图所示装置中，使用了哪些仪器？（2）哪部分是气体发生装置，哪部分是气体收集装置？探究：加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰（MnO2）制取氧气讨论：过氧化氢制氧气和氯酸钾制氧气的发生装置能否相同？反应物都是固体，反应需要加热反应物是固体和液体的混合物，反应不需要加热固液不加热型固固加热型固液不加热型使用长颈漏斗时，长颈漏斗的末端必须插入液体中，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出，所以必须液封。气体收集装置排水法不易溶于水或难溶于水的气体向上排空气法密度比空气大的气体向下排空气法密度比空气小的气体如何检验收集到的是氧气？将一支带火星的木条伸进集气瓶内，若木条复燃，证明是氧气。将一支带火星的木条伸到集气瓶口，若木条复燃，证明已集满。用向上排空气法收集氧气，如何验满？探究：用高锰酸钾制氧气高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气加热KMnO4K2MnO4+MnO2+O2加热文字表达式符号表达式为什么呢？防止加热时高锰酸钾粉末进入导管（1）连接装置，检查装置气密性。实验步骤是：连接装置（从左到右，自下而上）检查气密性的方法：先将导管一端伸入水中，然后用手紧握试管，观察导管口有没有气泡冒出或冷却后导管内能否形成一段水柱。（1）连接装置，检查装置气密性。实验步骤：（2）装药品，固定装置（3）加热（4）收集气体（5）先把导管移出水面，后熄灭酒精灯。1、药品平铺在试管底部

3、导管伸入试管不能太长实验中应该注意哪些事项？2、铁夹夹在离试管口1/3处原因：不利于气体的排出（使药品受热均匀）4、试管口略向下倾斜5、用酒精灯的外焰先均匀预热,再集中在有药品的部位集中加热,6、等有连续的气泡产生时再收集原因：防止冷凝水倒流至试管底部,炸裂试管原因：刚加热时产生的气泡中混有空气,这时的气体不纯7、实验完毕,先撤导管,后移酒精灯8、收集满的氧气,应正放在桌面上，并用玻璃片盖上原因：防止试管冷却后,水槽内的水沿导管上升,进入试管,使试管炸裂原因：氧气密度比空气略大过氧化氢水+氧气二氧化锰氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰加热高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气加热由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。“一变多”A=B+C+···分解反应：工业方法制氧气——分离液态空气方法原理：利用液态空气的沸点不同，属于物理变化。随堂检测1．工业上制取大量氧气的方法是（）（A）加热氯酸钾（B）加热高锰酸钾（C）分离液态空气（D）加热二氧化锰2．催化剂在化学反应中所起的作用是（）（A）加快化学反应速率（B）使生成物质量增加（C）改变化学反应速率（D）减慢化学反应速率ＣＣ３．实验室制取氧气时，装药品的大试管口应（）（A）朝下（B）朝上（C）略向下倾斜（D）略向上倾斜４．实验室采用排水法收集氧气时，需将导气管伸入盛满水的集气瓶，这个操作应在（）（A）加热固体药品前（B）与加热固体药品同时（C）开始有气泡放出时（D）气泡连续并均匀放出时ＣＤ5.某同学设计了4种制氧气的方案：①用氯酸钾和二氧化锰共热；②使高锰酸钾受热；③用高锰酸钾和氯酸钾共热；④使二氧化锰受热.判断这四种方法：A.全正确

B.全不正确

C.①②③正确

D.只有①②正确6.实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气，反应前后二氧化锰在固体混合物中质量分数是：

A、由大到小B、由小到大

C、不变D、无法判断

ＣB7.在高锰酸钾分解制氧气的反应中，二氧化锰是________物。在氯酸钾与二氧化锰混合加热制氧气时，氯酸钾是________物,二氧化锰是_____，若不加二氧化锰，则氯酸钾分解反应将_____，若将高锰酸钾加入氯酸钾，则反应______，这是因为________________________。8、三份质量相等的氯酸钾固体。第一份中加入少量二氧化锰，第二份中加入少量高锰酸钾，第三份不加任何物质。给它们分别加热完全分解，放出氧气的量：

A、第一份最多B、第二份最多

C、第三份最多D、一样多

B生成反应催化剂很慢很快高锰酸钾分解产生二氧化锰,加快氯酸钾的分解9、下图是实验室用高锰酸钾制取和收集氧气的装置图，指出其中的五处错误②③④①⑤10.医院给病人输氧时用到类似下图所示的装置。关于该装置，下列说法不正确的是A．b导管连接供给氧气的钢瓶B．b导管连接病人吸氧气的塑料管C．使用该装置来观测是否有氧气输出D．使用该装置用来观测氧气输出的速率abB11.实验室制取氧气大致可分为下列步骤：①点燃酒精灯，加热试管.②检查装置的气密性.③将高锰酸钾装入试管，塞入一小团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上.④用排水法收集氧气.⑤熄灭酒精灯.⑥将导管从水槽中取出.正确的操作顺序为___________________.②③①④⑥⑤④过氧化钠+二氧化碳

碳酸钠+氧气等等.现在潜水员想选择其中的一种作为潜水艇中氧气中的来源，你认为应该选择哪一个？为什么？（至少要阐明三条不同的理由）制取氧气的途径有多种，如①水氢气+氧气通电②氯酸钾氯化钾+氧气△③氧化汞汞+氧气△A__________B_________C__________D_________E___________F_________试管铁架台酒精灯导管集气瓶水槽练习2、下列反应属于分解反应的是（）A.B.C.D.硫＋氧气二氧化硫点燃铁＋氧气四氧化三铁点燃石蜡+氧气二氧化碳+水点燃氧化汞汞+氧气加热D3、在化学反应中，催化剂（）A.质量减少B.在化学反应后化学性质发生了变化C.质量增加D.能改变化学反应的速率D硫在氧气中燃烧生成二氧化硫；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；碳在氧气中燃烧生成二氧化碳；水在通电时生成氧气和氢气。我们学过：硫+氧气点燃

二氧化硫铁+氧气点燃

四氧化三铁碳+氧气点燃二氧化碳

水通电氧气+氢气从反应物和生成物的种数方面来看，这些反应有什么相同之处和不同之处？硫+氧气点燃

二氧化硫铁+氧气点燃

四氧化三铁碳+氧气点燃二氧化碳

水通电氧气+氢气多种反应物一种生成物由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。由一种物质生成两种或两种以上物质的反应。化合反应分解反应多变一一变多①氢气+氧气水②蜡烛+氧气 二氧化碳+水③水 氢气+氧气④二氧化碳+水+氢氧化碳 碳酸氢钙⑤碳酸氢铵 氨气+水蒸气+二氧化碳⑥二氧化碳+氢氧化钙碳酸钙+水下列反应属于化合反应的是______属于分解反应是______①、④点燃③、⑤点燃通电加热