空气与氧气 市赛获奖

§3.1

空气与氧气18世纪中叶以前，人们一直认为空气是一种单质。猜一猜：空气中有哪些气体？可能含有：氧气、水蒸气、二氧化碳……想一想：如何收集一瓶教室里的空气？如何证明？灌满水的集气瓶带入教室，在教室内倒出瓶内的水，盖上玻璃片。观察空气空气的成分从冰箱中拿出的冷饮料瓶不一会儿在外壁凝结许多无色小液滴将松脆的饼干露置于空气中过不了多久变软了A.水（H2O）的检验无水硫酸铜水倒置装满冰块的烧杯，烧杯底部放上无水硫酸铜。白色粉末变成蓝色降低温度，使空气中的水蒸气遇冷在粉末表面液化。B.二氧化碳（CO2）的检验用大针筒把空气压进石灰水中，观察石灰水是否变浑浊？为什么？空气中的二氧化碳使石灰水变浑浊取一瓶空气和一瓶氧气，把一根燃着的木条先后插入两集气瓶中，观察木条在两集气瓶中燃烧的剧烈程度是否相同？不相同氧气具有助燃性C.氧气（O2）的检验在纯氧中燃烧更剧烈猜一猜为什么？通过以上的活动可以初步确定，空气中至少含有CO2、O2和水蒸气（H2O）等物质。空气是混合物法国化学家拉瓦锡首先通过实验得出了空气是由氮气和氧气组成，氧气约占总体积的1/5。氧气体积分数=氧气体积空气体积瓶子装满水后水的体积活动:测定空气中氧气的体积分数注射器止水夹导管集气瓶

如何让水主动进入玻璃瓶中？

有什么方法可以替代针筒抽取瓶中的氧气？木炭硫磺红磷镁条选择的药品有什么要求？木炭硫磺红磷镁条选择的药品有什么要求？木炭在空气中燃烧，消耗氧气，生成CO2气体硫磺在空气中燃烧，消耗氧气，生成SO2气体红磷在空气中燃烧，消耗氧气，生成P2O5固体（体积忽略不计）镁条在空气中燃烧，消耗氧气、氮气和二氧化碳实验装置燃烧匙广口瓶止水夹导管烧杯红磷水活动:测定空气中氧气的体积分数实验原理红磷在密闭容器内充分燃烧，消耗了空气中的氧气，生成五氧化二磷固体。容器内压强减小，大气压将烧杯中的水压入广口瓶中，水的体积正好填补消耗掉的氧气的体积。实验步骤1、先在集气瓶内加入少量水，再把剩余的容积用记号划成5等份，做上记号。吸收五氧化二磷，并降低反应温度。2、点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，观察现象：

。红磷继续燃烧，产生大量白烟。过量的红磷可以完全消耗掉瓶内空气中的氧气3、火焰熄灭后，振荡集气瓶，打开止水夹，观察现象：

；消耗的气体跟余下的气体的体积比为

。水被压入广口瓶内，约占瓶容积的1/51

:

4实验结论空气中氧气的体积约占总体积的1/5红磷的量不足；瓶内氧气没有耗尽；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；未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。1.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？2.实验中有时气体减少的体积大于1/5，又是为什么呢？点燃红磷后，插入燃烧匙时，瓶塞塞得太慢，使得瓶中空气受热膨胀，部分空气溢出。实验开始时，没有夹或没夹紧止水夹。装置气密性要好；反应的物质必须是易与氧气反应而不与空气中其它气体反应，不能有气体生成；可燃物要稍过量。3.本实验成败的关键有哪些？其他实验装置：19世纪末，科学家又通过大量实验发现，空气中还有氦、氩、氙等稀有气体。此外，还含有少量的二氧化碳、水蒸气以及其他杂质。成分体积分数氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质78%21%0.93%0.04%0.03%大量的科学实验表明：在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。O2供给呼吸帮助燃烧燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属N2充入灯泡延长使用寿命充入食品保装袋防腐保鲜制造化肥、炸药的重要原料用作致冷剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。通电时能发出不同颜色的光，制成霓虹灯、航行灯、闪光灯等。用于激光技术，制造低温环境（氦气），用于医疗麻醉（氙气）等。稀有气体焊接金属时用于隔绝空气固态干冰作致冷剂植物进行光合作用的原料用于灭火CO2作化工原料（制纯碱、尿素、汽水）空气的利用气体性质用途氧气氮气稀有气体无色、无味、性质较不活泼性质较活泼性质不活泼1、供给呼吸2、帮助燃烧3、燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属1、充入灯泡中，延长灯泡的使用寿命；2、充入食品保装袋防腐，保鲜。3、制造化肥、炸药的重要原料。4、用作致冷剂，医疗上常用液氮冷冻麻醉或

冷藏人体细胞组织。1、霓虹灯内充气，稀有气体通电后能发出不同颜色的光。2、激光技术，制造低温环境（氦气）用于医疗麻醉（氙气）等。【练习】1.空气的成份按体积分数计算最大的是（）A.氧气B.二氧化碳C.氮气D.水蒸气2.空气中的成分是：①氮气；②稀有气体；③氧气；④二氧化碳；⑤水蒸气等其他杂质气体。按体积分数由多到少的顺序排列正确的是（）A.⑤④③②①B.①②③④⑤C.①③②④⑤D.③①②④⑤CC3.下列说法正确的是（）A.空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成B.空气中氮气的质量占78％，氧气占21％C.在通常状况下，无色、无味气体一定是空气D.空气是一种单质，它是由空气一种成分组成4.用实验的方法首先证明空气是由氮气和氧气组成的科学家是（）A.舍勒B.汤姆生C.拉瓦锡D.牛顿AC第二课时氧气的性质第1节空气与氧气(一)1.C2.B3.C4.D5.A6.D7.C8.拉瓦锡氮氧氮气氧气燃烧防腐保护冷冻9.(1)稀有不活泼(很稳定)(2)不同颜色的光10.(1)氧气(2)二氧化碳(3)水蒸气11.B12.(1)未完全冷却就打开止水夹红磷没有足量(2)木炭燃烧生成气体空气的成分及作用稀有气体（0.93％）氮气（78％）氧气（21％）其他气体（1％）二氧化碳（0.04％）水蒸气等其他杂质（0.03％）冲入灯泡延长使用寿命，用于食品防腐、保鲜，液态氮可作冷冻剂，是制作化肥、炸药的原料。供给生物呼吸，支持燃料的燃烧。用作保护气，制成各种用途的电光源氧气的性质氧气的结构氧气的用途资料研究物质的性质主要从物理性质和化学性质两个方面展开。物理性质主要从物质的颜色、状态、气味、密度、熔沸点、凝固点等方面展开，化学性质主要是指物质在化学变化过程中表现出性质。研究的方法主要包括观察法和实验法。从微观和宏观的角度描述氧气的组成和构成？氧气由氧元素组成；氧气由大量氧分子构成，每个氧分子由两个氧原子构成。一、氧气的结构观察一瓶氧气的颜色和状态。氧气的物理性质1：常温下为无色无味的气体用手轻轻地在瓶口扇动，使少量氧气飘进鼻孔，闻一闻它的气味。二、氧气的性质钢瓶内装的是什么物质?呈什么状态?通过加压的方法液化成淡蓝色的液态氧氧气在1标准大气压下，降温到-183℃时液化成淡蓝色液体，-218℃变成雪化状的蓝色固体沸点熔点二、氧气的性质常温下1L水中大约能溶解30mL的氧气氧气的物理性质2：不易溶于水二、氧气的性质氧气的物理性质3：密度比空气大在标准状况下，氧气的密度为1.429g/L，比空气的密度（1.239g/L）略大。二、氧气的性质化学式分类结构溶解性颜色状态气味密度熔点沸点氧气是由大量氧分子构成的每个氧分子是由两个氧原子构成的O2非金属单质不易溶于水常温下无色无味气体比空气密度（1.293克/升）略大在标准状况下氧气的密度为1.429克/升-218℃此温度下凝固成雪花状的蓝色固体-183℃此温度下液化成淡蓝色的液体（在1.01×105帕下）活动：将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶里，观察产生的现象。氧气的化学性质：具有助燃性，不具有可燃性二、氧气的性质氧气的验证方法？带火星的木条伸入瓶中，如果复燃，证明是氧气。收集氧气时如何验满？带火星的木条伸到瓶口，如果复燃，说明已集满。微弱的淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。

硫+氧气二氧化硫

SO2SO2

（淡黄色固体）（刺激性气味气体）点燃硫在空气中燃烧硫在氧气中燃烧为什么燃烧匙里要铺上细砂？为什么集气瓶的底部要预留少量水？细砂是燃烧匙和药品之间的一个保护层，防止药品腐蚀燃烧匙吸收生成的二氧化硫，防止对空气造成污染。

铁+氧气四氧化三铁

FeO2Fe3O4银白色固体黑色固体点燃铁在空气中燃烧铁在氧气中燃烧剧烈燃烧，火星四射,放出热量，有黑色固体生成不会燃烧铁丝为什么要绕成螺旋状？增大铁丝的受热面积，利于铁丝持续燃烧。火柴有什么作用？火柴燃烧放出的热量使铁丝温度升高，引燃铁丝。为什么集气瓶底装有少量水或铺上一层细砂？防止生成的高温熔融物溅落而炸裂瓶底。为什么要待火柴临近烧完时，缓缓伸进氧气瓶？以免火柴燃烧消耗氧气过多而使现象不明显。碳在空气中燃烧碳在氧气中燃烧

碳+氧气

二氧化碳

CO2CO2（黑色固体）无色气体点燃发出微弱的红光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

镁+氧气氧化镁

MgO2MgO银白色固体白色固体点燃镁在空气中燃烧剧烈燃烧，发出耀眼的白光，有白色固体生成

红磷

+氧气五氧化二磷

PO2P2O5暗红色固体白色固体点燃红磷在空气中燃烧剧烈燃烧，发出白光，有白烟生成硫在空气和氧气中燃烧现象不同；铁丝在空气中不能燃烧，而在纯氧中可以燃烧。你认为其中的原因是什么？氧气的浓度不同相同的物质参加反应，反应物浓度越大，反应越剧烈。观察下列化学变化有何共同点？S+O2SO2点燃Fe+O2Fe3O4点燃C+O2CO2点燃P+O2P2O5点燃氧化物由2种元素组成的化合物，其中一种元素是氧由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应

化合反应(1)定义：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。(2)化合反应通式：A+B+•••→X(3)判断方法：“多变一”（反应物至少为两种，生成物为一种）请你用文字表达式表示出下列物质燃烧的化学变化并写出1、2、3主要的反应现象。1、硫在氧气中燃烧2、红磷在氧气中燃烧3、木炭在氧气中燃烧。4、铝在氧气中燃烧5、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水拓展提高：第三课时氧气的制取氧气的性质氧气的物理性质氧气的化学性质化学性质比较活泼，具有助燃性，不具有可燃性。能与许多物质（非金属、金属单质等）发生反应。常温下是无色无味的气体，低温下可液化成淡蓝色液体，也可凝固成雪花状蓝色固体；不易溶于水；密度比空气略大。（排水集气法）（向上排空气法）一、温故知新S+O2SO2点燃剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出大量热，生成刺激性气味的气体。剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。剧烈燃烧，发出白光，放出大量热，生成使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体。剧烈燃烧，产生白烟，放出大量热，生成白色固体。Fe+O2Fe3O4点燃C+O2CO2点燃P+O2P2O5点燃请写出硫、铁丝、木炭和红磷在氧气中燃烧的表达式以及反应的现象。一、温故知新①空气冷冻分离法原理：利用氧气与氮气的沸点不同二、氧气的工业制法空气

液态空气液氧（沸点－183℃）多次压缩低温蒸发降温氮气（沸点－196℃）－196℃②膜分离技术分离法空气一定压力下有富集氧功能的薄膜富集氧气以上两种工业制氧过程，均为物理变化。制取原理：分解含氧化合物过氧化氢(H2O2)无色液体高锰酸钾(KMnO4)氯酸钾(KClO3)

紫黑色颗粒白色粉末三、氧气的实验室制法三、氧气的实验室制法装置选择：反应装置+收集装置选择发生装置的依据①反应物的状态②反应的条件选择收集装置的依据①生成气体的溶解性②生成气体的密度B.装置：A.原理：发生装置收集装置铁架台烧瓶分液漏斗导管集气瓶水槽三、氧气的实验室制法检查装置的气密性1、手捂（加热）法将导管的出口浸入水中，手握试管等容器，如果观察到有气泡冒出，放手后，观察到导管末端回流一段水柱，表明装置不漏气。2、液差（注水）法从漏斗注入一定量的水，使漏斗下端浸没，塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，继续加水，使漏斗管内的液面高于瓶内液面，停止加水，观察到液面差不变，表明装置不漏气。C.实验步骤：2、转动分液漏斗的活塞，滴加过氧化氢，用排水法收集气体并验证收集的是氧气。1、在分液漏斗中加入20~50毫升15%的H2O2，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2。当打开分液漏斗滴下双氧水时，导管的一端就会冒出气泡，此时能马上收集氧气吗？不能，此时排出的是烧瓶内的空气，等气泡连续均匀产生才能收集。除了用排水法收集氧气外，还可以用什么方法？向上排空气法，因为氧气密度比空气略大。催化剂二氧化锰本身的质量和化学性质在反应前后没有变化。

二不变一变二氧化锰在反应中有什么作用呢？二氧化锰加快了反应的速率试判断：1.使用催化剂可增加生成物的质量。2.不用催化剂就不能发生化学反应。3.使用催化剂能改变化学反应的速度。4.使用催化剂一定能加快反应速度。√×××催化剂不一定加快反应速率，也有减慢反应速率。催化剂在反应中可以参与反应而发生变化，但反应结束时又能转化回原来的物质。催化剂只影响反应速率，不影响最终产量。长颈漏斗的末端必须插入液体，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。长颈漏斗分液漏斗可以控制反应速度及量D.装置变化制取方法2：反应装置：发生装置收集装置实验步骤：1.检查装置的气密性。2.在试管中装入约7克高锰酸钾，并把一团棉花放在试管口，用带导管的橡皮塞塞紧管口，使试管口略向下倾斜，固定在铁架台上。（加热法）防止固体进入导管防止冷凝水回流，炸裂试管防止受热不均，炸裂试管导管伸入不宜太长（1cm左右），便于气体排出3.来回移动酒精灯，使试管受热均匀后将火焰集中在药品处加热。4.当有连续、均匀地气泡冒出后，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里，收集气体。防止水槽中的水倒吸入试管而使试管破裂5.停止加热时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯。6.观察收集到气体的颜色。1、检查装置气密性2、装入药品3、固定试管7、熄灭酒精灯4、点燃酒精灯加热5、收集氧气6、把导管撤离水面查装定点收离熄茶庄定点收利息（