一对一教学-新浙教版-八下科学-第三章第1节-空气与氧气

浙基教育个性化教学授课教案教师：居建忠学生：时间：Ⅰ、授课内容与授课目的分析：知道空气的主要成分，了解组成空气的各主要成分的体积分数。知道氧气的主要物理性质和化学性质。知道氧气的主要用途。学会实验室制取氧气装置的连接方法和气密性检测。学会实验室制取氧气的方法和排水法等收集氧气。知道化合反应和分解反应的概念。知道催化剂的概念。知道工业分离氧气的方法。Ⅱ、教学内容：第三章空气与生命（1）第一节空气和氧气一、空气的成分和利用1、空气发现史1、很久以前，人们认为空气只是单一的某种物质。2、18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别制得了氧气。3、1774年，法国化学家拉瓦锡第一次用实验证明了空气中有氧气和氮气。4、19世纪末，英国物理学家瑞利发现了稀有气体氩，以后各个稀有气体陆续被发现。5、现代科学家经过大量实验发现，空气中除了氧气和氮气，还有氦、氩、氙等这些稀有气体，此外还有少量的二氧化碳、水蒸气，以及其它杂质。2、测定空气中氧气含量的实验（1）磷燃烧的化学方程式：，反应现象是发出白光，产生大量白烟，放热，生成物是白色固体，反应结束后集气瓶内气压减小。（2）等反应结束后，打开导管上的夹子，出现的现象是水沿着导管进入集气瓶，集气瓶内水的体积占集气瓶总体积的1/5。消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为1：4。（3）此实验说明：空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。（4）在实验中测得的实际结果比真实值小，其原因可能是A、红磷量不足；B、装置气密性差；C、未冷却至室温就打开止水夹；D、没有预先在导管中装满水【思考】1、可否换用木炭、硫磺等物质？答：不能用木炭或硫磺（燃烧产生了气体，瓶内体积变化小）。2、可否用镁代替红磷？答：不能用镁，因为镁不但跟氧气反应而且还跟氮气等反应，结果测得的不只是空气中氧气的体积，会远远大于氧气的体积。【例1-1】（10鞍山）空气中含量较多且性质比较活泼的气体是()A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．水蒸气【例1-2】（10金华）某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验，知道P2O5不能随便排放在空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：在由两个注射器组成的密闭系统内共有50空气，如右图。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：（1）实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约_____。

（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是。写出该反应的化学方程式。（3）上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是（写出其中一种）。3、空气的主要成分空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。空气成分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%【例1-3】（10娄底）空气是一种宝贵的资源，空气中体积分数约占21%的是()A．二氧化碳B．氮气C．氧气D．稀有气体4、纯净物和混合物（1）纯净物：由一种物质组成的，“纯净”是相对的，绝对纯净的物质是没有的，只要杂质含量低，不至于对生产和科学研究产生影响的物质就是纯净物。（2）混合物：两种或多种物质组成的，这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持各自的性质。【注意】划分纯净物、混合物的标准是根据物质的种类来划分的。只含一种物质的就属于纯净物，含有几种物质的就属于混合物。【例1-4】（2009呼和浩特）下列说法正确的是（）A、含氧元素的化合物一定是氧化物B、由同种元素组成的物质一定是单质C、由不同种元素组成的纯净物可能是化合物D、由同种分子构成的物质一定是纯净物5、空气是一种宝贵的资源（1）氮气：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质不活泼。（2）稀有气体：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色的光，化学性质很不活泼。氧气①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行等氮气①超导实验车②化工原料③作保护气④食品充氮作防腐剂等稀有气体①作保护气②制多种用途的电光源③激光技术④液氦冷冻机等6、空气的污染及防治（1）造成空气污染的物质：有害气体（一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2））和烟尘（固体颗粒）。（2）污染来源：空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧，石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾气。（3）被污染的空气带来的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。存在的环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起）、臭氧空洞（飞机的尾气、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。（4）防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。（5）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。【例1-5】PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称可吸入肺颗粒物。严重污染空气，造成阴霾天气，危害居民呼吸系统健康，因此成为影响空气质量的重要因素。根据所学知识，下列几个因素中不会影响空气质量，不会造成空气污染的是（）克吸入颗粒物B、二氧化硫C、氮氧化物D、二氧化碳【例1-2】答案：（1）10（2）使注射器内的氧气充分与红磷反应（3）装置漏气，或红磷的量不足，或没有冷却到室温就进行测量等。【基础练习】1、2006年7月A、氧气体积分数大大低于21%。B、氮气体积分数大大超过78%。C、氧气体积分数仍约为21%，但空气稀薄。D、二氧化碳气体含量大大增加。2、（2013自贡）大气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒物称为PM2.5，它容易诱发呼吸道疾病．2012年2月，国务院发布了新的《环境空气质量标准》，下列项目不必列入监测范围的是（）A．氮气 B．二氧化硫 C．一氧化碳 D．PM2.53、（2013烟台）下列关于空气各成分的说法中，错误的是（）A．空气中氧气的体积分数约为21%B．氦气化学性质不活泼，可用于食品防腐C．二氧化碳在空气中的含量增多会引起温室效应，属于空气污染物D．空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应，又被称为“惰性气体”4、如图所示分别是地球和火星的大气组成（体积分数）示意图。下列说法正确的是（）A．地球和火星大气中氧气的体积分数相同B．地球和火星大气中都含有氮气和氩气C．地球和火星大气中二氧化碳体积分数相同D．地球和火星大气中组成完全相5、（2013兰州）如图装置常用来测定空气中氧气的含量。下列对该实验的认识中正确的是（）A．红磷燃烧产生大量白色烟雾B．燃烧匙中的红磷可以换成细铁丝C．该实验可以说明N2难溶于水D．红磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积大于5、金属陶瓷是一种应用于高科技的复合材料，合成方法是将陶瓷（主要成份Al2O3，ZrO2等耐高温材料）和粘结金属（主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属）研磨混匀成型后，高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中。已知Cr、Ti的金属活动性比Fe强，和Zn接近。据此判断，在高温烧结时可以使用的保护气是（）A、氧气 B、氮气或稀有气体 C、空气 D、HCl和水蒸汽6、某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如右图．该同学的实验步骤如下：①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。请回答下列问题：（1）该实验中红磷需稍过量，目的是____________________________________；（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是____________________________；由此可得出空气中氧气的体积分数约为______。由本实验还可推知氮气的哪些性质？试写出一种______________________________。（3）若将红磷换成木炭，该实验能否获得成功_____（填“能”或“否”）？理由是______________________。7、（2007永州）某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（Ⅱ）（选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果。请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：（1）图I实验中观察到的现象是___________________，发生反应的化学方程式为________________________。（2）若用图I装置实验结果是：空气中氧气含量与正常值有明显的偏差，其操作上的原因可能是______________________________________。（3）图Ⅱ实验中（铁架台略去）的操作步骤如下：①点燃酒精灯。②读取注射器活塞的数据。③撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。④将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。你认为正确的实验操作顺序是___________（填序号）。（4）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为______mL刻度处才停止。（5）对照图I实验，你认为图Ⅱ实验有何优点？（回答一点即可）_____________________________。二、氧气的性质1、氧气的物理性质主要有：①常温下无色无味气态；②不易溶于水（所以可以采用排水法收集氧气）；③密度比空气大（所以也可以采用向上排空气法收集氧气）；④液化时呈淡蓝色。⑤凝固时成雪花状蓝色固体。2、氧气的化学性质主要有：（1）与硫反应：其文字表达式是，硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰，在纯净的氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，生成一种具有刺激性气味的气体。其中硫和氧气表示反应物，点燃表示反应条件，二氧化硫表示反应产物。【注意】硫的用量不能过多，防止空气造成污染，用氢氧化钠（）溶液可以吸收生成的二氧化硫。（2）与铁反应：其文字表达式是，铁在氧气为燃烧实验现象是剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体。做此实验之前在瓶底铺一层细砂或装少量水的原因是防止生成物溅落瓶底，使瓶底炸裂。由此可知氧气是一种化学性质比较活泼的气体。与碳反应：（完全燃烧）充分反应其文字表达式为，现象为发出耀眼的白光。其生成物可以使澄清石灰水变浑浊，因此常用澄清石灰水来检验某种气体是否是二氧化碳。【例2-1】下列物质不能在氧气中燃烧的是（）A、氮气B、焦炭C、硫磺D、天然气【例2-2】（2004芜湖）在通常状况下，以下性质为氢气和氧气所共有的是（）A．密度比空气略大 B．没有颜色C．氧化性 D．可燃性【例2-3】（10株洲）下列说法错误的是（）A．木炭在氧气中剧烈燃烧，生成黑色固体B．硫在空气中燃烧，生成有刺激性气味的气体C．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射D．蜡烛燃烧的产物能使澄清石灰水变浑浊【例2-4】（2013淮安）下列各项为小明同学记录的物质燃烧现象，与事实不相符的是（）A．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射B．木炭在氧气中燃烧时，发出白光C．硫粉在氧气中燃烧时，产生淡蓝色火焰D．镁条在空气中燃烧时，发出耀眼的白光【例2-5】（2013黑龙江）下列实验现象描述正确的是（）A．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射B．木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳C．硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰D．红磷在氧气中燃烧产生大量的白色烟雾【例2-6】氧气跟世间万物如影随形。下列关于氧气说法正确的是（）A、氧气从淡蓝色液体变成无色气体发生了化学变化B、硫在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，并有无色刺激性气味气体产生C、氧气可用于动植物呼吸、医疗急救、作燃料切割金属等D、用带火星的木条可以检验氧气三、氧气的制取（1）实验原理①加热分解高锰酸钾：，其中是黑色片状晶体，为绿色晶体，为黑色粉末。②常温下分解过氧化氢：③加热氯酸钾和二氧化锰的混合物：.其中为无色晶体或白色颗粒粉末，为无色晶体或白色颗粒粉末。在②③中只起改变反应速度的作用，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变，这种物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。【注意】①催化剂的“一变”和“两不变”的特点。“一变”是指改变化学反应的速率，“改变”不能片面地理解为“加快”，因为有的催化剂在反应中能减慢反应速率，只有针对某一具体反应，才能说催化剂“加快”或“减慢”其化学反应速率。“两不变”是指催化剂本身的质量和化学性质在化学反应前后不变。“化学性质”不变，不能简单地理解为“性质”不变，因为性质包括“物理性质”和“化学性质”②催化剂具有特定性。二氧化锰在过氧化氢分解时做催化剂，在氯酸钾受热分解反应中做催化剂，但不能说二氧化锰就是催化剂，加热高锰酸钾反应中，二氧化锰就是生成物。③同一个反应，可以有不同的催化剂。如氯酸钾受热分解的反应中，还可以用氧化铁、氧化铜或红砖粉末做催化剂，只不过此反应中，二氧化锰的催化效果更好。④催化剂只能改变化学反应的速率。若反应物的质量一定，加催化剂不能增大或减少生成物的质量。【例3-1】科学证明：空气中的微量臭氧（O3），可抵抗阳光中紫外线对人体的损害。空调和冰箱的制冷剂“氟里昂”是一种氯氟烃（以M代替其化学式），它可破坏臭氧层，其反应过程可表示为：M+O3→MO+O2MO+O3→M+O2。根据所学知识可知氯氟烃在反应中的作用是（）A、催化剂B、还原剂C、氧化剂D、稳定剂（2）实验装置双氧水分解制氧气装置加热高锰酸钾制取氧气装置①反应装置：装置1：适合制取固体加热或者固体和固体混合加热型。注意：试管口应略向下倾斜。目的：防止冷凝水倒流，使试管爆裂。装置2：适合制取固体和液体或者液体和液体反应生成的气体，试管可换成锥形瓶或者圆底烧瓶，广口瓶等。注意：长颈漏斗必须伸入到液面下。目的：防止气体溢出。装置1：固固加热制气装置装置2：固液制气装置②收集装置：排水法收集：适合难溶于水或不易溶于水的气体，例氧气、氢气；向下排空气法：适合密度比空气小的气体，例氢气；向上排空气法：适合密度比空气大的气体，例氧气、二氧化碳。气体密度比较方法：比较它们的相对分子质量。记住空气的近似相对分子质量为29。初中常见气体：排水法向下排空气法向上排空气法【注意】导管应尽量伸到烧瓶底部，目的：排尽空气(3)实验操作（以加热高锰酸钾制取氧气为例）①检查装置的气密性：将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管有气泡冒出，或者手撒开后导管中形成一段水柱，证明装置不漏气。否则应塞紧或更换橡皮塞。②往试管里加药品：把密度大的块状固体或金属颗粒放入容器内，要一横，二放，三慢竖。装入固体粉末时，应一斜，二送，三直立。③把试管固定在铁架台上：铁夹夹在距离试管口1/3处，试管口要低于试管底部（防止冷凝水倒流，致使试管破裂）。④点燃酒精灯加热：先使酒精灯外焰在试管下方来回移动，使试管均匀受热，然后对准试管中药品集中加热。⑤排水法收集氧气：集气瓶内装满水，不留空气，当导管口产生连续的气泡时才开始收集，瓶中水排净，瓶中氧气集满。⑥收集完毕，导管撤出水槽。⑦熄灭酒精灯：当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯，否则水槽中的水会流入试管，引起炸裂。（4）验满方式①排水法（不易溶于水）：瓶中水排净，当集气瓶的一侧有气泡放出时，证明已收集满。②向上排空气法（密度比空气大）：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。【例3-1】收集氧气正确的方法是（）A．排水法，瓶口向上，导管伸入集气瓶底B．排水法，瓶口向上，导管口在集气瓶底部并盖上玻璃片C．排气法，瓶口向上，导管口在集气瓶底部并盖上玻璃片D．排气法，瓶口向下，导管口在集气瓶底部【例3-2】（2004防城港）不能用于实验室收集氧气的装置是（）A、B、C、D、【例3-3】下列收集装置，可以用来收集氧气的是（）A．①③ B．①②③⑥ C．①⑤⑥ D．①②③④【例3-4】有一装置如图，用此装置收集氧气。用排水法收集氧气时，气体应从_____进入，用排气法收集氧气时，气体应从______进入。【例3-5】（10红河）下图是常用的实验装置图，根据所学知识回答下列问题：（1）若用A装置制取氧气，试管中盛放的药品是和（或），发生反应的化学方程式为。（2）通过查阅资料得知，硫化氢是一种有毒的气体，其密度比空气的大，且能溶于水形成氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁（）和稀硫酸混合，在常温下，通过发生反应制得硫化氢（）气体。制取硫化氢气体的发生装置可以选用（填编号），若用C装置收集硫化氢气体，气体应从端通入（填“a”或“b”）。【例3-6】下图是气体发生装置和气体收集装置，其中氧气的制取和收集选用的是（）A、①和③④B、②和④C、①和④D、①②和③⑤【例3-7】（99福州）如图在实验室制取气体的发生装置中，其中有2处错误，分别是____________________、____________________。2、工业上制取氧气工业上需要大量的氧气，常用分离液态空气的方法制取：蒸馏法。原理：沸点不同。这个过程变化是物理变化。3、化合反应与分解反应：化合反应：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。分解反应：由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应叫做分解反应。【例3-8】（2014•浦东新区一模）从如图获取的信息中错误的是（）A．空气是一种混合物 B．该过程为物理变化C．氮气沸点比氧气高 D．氧气由氧分子构成【例3-9】写出下列化学方程式：①铜在氧气中燃烧：；②铝在氧气中燃烧：；③水通电分解：；④CH4在空气中燃烧得到CO2和H2O：以上反应属于分解反应的是，属于化合反应的是。【例3-10】下列变化属于分解反应的是（）A.从空气中分离出氮气 B.硫在氧气中燃烧C.加热高锰酸钾得到氧气 D.蜡烛在空气中燃烧得到二氧化碳和水【例3-11】下列反应中属于化合反应的是（）A、B、C、D、【例3-12】右图有多种功能，如收集气体、洗涤气体、贮存气体等。回答下列问题：（1）气体从a端进入集气，该气体必须具有的性质是。（2）气体从b端进入集气，该气体必须具有的性质是。（3）将此装置倒置后，气体从a端进入集气，该气体必须具有的性质是。（4）将此装置倒置后，气体从b端进入集气，该气体必须具有的性质是。（5）装置中预先盛满水，将水排出贮气，气体从端进入。（6）用水将瓶中贮有的气体排出使用，水从端进入。【例3-13】小雪同学发现家里有一瓶无标签的无色液体，她为了探究它是何种物质，做了如下实验：把此液体编号为A，加热A液体，发现有气体B产生，在A中加入黑色粉末C，稍微振荡，在常温下就能迅速产生气体B，且产生了常温下为液体的纯净物D，而C的质量在反应前后没有改变。她把B收集起来，用带火星的木条伸入盛B的集气瓶中，木条剧烈燃烧。如把黄色粉末E点燃后放入盛B的集气瓶中，能剧烈燃烧，生成一种无色有刺激性气味的气体F。（1）根据小雪的实验，分析A、B、C、D、E、F分别是什么物质。写出各物质的名称或符号：A、B、C、D、E、F。（2）在横线上写出题中所发生反应的文字表达式，并从反应物和生成物种类的角度看各属于什么类型的反应，把反应类型写在括号内。（）；（）；（）。Ⅲ、本次课后作业内容：1、各校开运动会的田径项目比赛都要用到发令枪，枪响后，看到有白烟产生。该白烟的主要成分是（）A、二氧化硫B、二氧化碳C、一氧化碳D、五氧化二磷2、一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物，它是无色气体，难溶于水、密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮。在实验室中，收集一氧化氮时可选用的收集方法是（）A、排水集气法B、向上排空气集所法C、向下排空气集气法D、排水集气法或向上排空气集气法3、近年来，在东北、华东地区持续发生多起扬沙和沙尘暴天气，造成这一现象的重要原因之一是（）A、大气污染的结果B、植被遭受破坏的结果C、火山爆发的结果D、土壤污染的结果4、实验室用高锰酸钾制取氧气时有如下操作步骤：①加热，②检查装置的气密性，③装药品，④用排水集气法收集，⑤从水槽中取出导气管，⑥熄灭酒精灯，⑦连接仪器。其中操作顺序正确的是（）A、①⑦③②⑤④⑥B、⑦②③①④⑤⑥C、⑤⑦③②①④⑥D、⑦③①②④⑥⑤5、把下列符合题意要求的物质名称写在横线上：二氧化碳、二氧化硫、高锰酸钾、氧气、四氧化三铁、五氧化二磷、氧化铝、稀有气体、过氧化氢溶液。（1）通常用作保护气和通电时发出有色光的是；（2）铁在氧气中燃烧的产物是；（3）白色固体物质有；（4）能供呼吸，支持燃烧的物质有；（5）能使澄清石灰水变浑浊且参与植物光合作用的是；（6）有刺激性气味且对空气构成污染的气体是；（7）绿色化学又称环境友好化学，其核心就是要利用化学反应原理从源头消除污染。上述物质中能用于制取氧气，且其反应具备绿色化学的某些特点的是。6、阅读下列科普短文，然后回答问题。臭氧的化学式是O3，在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定，一旦受热极易转化成O2，并放出大量的热，臭氧的氧化能力比氧气（O2）强得多。若将O2通过臭氧发生器，在无声放电条件下，从臭氧发生器出来的O2中含有3%的O3。臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面25km处有一个厚度极薄的臭氧层。臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害。它是一切生命的保护层。超音速收音机排出的废气中的一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、一氧化氮（NO）等气体、家用电冰箱中使用的制冷剂“氟里昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而使更多的紫外线照射到地球表面，导致皮肤癌的发病率大大增加，如不采取措施，后果不堪设想。（1）将