9458354人教版九年级化学暑假衔接课 02 空气和氧气 提升讲义（含解析）

空气和氧气一、内容概述第二单元的空气和氧气，了解了空气的成分，掌握混合物、纯净物等有关知识，对物质的性质变化、氧气的物理性质、化学性质也进行了深入的掌握，了解关于空气污染及污染防治的知识二、重点知识归纳及讲解（一）空气的成分空气成分示意图（体积分数）按体积分数计算，大约是：氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。拉瓦锡通过实验得出了空气由氮气和氧气组成的结论，其中氧气约占空气总体积的1/5。1、空气中氧气体积分数的测定该实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷白色固体，同时容器内压强减小，可以通过容器内水面的上升高度来确定空气中氧气的体积分数。2、实验的注意事项①药品不能选用炭、硫、铁等物质。因为炭、硫燃烧后有气体生成，容器内压强变化不大，烧杯中的水不能进入；铁在空气中不能燃烧。②红磷要足量，避免容器内有氧气剩余。③装置的气密性要良好，避免因装置气密性不严进入空气而影响测定结果。（二）混合物混合物是由两种或多种物质混合而成的。这些物质相互间没有发生化学反应，混合物中各纯净物保持着各自的性质。例如，空气是由氮气、氧气等多种物质组成的混合物，但氮气或氧气仍保持着各自的性质。（三）纯净物纯净物是由一种物质组成的。例如：氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等都是纯净物。洁净的物质不等于纯净物，如净化后的自来水仍是混合物，洁净的空气也是混合物，它是由氮气、氧气等多种气体组成的。（四）氮气氮气是一种无色、无味的气体，它的熔点和沸点都很低。氮气是制硝酸和化肥的重要原料；氮气的化学性质很不活泼，是一种常用的保护气，如焊接金属时用氮气作保护气，灯泡中充入氮气以延长使用寿命，食品包装时充氮气以防腐；医疗上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显示超导性能。（五）稀有气稀有气体是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气这几种气体的总称，它们都是无色、无味的气体，性质很不活泼，曾叫做惰性气体。由于稀有气体的性质很不活泼，常用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充入稀有气体以使灯泡耐用。由于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，还可用于激光技术等。（六）保护空气空气是一种宝贵的自然资源，洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，如全球气候变暖、臭氧层被破坏和形成酸雨等。1、污染物排放到空气中的粉尘和有害气体（二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳）。2、污染防治的方法加强环保意识，使用低污染、节能型燃料替代强污染材料，积极植树、造林、种草等。3、环境污染①温室效应导致全球温度升高，产生温室效应的主要气体有二氧化碳、甲烷等。②酸雨导致土壤、河流的酸性增强，产生酸雨的主要气体有二氧化硫、二氧化氮等。③臭氧层被破坏导致紫外线辐射增强，使人易患皮肤癌，破坏臭氧层的主要物质有氟利昂、CCI4等。④焚烧垃圾会产生许多有害气体，污染空气，所以对假冒香烟、光盘子等进行辗碎后再加利用的绿色销毁方式。⑤白色污染主要指白色塑料袋、方便饭盒的随意丢弃。（七）化学常识1、物理性质物理性质是指颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等不需发生化学变化就能表现出的性质。例如，氮气是一种无色、无味的气体，其熔点和沸点都很低。2、化学性质物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质，如可燃性、稳定性、还原性、氧化性等都属于化学性质。化学性质需要发生化学变化才能表现出来，如氢气具有可燃性，此性质只有在氢气燃烧这一化学反应中才能表现出来，因此是化学性质；而物理性质则是可以被感知和能测量的物理量。3、化学变化变化时生成了其他的物质的变化则叫化学变化，也叫化学反应。例如，木柴的燃烧、钢铁生锈都生成了新物质，都是化学变化。在化学变化过程中除生成其他物质外，还伴随发生一些现象，如放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等，这些现象常常可以帮助我们判断有没有化学变化发生，但并不是变化的本质。4、物理变化没有其他物质生成的变化叫做物理变化。例如，液态水受热气化成水蒸气是物理变化。物理变化与化学变化的本质区别在于是否有其他物质生成。例如，硫燃烧生成二氧化硫是化学变化，电灯通电发光时没有其他物质生成是物理变化。物理变化与化学变化又有联系，在发生化学变化的过程中同时发生物理变化，但在物理变化的过程中不一定发生化学变化。（1）不要把化学变化的现象当成判断物理变化和化学变化的依据。（2）物质的变化和物质的性质的区别物质的变化，无论是物理变化还是化学变化，均指一个动态的过程，而物质的性质，无论是物理性质还是化学性质，均指物质特有的属性。5、氧气的物理性质在通常状况下，氧气是无色、无味的气体，不易溶于水，在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，比空气的略大，在压强为101kPa时，氧气在约-183℃时变为淡蓝色液体，在约-218℃时变成雪花状的淡蓝色固体。6、氧气的化学性质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，物质与氧气反应现象的比较见下表。三、难点知识剖析（一）“光”、“焰”、“雾”和“烟”的用法固体物质燃烧时发光，如镁在空气中燃烧时发出耀眼的强光；气体物质燃烧产生火焰，如一氧化碳在空气中燃烧，产生蓝色火焰；大量小液滴分散在气体中产生雾，如氯化氢气体在空气中与水蒸气结合形成盐酸小液滴，分散在空气中而产生酸雾；大量固体小颗粒分散在气体中产生烟，如五氧化二磷小颗粒分散在空气中形成白烟。（二）氧气的用途氧气的性质决定了氧气的用途，氧气的重要用途是供给呼吸和支持燃烧，氧气还可以用于气焊、气割、作液氧炸药、火箭推动剂等。做铁丝或铝箔在氧气中燃烧的实验时，要注意以下问题：1、铁丝要光亮，因为铁丝表面通常有一层铁锈，不利于燃烧。2、铁丝绕成螺旋状，这样可以增大铁丝与氧气的接触面，有利于铁丝在燃烧时温度集中，使反应顺利进行。3、铁丝的一端系上一根火柴，这样会给铁丝预热，便于铁丝燃烧。4、待火柴即将燃尽时再将铁丝伸入集气瓶中，这样可避免火柴消耗氧气而影响实验结果。5、要预先在集气瓶的底部放少量的水或细沙，以防生成的融熔物炸裂集气瓶的底部。结论：氧气能支持燃烧，氧气具有氧化性，是一种常见的氧化剂。氧气的助燃性和能供给呼吸实际上也是氧气的氧化性；氧气具有助燃性，而不具有可燃性。（三）化合反应化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，形如A＋B→C。同步练习【基础巩固】1.二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验得出了空气是由_____________和_____________组成的，其中_____________约占空气总体积的1/5，_____________约占空气总体积的4/5。2.空气是由多种成分组成的_____________，空气的成分按_____________计算，大约是：氮气_________，氧气_____________，稀有气体_____________，二氧化碳_____________，其他气体和杂质_____________。3.纯净物由_____________物质组成，混合_____________物由物质组成。4.随着工业的发展，排放到空气中的_____________和_____________对空气造成了污染，“温室效应”“酸雨”“臭氧层空洞”等都是空气污染引发的环境问题。5._____________、_____________、_____________、_____________、_____________等气体总称为稀有气体。它们一般_____________其他物质发生化学反应。人们利用这种性质，在一些工业生产中，常把它们用作_____________。稀有气体在通电时会发出_____________，因此它们在_____________中有特殊的应用。6.在标准状况下，氧气是一种_____________色、_____________气味的气体。它的密度比空气_____________，_____________溶于水。液态氧的颜色是_____________。7.氧气的化学性质_____________，能与许多物质起反应。氧气具有_____________，是常用的_____________。氧气能支持燃烧，带有火星的木条在氧气中能_____________。8.化合反应是由两种或两种以上物质生成_____________的反应，是化学反应中的一种基本反应类型。氧化反应是物质跟_____________发生的反应，不仅仅是跟氧气。9.(1)做铁丝在氧气里燃烧的实验时，预先要在集气瓶里装少量水或铺一层细沙，目的是_____________。(2)写出下列反应的文字表达式①铁丝在氧气中燃烧：_______________________________________；②实验室用加热高锰酸钾的办法制取氧气：_______________________________________；③蜡烛在空气中燃烧：____________________________________________________。【能力提升】1.在治理城市空气污染中所采取的措施不正确的是（）A．焚烧落叶B．增加绿地面积C．减少用煤作燃料D．汽车改用清洁燃料2.你能通过哪些现象说明空气的存在？3.实验装置如图2-5所示，甲、乙两个集气瓶用导管连接，玻璃管A的下端紧系一只气球。将此装置放置在阳光下一段时间后，可能观察到的现象是____________；产生这些现象的原因是_______________________。图2-54.市场上销售的香肠、盐水鸭、榨菜、豆腐干等食品，常采用真空包装，真空包装的目的是除去空气，使大多数微生物因缺少_________气而受到抑制，停止繁殖，同时防止食品发生缓慢_________而变质。茶叶、肉松、膨化食品等常采用真空充气包装，即将仪器装入包装袋，抽出袋内空气，再充入防止食品变质的气体，然后封口，真空充气包装能使食品保持原来的色香味及营养价值，防止食品受压而破碎变形。提出问题：充入食品包装袋中的气体是什么？猜想与验证：可能是N2，实验初步验证的方法及现象：___________________________。充入的气体还可能是：①_________；②_________。5.为了保护空气，某市将市区汽车排气管装上三效催化转换器，目的是使碳氢化合物迅速转化为二氧化碳和水；氮的氧化物转变为氮气，从而使汽车尾气得到净化。关于这两个目的所涉及的物质变化，说法正确的是（）A.均为物理变化B.均为化学变化C.前者为物理变化，后者为化学变化D.前者为化学变化，后者为物理变化6.家庭养鱼用的鱼缸内，常放入一种送气装置，使用时会连续不断地冒出气泡，请你分析这套装置的作用是什么？__________________。它说明氧气具有哪些性质？__________________。7.现有A、B、C、D四种物质。A是无色、无味的气体。B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种无色有刺激性气味的气体C。D是一种无色的气体，把D通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。试判断A、B、C、D各是什么物质，请将答案填在空格内。A_________，B_________，C_________，D_________。【中考模拟】1、含有硫的煤在火炉中不完全燃烧时，排放出的下列气体组合中都属于大气污染气体的是（）A．SO2、CO2B．CO2、CO、SO2C．CO、CO2D．CO、SO22、下列物质排放到空气中，不会造成空气污染的是（）A．汽车排放的尾气B．焚烧垃圾产生的气C．化工厂排放的废气D．动植物呼吸排出的气体3、下列有关实验现象的描述，不符合事实的是（）A．蜡烛在氧气里燃烧发出白光B．红磷在空气中燃烧产生大量的白烟C．镁带在空气中燃烧发出耀眼白光D．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰4、有两瓶无色气体，它们分别是二氧化碳和氧气，有多种方法可将它们区别开来。请你模仿示例要求，列举两种鉴别方法。示例：用带火星的木条分别插入瓶口下，复燃的是氧气，熄灭的是二氧化碳。方法1：_________________________________。方法2：_________________________________。5、下图是测定空气中氧气含量的实验装置，请根据实验回答问题：（1）先用弹簧夹夹住乳胶管，将燃着的红磷立即伸入盛有少量水的集气瓶中，并把塞子塞紧,可观察到的实验现象是什么?待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,又可观察到什么现象?（2）燃烧结束后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气。由本实验可推知氮气的物理性质和化学性质是什么？6、新电灯泡的玻璃柱上涂有一点暗红色物质，以除去灯泡内残留的氧，该物质应该选用（）A．氧化亚铜B．红磷C．氧化铁D．铜粉7、在进行“空气中的氧气会减少耗尽吗”辩论中，该小组为正方（空气中的氧气会减少耗尽）。下列论点不应成为正方论据的是（）A．汽车越来越多，消耗的氧气越来越多B．有证据表明，在远古时代的原始空气中氧气含量高达30%C．限制二氧化碳的排放是目前各国政府的重要环境政策D．地球人口增多其呼吸和使用的燃料越来越多8、下列关于空气的说法中，错误的是（）A．工业上利用氧气和氮气的沸点不同，从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化B．空气是一种十分重要的天然资源C．若大量有害物质进入空气中，仅靠大自然的自净能力，大气还能保持洁净D．按体积分数计算，空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%9、下列关于实验现象的描述中，不正确的是（）A．木炭在氧气中燃烧发出白光B．红磷在氧气中燃烧产生大量白色烟雾C．硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰D．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射10、右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是（）A．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5B．实验时红磷一定要过量C．实验前一定要检验装置的气密性D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹参考答案：空气和氧气答案【基础巩固】1、思路解析:本题考查化学史和空气的基本组成常识。答案：氮气氧气氧气氮气2、思路解析:本题考查基础知识。适合预习后进行自我测试。答案：混合物体积分数占78%占21%占0.94%占0.03%占0.03%3、思路解析:考查对纯净物和混合物的理解。答案：一种多种4、思路解析:空气中的污染物主要是二氧化硫等有害气体和灰尘等颗粒状物质。答案：有害气体烟尘5、思路解析:本题考查惰性气体的性质及用途。答案：氦氖氩氪氙不与保护气不同颜色的光灯具制造业6、思路解析：本题考查氧气的物理性质。答案：无没有略大不易淡蓝色7、思路解析：本题考查氧气的基本化学性质：可以支持燃烧。答案：比较活泼氧化性氧化剂复燃8、思路解析：本题考查化合反应和氧化反应的概念。能够提供氧元素的是氧气或含氧化合物。答案：另一种物质氧9、思路解析：本题考查铝丝在氧气中燃烧，生成氧化铝，放出大量的热。玻璃容器容易炸裂，必须垫上一层水和细沙；考查氧气的制备和蜡烛燃烧等的反应文字表达式。答案：(1)防止生成的四氧化三铁炸裂集气瓶(2)①铁+氧气四氧化三铁②高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气③石蜡水+二氧化碳【能力提升】1、思路解析：这是一道有关空气污染的考题。增加绿地面积，可以增加光合作用，把二氧化碳转化为氧气；少用煤作燃料，可以减少二氧化硫的排放；汽车改用清洁燃料，可减少有毒气体的排放；焚烧落叶，会产生大量烟污染空气。答案：A2、思路解析：本题属于开放性题目。旨在通过对生活常识的了解和化学课堂了解的有关知识进行解答。答案：风吹草动、扇扇子感到有凉风、空瓶子投入水中产生气泡等都可以作为答案3、思路解析：该装置原理与教材空气中氧气含量测定实验原理相似。白磷受阳光照射一段时间后，温度升高，一旦达到其着火点后，便可自燃，耗掉装置中的氧气，体系压强便低于大气压强，于是在大气压的作用下，甲瓶中的气球便自动膨大。答案：乙瓶内白磷自燃；产生白烟，冷却后瓶壁上有白色固体出现；甲瓶中气球自动膨大白磷受阳光照射一段时间后，温度升高，一旦达到其着火点后，便可自燃，耗掉装置中的氧气，体系压强便低于大气压强，于是在大气压的作用下，甲瓶中的气球便自动膨大4、思路解析：这是一道与生活紧密相关的题目。考查的是食品的防腐问题。（1）是采用真空包装，使微生物不能繁殖，使食品缺少氧气而不能发生缓慢氧化而变质；（2）是采用充气包装，充入的气体必须无毒、不与食品发生反应，且易得、廉价的气体，N2是最好的选择，氧气、氮气都是空气的主要成分，空气是宝贵的自然资源。答案：氧氧化（2）将燃着的木条伸入该气体中，火焰熄灭，将该气体通入澄清的石灰水，石灰水不变浑浊①CO2②N2和CO25、答案：B6、答案：向鱼缸内送氧气氧气不易溶于水，可供给呼吸7答案：氧气硫磺二氧化硫二氧化碳【中考模拟】1、答案：D解析：煤的主要成分是碳，另外还含有少量硫等杂质。煤不完全燃烧，除产生CO2、SO2等气体外，还产生一定量的CO。SO2、CO是有毒气体，排放到空气中会污染大气。若选B，则是错解题意，CO2过量排放虽对空气质量有影响，但它不是空气污染物。2、答案：D解析：污染空气的主要是有害气体（CO、NO2、SO2等）和可吸入颗粒，产生原因是汽车尾气、工厂废气的排放及含硫煤、垃圾等物质的燃烧。