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文档简介
TOPICTHREE主题三身边的化学物质课时05空气氧气考点知识梳理1.空气的成分考点一空气的成分、用途及保护空气成分氮气氧气稀有气体
其他气体和杂质体积分数
0.94%0.03%0.03%[特别提示]空气成分含量是指体积分数,而非质量分数。78%21%二氧化碳考点知识梳理2.氮气与稀有气体的性质和用途氮气稀有气体(有
、
、氩气等)
物理性质无色无味的气体,比空气密度略
,
溶于水
稀有气体都是无色无味的气体,难溶于水,通电会
化学性质在常温下化学性质
;但在一定条件下,能与某些物质发生化学反应
性质稳定,一般不与其他物质反应,故又叫作惰性气体用途①用作保护气(焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐)②制硝酸和化肥的重要原料③医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术①用作保护气(焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用)②用作光源(如航标灯、霓虹灯等)③用于激光技术④氦气充灌探空气球,原因:
、
氦气氖气小难产生各种颜色的光稳定密度小化学性质稳定考点知识梳理3.空气的污染与防治空气污染物及来源①固体:粉尘(可吸入颗粒物);②气体:
、
、氮氧化物这些气体主要来自
、汽车尾气和工厂废气
空气污染的危害①臭氧空洞;②温室效应;③酸雨:
和
是形成酸雨的主要原因,只有雨水的pH
时才可被认定是酸雨
防治措施①加强空气质量监测;②减少污染物的产生,如使用
能源、改变能源结构,治理工厂废气和汽车尾气;③有效转化有害物质,如积极
、种草等,提高空气自净能力
二氧化硫一氧化碳化石燃料的燃烧NO2SO2<5.6清洁植树造林考点知识梳理[特别提示]①目前列入空气污染指数的项目有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物;空气污染指数越小,空气质量越好。②可吸入颗粒物指PM2.5(超细微粒)、PM10(飘尘)。③CO2虽会导致温室效应,但不是空气污染物。考点知识梳理考点二空气中氧气含量的测定实验1.实验装置(如图5-1所示)图5-12.实验原理:利用红磷的燃烧,把集气瓶中的
消耗掉,使集气瓶内的气压
,在外界大气压的作用下,水被压入集气瓶中,进入集气瓶中的水的体积就等于原集气瓶中减少的
的体积。该反应的化学方程式可表示为
。
氧气减小氧气考点知识梳理3.实验步骤(1)连接装置,并检查装置的气密性。(2)点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并塞紧塞子。(3)待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。4.实验现象:红磷燃烧放出热量,产生
,
冷却后打开弹簧夹,水沿导管进入集气瓶,体积约为原集气瓶液面以上容积的
。
5.实验结论:(1)氧气约占空气总体积的
。
(2)氮气
水,且不能燃烧也不支持燃烧。
白烟难溶于考点知识梳理6.误差分析(1)进入集气瓶中水的体积小于集气瓶内原空气体积的原因有:①
,集气瓶内的氧气没有被完全消耗,测量结果会偏小。
②
,集气瓶外的空气进入集气瓶,测量结果会偏小。
③
,集气瓶内的空气受热膨胀压强偏大,测量结果偏小。
④实验前导管中没有先注满水,当红磷燃烧并冷却后,进入的水会有一部分残留在导管中,导致测量结果偏小。红磷的量不足装置漏气未冷却至室温就打开弹簧夹考点知识梳理(2)进入集气瓶中水的体积大于集气瓶内原空气体积的原因有:①点燃红磷后没有迅速伸入集气瓶中或者塞塞子的动作太慢,装置内空气
,导致进入水的体积偏大。
②如果弹簧夹未夹紧,红磷燃烧时瓶内
顺着导管逸出,测量结果会偏大。
7.在集气瓶底加水的目的:
和
。
8.药品选择(1)可燃物在空气中
,所以不能用铁丝代替红磷。
(2)可燃物只能与
反应,所以不能用镁代替红磷,原因:镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应,这样不仅消耗氧气,还消耗了氮气和二氧化碳,使测量结果偏大。
受热逸出气体受热吸收红磷燃烧生成的五氧化二磷降温能燃烧氧气考点知识梳理(3)可燃物与氧气反应生成
,不能生成气体,否则容器内压强几乎不变,水面不会有变化。所以若用碳或硫作可燃物,则要将集气瓶中的水替换成
溶液,以吸收产生的气态产物。
(4)用加热足量铜丝或铁丝生锈等方法测定空气中氧气含量,反应更充分,误差更小。9.装置改进改进的思路:一是有利于减小误差,使测定结果更精确;二是使实验装置更简单,操作更方便;三是力求更环保。图5-2固体碱(如NaOH)考点知识梳理考点三氧气的性质1.物理性质:通常状况下,氧气是
色
味的气体,
溶于水,密度比空气
,液态或固态时颜色变为
色。
2.化学性质:氧气是一种化学性质
的气体,具有
性和
性。
无无不易略大淡蓝比较活泼氧化助燃考点知识梳理类别物质在氧气或空气中燃烧的现象化学方程式非金属单质碳在空气中:木炭红热,无烟,无焰在氧气中燃烧:①发出
;②放出热量;③生成能使澄清石灰水变
的气体
在少量空气中发生不完全燃烧
硫①在空气中燃烧发出微弱的
色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的
色火焰;②放出热量;③生成一种
气味的气体
磷①产生大量
;②放出热量
氢气①发出
色火焰;②放出热量;③倒扣在火焰上方的烧杯内壁出现
白光浑浊淡蓝蓝紫刺激性白烟
淡蓝水珠考点知识梳理类别物质在氧气或空气中燃烧的现象化学方程式金属单质铁在空气中,铁丝只发生红热,不能燃烧在氧气中燃烧:①剧烈燃烧,
;②放出热量,③生成一种
色固体
镁①在空气中燃烧发出
;②放出热量;③生成一种
色固体
铜在空气中加热,表面变成
色
火星四射黑耀眼的白光白黑考点知识梳理类别物质在氧气或空气中燃烧的现象化学方程式氧化物一氧化碳①在空气中燃烧发出
色火焰;②放出热量;③生成一种使澄清石灰水
的气体
有机物甲烷①在空气中燃烧发出明亮的
色火焰;②放出热量;③生成一种使澄清石灰水
的气体,倒扣在火焰上方的烧杯内壁出现
蓝变浑浊蓝变浑浊水珠(续表)考点知识梳理[特别提示]①硫燃烧实验中,集气瓶底部要放少量水或碱溶液,以吸收有害的SO2。②铁丝燃烧实验中,在集气瓶底部预先放少量水或铺一层细沙,以防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。③现象描述:a.分清是在空气中还是在氧气中;b.区分“烟”和“雾”“火焰”和“光”;c.描述实验现象时不要出现生成物的名字。考点知识梳理考点四氧气的实验室制取1.氧气的实验室制取药品过氧化氢、二氧化锰①高锰酸钾②氯酸钾、二氧化锰反应原理
①
②
发生装置
不加热型
加热型
固液固体考点知识梳理药品过氧化氢、二氧化锰①高锰酸钾②氯酸钾、二氧化锰收集装置
(不易溶于水且
(密度比空气略大,不与水反应)
无毒,且不与空气
中其他成分反应)验满①排水法:看到集气瓶口有
逸出就证明已集满
②向上排空气法:将带火星的木条放在
,若
,证明已收集满
检验将带火星的木条
,若
,证明收集的气体是氧气
大气泡集气瓶瓶口木条复燃伸入集气瓶中木条复燃(续表)考点知识梳理2.高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项查、装、定、点、收、离、熄(谐音可记为:茶庄定点收利息)(1)查:连接好仪器,并检查装置的
。
(2)装:将药品平铺在试管底部,用高锰酸钾制取氧气时还需在试管口塞一团
,以防止
;再塞紧带导管的橡胶塞,且伸入试管中的导管稍稍露出橡胶塞,为了
。
(3)定:固定试管,试管口略向
倾斜,防止
。
(4)点:点燃酒精灯,先移动
使试管均匀受热,再集中对药品加热。
(5)收:用排水法收集时,应在
时,再开始收集。
(6)离、熄:排水法收集完毕先
,再
,防止
。
气密性棉花加热时高锰酸钾粉末随气流进入导管便于气体排出下冷凝水倒流炸裂试管酒精灯气泡连续均匀冒出将导管移出水面熄灭酒精灯水倒吸造成试管炸裂考点知识梳理3.工业制备氧气利用液态氧和液态氮的
不同,采用分离液态空气的方法。此过程发生
变化。
[特别提示]①用向上排空气法收集气体时,导管要伸入集气瓶底部,否则不利于空气排出,使收集到的气体不纯。②用排水法收集氧气时,导管应刚好伸入集气瓶口即可,过长时不利于水的排出,不易收集满。沸点物理考点知识梳理考点五催化剂和催化作用催化剂是指在化学反应中能
其他物质的
,而本身的
和
在反应前后都没有改变的物质。即“一变两不变”。催化剂在化学反应中所起的作用叫作
。
[特别提示]①催化剂只改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,也不能决定反应是否进行。②在化学反应前后,催化剂本身化学性质没变,物理性质可能会变。③催化剂改变化学反应速率,既包括加快,也包括减慢。④催化剂在化学反应前后不改变,在反应过程中有可能改变。⑤不同的化学反应有不同的催化剂,同一化学反应也可能有几种催化剂。改变化学反应速率质量化学性质催化作用考点知识梳理化学方程式网络构建图5-3①
;
②
;
③
;
考点知识梳理④
;
⑤
;
⑥
;
⑦
;
⑧
;
⑨
;
⑩
;
;
;
;
;
高频考向探究例1
[·怀化]有关空气中各成分的说法不正确的是(
)A.空气中N2的体积分数为78%B.O2的化学性质比较活泼,具有可燃性C.CO2是绿色植物进行光合作用的原料之一D.稀有气体化学性质稳定,可用作保护气类型一空气的成分、用途以及保护[答案]B[解析]空气主要是由氮气和氧气组成的,其中氮气的体积分数为78%,A正确;氧气的化学性质比较活泼,但是没有可燃性,B错误;光合作用的原料是二氧化碳和水,C正确;稀有气体,又称为惰性气体,化学性质稳定,可以用作保护气,D正确。高频考向探究例2
[·福州]请沿用科学家认识事物的方式认识“空气”。(1)从分类角度:空气属于
(填“混合物”或“纯净物”)。
(2)从微观角度:用“
”表示氮原子,“
”表示氧原子。①用“
”可表示的微粒是
(填名称)。
②同温同压下,气体的体积比等于分子数目比。若空气中其他成分忽略不计,图5-4中可表示空气微观模型的是
(填序号)。
图5-4高频考向探究(3)从变化角度:已知:常压下,氮气沸点为-196℃,氧气沸点为-183℃。将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口,观察到的现象是
。将该烧杯放置一段时间后,液态物质剩余约体积,其主要成分是
。
(4)从应用角度:利用空气制取氮肥的流程如图5-5所示。图5-5①Ⅰ中参加反应的单质甲为
。
②Ⅱ中反应的化学方程式为
。
③物质所含元素化合价发生变化的反应称为氧化还原反应。反应Ⅲ
(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(5)从环保角度:下列保护空气措施合理的是
(填序号)。
A.工厂通过加高烟囱直接排放废气B.推广使用乙醇汽油代替普通汽油C.提倡步行、骑自行车等“低碳”出行方式高频考向探究高频考向探究[解析](2)空气中氮分子与氧分子的个数比大约是4:1。(4)根据题中的信息,单质甲是氢气;Ⅱ中反应是氨气和氧反应生成一氧化氮和水,条件是催化剂和高温;反应Ⅲ中氮元素的化合价由+2变为+5,氧元素的化合价由0变为-2,所以该反应是氧化还原反应。高频考向探究例3
[·福州]空气中氧气含量测定的再认识。实验回顾图5-6甲是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。类型二空气中氧气含量的测定实验图5-6高频考向探究(1)写出红磷燃烧的化学方程式:
。
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内
减小,烧杯中水倒吸入集气瓶。若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量。
问题提出有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测量结果与理论值误差较大。实验改进Ⅰ.根据铁在空气中生锈的原理设计图乙实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。Ⅱ.测得实验数据如下表:高频考向探究测量项目实验前实验后烧杯中水的体积烧杯中剩余水的体积集气瓶(扣除内容物)和导管的容积体积/mL80.054.5126.0交流表达
(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2],写出该反应的化学方程式:
。
(2)根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是
(计算结果精确到0.1%)。
(3)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:①
;
②
。
高频考向探究高频考向探究类型三氧气性质【夺分攻略】实验现象描述物质在空气或氧气中的现象描述①发光:发出××色的光(火焰)②放热:放出热量③产物色、味、状态:生成××色(味)气体/固体(大量白烟)现象描述的注意事项①区分“光”和“火焰”:气体燃烧有火焰,固体燃烧一般发光②区分“烟”和“雾”:一般生成物为液体是雾,固体为烟③区分反应物浓度:在氧气中燃烧更剧烈④区分现象与结论:能直观感受到的如色、味、状态等为现象,生成物名称出现时为结论高频考向探究例4[·漳州一检]下列现象描述错误的是 (
)A.木炭在空气中燃烧,发出白光B.铁丝放入硫酸铜溶液中,表面覆盖一层红色物质C.红磷在空气中燃烧产生浓厚的白烟,放出大量热D.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体
A高频考向探究变式
某同学对硫在氧气中燃烧的实验做了如图5-7所示的改进。(1)硫在氧气中燃烧时火焰为
色。
(2)硫燃烧产生的SO2可以溶解在NaOH溶液中,该反应与CO2溶解在NaOH溶液中的反应相似,该反应的化学方程式为
。
(3)下列鉴别SO2和CO2的方法正确的是
(填序号)。
A.观察两种气体的颜色B.闻两种气体的气味C.将两种气体分别通入氢氧化钠溶液中,观察(4)该改进实验的最大优点是
。
图5-7高频考向探究[解析](1)硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰,生成一种具有刺激性气味的气体二氧化硫。(3)SO2和CO2都是无色气体,都能与氢氧化钠反应,但都没有明显现象。(4)二氧化硫能溶于水且能与NaOH反应,所以瓶底部的水和瓶口的NaOH的作用都是吸收生成的有毒气体二氧化硫,防止其污染空气。高频考向探究类型四氧气的实验室制法例5
请根据下列实验装置回答问题。图5-8高频考向探究(1)写出仪器的名称:①
,②
。
(2)选用A装置利用加热高锰酸钾的方法来制取氧气,细心的同学发现导管口缺少了一团棉花,放棉花的作用是
。若同时采用C装置来收集氧气,则实验结束的时候应该先将
,再
,否则水槽内的冷水会倒吸至试管,使试管炸裂。
长颈漏斗锥形瓶防止加热时高锰酸钾粉末进入导管导管移出水面停止加热(3)用D装置收集O2,
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