第三单元我们周围的空气。
第一节空气的成分。
一.空气的组成。
空气的成分(体积分数):
二.空气中氧气的体积分数的测定。
1.燃烧物的选择:能在空气中只与氧气反应且没有气体生成。(铜丝、红磷、白磷等)
2.用加热铜丝的方法测定空气中氧气的体积分数。
(1)实验原理:2cu+o2加热2cuo
(2) 实验现象:加热一段时间后,红色的铜粉变为黑色;冷却到室温后,注射器内空气体积减少到原来的4/5。
(3)实验结论:①空气中,氧气约占总体积的1/5;
该实验证明空气是由多种物质组成的混合物;
该实验证明,剩余的气体(主要是氮气)化学性质稳定,不能与铜丝反应。
(4)注意事项:
①实验前要检查装置的气密性。
②铜丝必须过量,保证氧气被反应完全。
③加热时间要足够,保证铜丝与氧气充分反应。
反应结束后,要等到装置冷却到室温后,再读取反应后注射器内空气的体积。
(5)误差分析:
①装置漏气,结果偏大。
②铜丝用量不足,结果偏小。
③加热温度达不到反应温度,结果偏小。
④加热时间太短,反应不充分,结果偏小。
⑤反应结束后,没有等到装置冷却到室温就开始读数,结果偏小。
三.空气是一种重要资源(热点)
1.法国化学家拉瓦锡首次用自制的天平定量研究了空气的组成,发现了空气是由氧气和氮气组成的。
2.工业上制取氧气的方法:分离液态空气法。
原理:氧气的沸点比氮气高,氮气先从液态空气中蒸发出来,剩下的就是液态氧气。
流程:3.氧气的用途:供给呼吸,支持燃烧。
4.氮气:通常情况下,氮气是无色、无味的气体,不溶于水;不燃烧也不支持燃烧,不能供给呼吸,化学性质比较稳定,通常情况下不能和其它物质反应。
用途:①工业上生产硝酸和化肥;②食品包装时,常充入氮气作防腐剂;③液氮常作制冷剂。
5.稀有气体:一般情况下,都为无色无味的气体。化学性质非常稳定,又叫作“惰性气体”。
用途:①由于稀有气体通电时,能发出不同颜色的光,填充在灯泡中,用于制造霓虹灯等多种用途电光源;②可用于焊接金属的保护气。
四.空气质量**(热点)
1.空气质量**的内容:空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况。
2.计入空气污染指数的项目:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(pm10)
3.污染物的主要**:(1)化石燃料(煤等)的燃烧 (2)工厂排放的废气 (3)汽车尾气
4.防止空气污染的方法:(1)加强大气质量监测、(2)植树造林、(3)使用清洁能源。
5.空气中二氧化碳含量过高会导致温室效应,但是二氧化碳不是空气污染物。空气污染物,是指对人体有毒、有害的气体和粉尘,而二氧化碳无毒,所以不是空气污染物。
6.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)。
第二节性质活泼的氧气。
一.氧气的制取。
1.工业制法:分离液态空气法(物理变化)
2.实验室制法:(化学变化)
(1)选择制取氧气所需药品的思路。
①含氧元素 ②反应条件、操作简单易行 ③环保─—生成物无污染
(2)用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气。
①实验原理:2kclo32kcl+3o2↑
紫色固体) (黑色固体)
②实验装置:(固体+固体)
③实验步骤:(谐音: “茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”)
a.查:检查装置的气密性。
b.装:将药品装入干燥的试管,并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
c.定:将试管固定在铁架台上。
d.点:点燃酒精灯,试管均匀受热后,就使酒精灯固定在试管底部加热。
e.收:待气泡连续均匀冒出时,收集氧气。
f.离:把导管移离水槽。
g.熄:熄灭酒精灯。
④注意事项:
a.加热时试管应略向下倾斜,防止冷凝生成的水使试管炸裂。
b.酒精灯的酒精量不超过2/3,应用外焰对准试管底部加热。
c.铁架台铁夹应夹持在试管中上部。
d.在试管口放置一小团棉花,防止高锰酸钾小颗粒堵塞导管。
e.试管内的导气管稍出胶塞一点儿即可,目的是利于气体导出。
f.收集氧气时要等到气泡连续均匀冒出时再收集,否则会收集到一部分试管内的空气,收集的氧气纯度不高。
g.氧气收集满后,应该先将导管从水中取出,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒流回试管,引起试管炸裂。
h.收集满氧气的集气瓶应正放在桌面上(氧气密度大于空气)
⑤氧气的检验与验满。
检验方法:将带火星木条伸入集气瓶中, 如木条复燃则为氧气。
验满方法:将带火星木条放置于集气瓶口,如木条复燃则说明氧气已收集满。
3)用双氧水(过氧化氢溶液)制取氧气。
①实验原理:
②实验装置:(固体+液体)
③实验步骤:
a.查:检查装置的气密性;
b.装:在烧瓶中装入足量的二氧化锰,在分液漏斗中装入足量的过氧化氢水溶液。
c.定:将连接着分液漏斗的橡皮塞固定在烧瓶上。
d.制:打开阀门,使过氧化氢流入烧瓶内,反应发生
e.收:用向上排空气法收集氧气
④注意事项:
分液漏斗可用长颈漏斗替代,但其下端应伸入液面以下,形成液封;
二.催化剂:
1.概念:在化学反应中能改变其他物质的反应速率(加快或变慢),但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。
2.特点:一变(反应速率),两不变(质量、化学性质)
3.注意:①催化剂不能改变生成物的质量,不能决定反应是否发生.只是改变反应速度.
②催化剂不是反应物、又不是生成物。
③催化剂具有指定性:一种催化剂仅针对某一反应,并不是所有反应的催化剂。
④某一反应的催化剂可能不只一种.
3.氧气的性质(重点)
1.物理性质:通常状况下,无色无味气体,密度比空气略大,不易溶于水,降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体,甚至淡蓝色雪花状固体。工业上,氧气储存于蓝色钢瓶中。
2.化学性质:
(1)单质与氧气发生化合反应,生成氧化物。大多数单质都能在空气中或氧气中燃烧。
注意:①能在空气中燃烧的物质,在纯净的氧气中比在空气中燃烧得剧烈,铁等一些在空气中不能燃烧的物质,也能在纯氧中剧烈燃烧。原因是物质跟氧气发生化学反应时,单位体积的空间里氧分子的数目越多,反应越剧烈(氧气越浓,燃烧越剧烈)。
②铁丝燃烧时:a.集气瓶底先要装少量水或铺一层细沙防止生成物温度过高溅落到瓶底炸裂集气瓶;b.铁丝要弯为螺旋状防止热量散失,增大与氧气的接触面积。
(2)一些化合物能在空气中能与氧气反应,燃烧;产物均为co2和h2o
①一氧化碳燃烧: 2co+o2点燃2co2(火焰淡蓝色)
②甲烷燃烧: ch4+2o2点燃co2+2h2o(火焰淡蓝色)
③乙醇(俗称酒精)燃烧:c2h5oh+2o2点燃2co2+3h2o(火焰淡蓝色)
④石蜡(主要含c、h,属于混合物)燃烧:石蜡+氧气二氧化碳+水。
石蜡在空气中燃烧的现象:燃烧产生黄色火焰,释放出大量的热。在氧气中燃烧比空气中更剧烈,发出白光,集气瓶内壁出现水珠,有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。)
四.氧气的用途:(1)支持燃烧, (2)供给呼吸。
五.氧化物与氧化反应。
1.氧化物:由两种元素组成,且有一种元素是氧元素的化合物。
2.氧化反应:物质跟氧发生的反应。(1)剧烈氧化反应燃烧、**;
2)缓慢氧化金属锈蚀、食物腐烂变质、呼吸作用等。
3.氧化物≠化合物,氧化反应≠化合反应。
第二单元我们周围的空气 3
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