北京市九年级化学专题复习总结专题21空气氧气Word格式.docx
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(3)写出用该装置制取氧气的化学方程式。
(4)写出硫在氧气中燃烧的实验现象。
要点归纳
1、空气
(一)空气的成分
空气成分
O2
N2
CO2
其它气体和杂质
体积分数
21%
78%
0.03%
0.94%
0.03%
(2)空气中氧气含量的测定
(1)实验原理——燃烧法:
利用可燃物——红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气,生成白色固体五氧化二磷而无气体生成,因而容器内气体压强减小,进而通过进入集气瓶中水的体积来确定空气中氧气的含量。
(2)实验装置:
(3)实验步骤:
①检查装置的气密性;
②在集气瓶中装入少量的水,再把剩余的容积分成五等份并用橡皮筋做上记号;
③点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中并把塞子塞紧;
④红磷燃烧停止,慢慢白烟消失,等瓶内恢复到常温后,打开弹簧夹。
(4)实验现象及结论:
现象:
①红磷燃烧时发黄白光,放热并产生大量的白烟。
②打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶,进水的体积约等于集气瓶中原空气体积的1/5。
结论:
氧气约占空气体积的1/5,可支持燃烧。
剩余气体(N2)约占4/5,具有不燃烧不支持燃烧,难溶于水的性质。
(5)实验反思
若测得水面上升小于1/5体积的原因可能是:
①红磷不足,氧气没有全部消耗完②装置漏气③没有冷却到室温就打开弹簧夹。
能否用铁、铝代替红磷?
不能。
原因:
铁、铝不能在空气中燃烧。
能否用碳、硫代替红磷?
产物是气体,不能产生压强差。
(三)空气的污染及防治
对空气造成污染的主要是有害气体(CO、SO2、氮的氧化物)和烟尘等。
目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
空气污染的危害:
严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡.全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等。
防治措施:
加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,工厂的废气经处理过后才能排放,积极植树、造林、种草等。
(4)常见气体的用途
①氧气:
供呼吸(如潜水、医疗急救);
支持燃烧(如燃料燃烧、炼钢、气焊)。
②氮气:
惰性保护气(化性不活泼)、重要原料(硝酸、化肥)、液氮冷冻
③稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称):
保护气、电光源(通电发不同颜色的光)、激光技术。
2、氧气的性质
(一)氧气的物理性质
在通常情况下,氧气是无色、无味的气体,密度为1.429g/L(标准状况下),比空气大,不易溶于水。
在降温和加压的条件下,氧气可变为淡蓝色的液体或固体。
(二)氧气的化学性质
氧气的化学性质比较活泼,能支持燃烧,具有助燃性。
木炭、硫、磷、铁等物质能够在氧气或空气中燃烧。
如下表所示:
物质
反应现象(在O2中燃烧)
化学方程式
注意
木炭
1.发出白光;
2.放出热量
C+O2
盛有木炭的燃烧匙应由上而下慢慢伸入瓶中。
硫
1.发出蓝紫色火焰(在空气中燃烧发出淡蓝色火焰);
2.生成有刺激性气味的气体;
3.放出热量
S+O2
SO2
硫的用量不能过多,防止空气造成污染。
红磷(暗红)
1.产生大量白烟;
2.生成白色固体;
4P+5O2
2P2O5
此反应生成的P2O5为白色固体,现象应描述为白烟。
铝(银白色固体)
1.剧烈燃烧,发出耀眼的白光;
3.放出大量的热量
4Al+3O2
2Al2O3
1.铝非常薄;
2.预先放少量水或沙,防止生成物溅落瓶底,炸裂瓶底;
3.铝在空气中不能燃烧。
镁条
1.发出耀眼的白光;
放出大量的热量
2Mg+O2
2MgO
铁丝
1.剧烈燃烧,火星四射;
2.生成黑色固体;
3Fe+2O2
Fe3O4
1.预先放少量水或沙,防止生成物溅落瓶底,炸裂瓶底;
2.铁丝在空气中不能燃烧。
氧化反应:
物质与氧(氧元素)发生的反应,可分为剧烈氧化和缓慢氧化。
剧烈氧化:
燃烧;
缓慢氧化:
铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造。
燃烧、自燃、和缓慢氧化相同点是:
都是氧化反应,都放热;
而缓慢氧化不发光,另外两个发光。
3、氧气的实验室制取
(一)药品:
高锰酸钾(紫黑色晶体)或过氧化氢溶液(无色液体)和二氧化锰(黑色粉末)或氯酸钾(无色晶体)和二氧化锰(黑色粉末)
(二)原理:
高锰酸钾
锰酸钾+二氧化锰+氧气
或过氧化氢
水+氧气或氯酸钾
氯化钾+氧气
(三)装置:
③导管不可伸入试管太长(否则试管中有部分气体不易排出)
④铁夹夹在试管的中上部(防止试管受热不均而炸裂)
⑤酒精灯用外焰加热(因为外焰的温度最高)
②导管不可伸入试管太长(否则试管中有部分气体不易排出)
上图中B气体发生装置应注意:
导管不可伸入试管太长(否则试管中有部分气体不易排出)
(2)收集方法:
(选择依据:
依密度选择向上或向下排空气法;
依水溶性选择是否能用排水法)
排空气法收集时应注意:
导管要伸入到接近集气瓶底部(否则难以收集到较纯净的气体)。
排水法收集时应注意:
不可一产生气泡就立即收集(因刚排出的气体中混有空气)
集气瓶中水要装满(否则收集到的气体中混有空气)
排空气法收集的气体:
较干燥但混有空气
排水法收集的气体:
不混有空气但较潮湿。
因氧气的密度比空气稍大且不易溶于水,所以氧气可以用向上排空气或排水法收集。
(四)查、装、定、点、收、移、熄
“先点后收”:
因刚排出的气体中混有空气,所以要到气泡连续均匀地放出时才可以开始收集。
“先移后熄”:
为防止试管冷却,水槽中的水倒流引起试管冷热不均而炸裂。
(5)检验
验满:
带火星的木条置于瓶口,若木条复燃,表明该瓶气体已满(排水法收集时:
要观察水槽中集气瓶瓶口有气泡冒出时,表示以收集满了)。
验证:
带火星的木条伸入瓶中,若木条复燃,表明该气体是氧气。
(六)反思问题
(1)若要收集到不混有空气的氧气宜采用什么方法收集?
(排水法)若要得到较干燥的氧气呢?
(向上排空气法)
(2)用高锰酸钾制氧气,并用排水法收集的实验中。
若发现试管破裂,可能的原因是什么?
(①试管口没有略向下倾斜;
②试管外壁有水没有擦干;
③试管底碰灯芯;
④没有先均匀受热就固定加热;
⑤收集完气体先熄灭酒精灯火焰,再将导管从水槽中移出等等。
)若发现收集的氧气中混有空气,可能的原因是什么?
(集气瓶中的水没有装满;
刚开始加热就马上进行收集。
)若发现水槽中的水变红色,其原因又可能是什么?
(试管口没有塞一团棉花,加热时高锰酸钾粉末随氧气进入水槽。
)
4、催化剂
催化剂(触媒):
在化学反应中能改变(加速或减缓)其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。
(一变两不变)
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
5、氧气的工业制法
工业上,常用分离液态空气法制取氧气。
举一反三
1.下列关于氧气的说法,错误的是( )
A.实验室制取氧气时,一定要加催化剂
B.硫在氧气中燃烧,发出蓝紫色火焰
C.油锅着火,可用锅盖盖灭,依据的灭火原理是隔绝空气
D.氧气能与大多数的金属、某些化合物反应,化学性质比较活泼
2.下列关于空气的说法中,错误的是( )
A.空气中含有少量的稀有气体,它们可以制成多种用途的电光源
B.空气中分离出的氮气化学性质不活泼,食品包装中充氮气可以防腐
C.按质量计算,空气中约含氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1%
D.空气中的氧气化学性质比较活泼,在常温下能与许多物质发生化学反应
3.蜡烛(足量)在如图1密闭装置内燃烧至熄灭,用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示.下列判断正确的是( )
A.蜡烛燃烧前装置内只有氧气
B.氧气浓度小于一定值时,蜡烛无法燃烧
C.过程中装置内物质总质量不断减少
D.蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体
方法介绍
1、正确描述实验现象
(一)注意“烟”和“雾”的区别
“烟”是固体小颗粒悬浮于空气中形成的现象,如红磷在氧气中燃烧产生大量的“白烟”。
“雾”是小液滴悬浮于空气中形成的现象,如打开盛有浓盐酸的试剂瓶时看到的是“白雾”。
(2)注意“光”和“火焰”的区别
熔沸点较高的可燃物如铁丝、镁条,燃烧时没有火焰只产生“光”(或火星);
可燃性气体、熔沸点较低的固体、易液化的液体,如氢气、硫、酒精等,燃烧时除发光、放热外都有火焰。
(3)不能把结论当成现象来描述
描述实验现象时,对生成物的描述不能直接说出生成什么物质,只能说生成物的颜色、状态、气味或一些特殊的性质等。
2、化学实验中的多功能瓶
多功能瓶(又称“万能瓶”)是化学实验里经常使用与考查的实验装置之一,该装置由一个集气瓶、一个双孔塞和一长一短的两个导管组合而成,具有洗涤、干燥、检验、收集和储存气体等多种用途。
(一)收集气体:
⑴排空气法收集
①向上排气法:
用于收集密度比空气大的气体,如O2、CO2等,收集的气体从长管进,空气从短管出,即“长进短出”。
②向下排气法:
收集密度比空气小的气体,如H2、CH4等,收集的气体从短管进,空气从长管出,即“短进长出”。
仪器变式(图2):
如果瓶子倒放,则在收集气体时,所有的进出气口也应该交换,如O2、CO2等气体应从b端进入,空气从a端被排出;
而H2、CH4等气体应从a端进入。
⑵排水法(图3):
收集不溶于水且不与水反应的气体,如O2、H2、CH4等。
瓶中盛满水,收集的气体从短管进,水则从长管出,即“短进长出”。
若想测定被收集气体的体积(图3),可将排出的水直接引入量筒,通过水的体积即可直观读出收集到的气体体积。
(二)气体干燥(图4):
集气瓶中装入浓硫酸等干燥剂,则需要干燥的气体都从长导管进入,从短导管被排出的气体是干燥后的气体,即“长进短出”。
(图4)
(三)气体除杂(洗气):
瓶中装入适当的溶液,混合气体从长端进入,使溶液与其中的杂质反应,纯净的气体从短端被排出,即“长进短出”。
⑴若要可以除去混合气体中的CO2,瓶中装入氢氧化钠浓溶液;
⑵若除去CO中混有的CO2和水蒸气,应先通过氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸,混合气体从长管进,通过两次洗气后CO从短管端出。
(四)气体检验
瓶中装入所需的特定试剂,气体流向是长进短出,通过观察显著的现象,来验证某种气体的真实存在。
⑴如检验CO中是否混有CO2,瓶中装入澄清的石灰水,观察石灰水是否变浑浊来证明CO2是否存在;
⑵瓶中装入白色的无水CuSO4固体,观察是否变蓝来说明气体中是否有H2O存在。
(五)气体流量(图5)
医院给病人输氧气时,也利用了类似装置,并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。
长管连接供氧钢瓶,氧气从长端进入,短管导管连接病人吸氧导气管,短导管输出氧气供病人使用。
医生可以通过水中冒出气泡
B.燃烧匙中的红磷可以换成细铁丝
C.该实验可说明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1/5
3.同学们在做氧气性质实验时,将点燃的木炭伸入集气瓶内,有的现象明显,有的却不明显.导致现象不明显的原因可能是()
A.排水法收集前未将集气瓶灌满水
B.导管口连续放出气泡时开始收集氧气
C.收集满后盖上毛玻璃片拿出水面
D.收集满氧气的集气瓶正放于桌面
4.在充满氧气的机器瓶中燃烧,产生明亮的蓝紫色火焰的物质是( )
A.硫粉B.铁丝C.木炭D.红磷
5.下列有关空气及其成分的说法错误的是( )
A.空气中含量最多的气体是氧气
B.氮气化学性质不活泼,可作食品防腐的保护气
C.被污染的空气会直接危害人体健康
D.稀有气体常用来做光源
6.PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它是造成雾霾天气的“元凶”之一.下列做法不会增加空气中PM2.5的是( )
A.燃煤发电B.燃放烟花爆竹
C.焚烧垃圾D.使用太阳能热水器
7.下列说法正确的是( )
A.空气质量影响人类生命的质量
B.人类活动不会影响空气的质量
C.空气中氧气和氮气的体积比约是4:
1
D.排放在空气中的有害气体是二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等
8.现行空气质量日报中,不计入空气污染指数的项目中,不包括的项目是( )
A.SO2B.CO2C.NO2D.可吸入颗粒
9.以下气体制备的发生装置说法正确的是( )
A.装置a可作实验室制备CO2
B.装置b烧杯中加水后,干燥管内外液面一致,则气密性良好
C.装置c可用实验室制备氧气
D.装置d可用作实验室制备氧气、氢气
10.下列关于氧气和二氧化碳两种气体的说法正确的是( )
①氧气在空气中的体积分数约为78%
②二氧化碳没有毒性,但不能供给呼吸
③氧气能支持燃烧,是一种可燃性气体
④二氧化碳能参与绿色植物的光合作用,是最好的气体肥料
⑤在实验室中两种气体可以用相同的装置制取
A.②④⑤B.①③⑤C.②③④D.①③④⑤
11.氧气性质比较活泼,能支持燃烧。
(1)如何验证一瓶无色气体是氧气?
(2)做铁丝在氧气中燃烧实验时,集气瓶中预先加少量水或铺一层细沙的目的是什么?
(3)可燃物燃烧的剧烈程度与氧气浓度或接触面积等因素有关,任举一例甲乙说明。
12.化学实验是学习化学的基础,请根据如图回答问题:
(1)如图甲是实验室制取氧气的装置,用来加热的仪器名称是,该反应的化学方程式是;
为防止水倒流,实验结束时应进行的操作为,图中的收集装置还可以收集的气体有(填写一种)。
(2)如图乙将带火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中,可观察到的现象是,说明氧气。
13.如图所示,取三根粗细、长度均相同的光亮细铁丝,将其中两根分别盘成螺旋状,在每根铁丝一端绑上粗铜丝,另一端系一火柴,点燃火柴,待快燃尽时,分别插入充满氧气的集气瓶中(预先放入一些水).观察到:
I、II中铁丝都剧烈燃烧,且II中铁丝燃烧比I中的更剧烈;
III中铁丝没有燃烧。
(1)为什么III中铁丝不能燃烧?
(2)分析II中铁丝燃烧比I中的更剧烈的原因。
14.如图所示是实验室常用的气体制取装置.在用双氧水和二氧化锰制取氧气的实脸中,可选用的发生和收集装置是(填装置的编号)。
在此反应中,二氧化锰的作用是。