专题二空气氧气.docx

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专题二空气氧气

空气、氧气

空气

成分测定

拉瓦锡实验原理Hg+O2=HgO现象：

银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气体积减少差不多五分之一

空气中氧气含量的测定

方法提炼：

空气中氧气体积分数的测定

（1）实验原理：

利用某种固体物质只与空气中的氧气反应（不生成气体），使容器内的气体压强减小，使水进入容器内，测定进入水的体积即为空气中氧气的体积。

（2）注意事项：

①用来反应的物质只与氧气反应且不生成气体

②若用碱液代替水，可选用木炭和硫等。

（3）进入瓶中的水少于1/5的可能的原因：

①使用的红磷的量不足，使瓶内的氧气未消耗尽

②装置的气密性不好

③未冷却到室温就打开止水夹

④本实验条件下，氧气浓度过低时，红磷不能继续燃烧，瓶内仍然残留少量的氧气

⑤烧杯中的水不足

（4）进入瓶中的水多于1/5的可能的原因：

①止水夹没有夹牢

②气密性不好

空气组成含量

1.空气的成分按体积分数计算：

氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%,CO20.03%

2、氧气、氮气、稀有气体的用途

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化肥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

空气污染及防治

1、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。

2、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。

3、空气污染的危害、保护

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

保护：

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

3、绿色化学：

（1）特点：

①充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；

②在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；

③提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；

④生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好产品。

（2）核心：

利用化学原理从源头消除污染。

混合物：

是由两种或两种以上的物质混合而成（或由不同种物质组成）例如，空气，溶液（盐酸、澄清的石灰水、碘酒、矿泉水），矿物（煤、石油、天然气、铁矿石、石灰石），合金（生铁、钢）

注意：

氧气和臭氧混合而成的物质是混合物，红磷和白磷混合也是混合物。

纯净物、混合物与组成元素的种类无关。

即一种元素组成的物质可能是纯净物也可能是混合物，多种元素组成的物质可能是纯净或混合物。

纯净物：

由一种物质组成的。

例如：

水、水银、蓝矾（CuSO4•5H2O）都是纯净物

冰与水混合是纯净物。

名称中有“某化某”“某酸某”的都是纯净物，是化合物。

练习

1.山西云冈石窟有很多佛像雕塑，原本栩栩如生的雕像现如今已经变得模糊不清，有的表面还出现了斑点，造成这种现象的原因之一是酸雨，下列气体中能形成酸雨的是（）

A.O2B.COC.N2D.SO2

2.目前，我国按重点城市空气质量日报的监测项目不包括（）

A．二氧化硫（SO2）B.二氧化碳（CO2）

C.二氧化氮（NO2）D.总悬浮颗粒物（TSP）

3.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

4.下列关于空气的说法错误的是（）

A.空气是一种重要的自然资源

B.空气主要由氮气和氧气两种气体组成

C.空气不是单一的一种物质，而是由多种物质组成的一种混合物

D.从远古到现在，空气中各种成分的含量一直没有变

5.下列气体排放到空气中，不会造成空气污染的是（）

A.二氧化碳B.二氧化硫C.二氧化氮D.一氧化碳

6.下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（）

A.净化后的空气、氧化镁

B.水和冰混合、澄清石灰水

C.生锈的铁钉、高锰酸钾充分加热后的剩余固体

D.锰酸钾、液氮

7.绿色食品是指（）

A.绿色有营养的食品B.有叶绿素的营养食品

C.安全无公害的营养食品D.经济附加值高的营养食品

9.电工师傅使用的“验电笔”中常充入“种气体，此气体通电时发红光，它是（）

A.氖气B.氮气C.氧气D.空气

11、某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体一定是：

A、氮气B、难溶于水，比空气轻C、氧气D、难溶于水，比空气重

12、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11）进行了大胆改进，设计图12）（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11、图12实验，回答下列有关问题：

（1）指出实验中A、B仪器的名称：

A______________、B________________。

（2）图11实验中发生反应的化学方程式为

（3）图12实验的操作步骤如下：

①点燃酒精灯。

②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹。

③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12中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管。

④读取注射器活塞的数据。

你认为正确的实验操作顺序是__________________________________（填序号）。

（4）图12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12实验，你认为图11实验有何不足之处？

（回答一点即可）

__________________________________________________。

氧气的性质和用途

一、氧气的性质

（一）物理性质

氧气的密度比空气大、不易溶于水、在压强为101KPa时，氧气在–183℃时变为淡蓝色液体，在–218℃时变成淡蓝色雪花状固体。

（二）化学性质

1、供给呼吸（缓慢氧化）

2、氧气的助燃性

带有火星的木条在氧气中能够复燃，说明氧气能支持燃烧。

常用这种方法检验氧气。

⑴木炭在氧气中燃烧（O2可使带火星的木条的木条复燃）C+O2＝CO2

现象：

发出白光，放出热量，生成使石灰水变浑浊的气体

⑵硫在空气中燃烧，硫在氧气中燃烧S+O2＝SO2

硫在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，产生有刺激性气味的气体，放出热量；

在氧气里燃烧发出蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体；放出热量

⑶磷在空气中燃烧4P+5O2＝2P2O5

现象：

火焰呈黄色，产生大量的白烟，放出热量

白磷着火点低,易自燃,要放在水中密封保存，可隔绝空气，防止它自燃。

⑷镁在空气（或氧气）中燃烧2Mg+O2＝2MgO

现象：

发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体

⑸铁丝在氧气中燃烧3Fe+2O2＝Fe3O4

现象：

剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量

此实验必须先在集气瓶里装少量水或在瓶底铺一层细砂,防止溅落的熔化物使瓶底炸裂

⑹氢气在空气中燃烧（点燃爆鸣气）2H2+O2＝2H2O

现象：

纯净的氢气在空气里安静地燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量；

不纯的氢气点燃会爆炸

⑺蜡烛在氧气里燃烧得更旺，发出白光，放出热量，瓶壁内有水珠。

向瓶内倒入澄清的石灰水，石灰水变浑浊。

⑻加热碱式碳酸铜（俗称铜绿）Cu2（OH）2CO3＝2CuO＋H2O＋CO2↑

（现象：

绿色粉末变黑色，管壁有水珠，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊）

注意：

（1）做铁丝在氧气中燃烧的实验前，要预先在瓶底加入少量的水或细沙。

（2）做硫在氧气中燃烧的实验前，要预先在瓶里加入少量的水。

（3）实验现象总结为“三部曲”。

一光二热三生成

（4）现象的描述要用术语，不要讲出生成物。

（5）物质燃烧时产生的火焰、火光、烟、雾的比较：

火焰是可燃性气体或易气化的固、液体物质燃烧时产生的现象，如硫，甲烷，酒精燃烧；火光一般指高沸点的固体物质燃烧产生的现象，如铁丝、木炭燃烧

烟是大量的固体小颗粒分散于空气中形成的。

雾是小液滴分散于空气中形成的。

二、化合反应和氧化反应

1、由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应叫做化合反应。

（多变一）

2、氧化反应：

物质跟氧发生的反应叫做氧化反应。

（1）剧烈氧化反应

（2）缓慢氧化：

动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟都包含缓慢氧化。

氧气的制法

工业制法：

分离分离空气法（低温加压，空气变为液态，然后蒸发，氮沸点-196，氧-183）

实验室制法

实验室制取氧气反应原理：

①加热高锰酸钾2KMnO4＝K2MnO4+MnO2+O2↑

注意事项：

①用高锰酸钾制取氧气时，要在试管口塞上一团棉花，防止高锰酸钾颗粒随氧气进入导气管

②若用排水法收集氧气，停止反应时，应先移导气管，后撤酒精灯；以防止水倒流造成试管炸裂

③根据酒精灯的高度调节固定试管，使酒精灯的外焰正对着试管里药品的部位

④当用排水法收集氧气时，当气泡连续均匀的冒出时才能收集，因为开始放出的气体是空气

⑤如果用排空气法收集氧气时，应该把导气管伸到集气瓶底，便于排尽空气

⑥试管口要略向下倾斜，防止药品中的湿存水倒流回试管底部，使试管炸裂

知识延伸：

催化剂（也叫触媒）在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。

催化作用：

催化剂在化学反应里所起的作用叫催化作用。

注意：

①改变化学反应速率包括加快和减慢

②在化学反应前后，催化剂的化学性质不变，而不是物理性质不变

③催化剂在化学反应前后的质量不变

④催化剂不能增多或减少生成物的质量

⑤对于能够发生的化学反应，没有催化剂也能进行，只不过反应速率较小或较大

三、分解反应

由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。

（一变多）

方法提炼：

（1）气体发生装置的选择：

反应物的状态；反应发生的条件

（2）气体收集装置的选择：

和空气密度的大小;是否溶于水；是否和水发生反应

②加热氯酸钾和二氧化锰的混合物

③过氧化氢和二氧化锰固体

练习

1、下列各组气体中，不能用燃着的木条区分的是（）

A．氧气和空气B．二氧化碳和氮气

C．甲烷和空气D．一氧化碳和二氧化碳

2、能使带火星木条复燃的气体是（）

A．空气B．二氧化碳C．水蒸气D．氧气

3、下列实验现象描述与事实不符合的是（）

A．木炭在氧气中燃烧，发出白光

B．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾

C．镁与稀盐酸反应产生气体，放出热量

D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成一种黑色固体

4、下列说法错误的是（）

A．红磷在氧气中燃烧时，产生大量白烟

B．木炭在氧气中燃烧时，发出白光，生成黑色固体

C．铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，生成黑色固体

D．硫粉在氧气中燃烧时，发出蓝紫色火焰，闻到刺激性气味

5、下列说法中正确的是：

A、红磷点燃后伸入氧气中产生大量白雾B、铁丝伸入氧气中火星四射

C、硫粉在氧气中燃烧产生明亮蓝紫色火焰D、氧化反应未必是化合反应，而化合反应必定是氧化反应

6、实验室制取氧气的过程如下，正确顺序是：

①给试管加热；②熄灭酒精灯；③检查气密性；④把高锰酸钾装入试管，在试管口堵一小团棉花，用带导管的胶塞塞紧，固定在铁架台上；⑤用排水法收集氧气；⑥从水中取出导管。

A、③④①⑤②⑥B、③④①⑤⑥②C、④①③⑤②⑥D、④①③⑤⑥②

7、北京市政府采取措施、强制各单位使用脱硫优质煤、主要为了防止下列哪种气体对空气的污染：

A、二氧化硫B、二氧化氮C、二氧化碳D、一氧化碳

8、甲、乙、丙三个集气瓶分别盛有空气、氧气、氮气中的一种，用一根燃着的木条分别插人瓶中，观察到的现象依次为：

甲中火焰熄灭，乙中木条继续燃烧如初，丙中木条燃烧更旺。

则可判断出甲、乙、丙三瓶气体中依次是：

A、氧气、氮气、空气B、氮气、空气、氧气

C、空气、氧气、氮气D、氮气、氧气、空气

9、某气体能用排水法又能用向下排空气法收集，则该气体应具有（）

A．易溶于水，密度比空气小B．难溶于水，密度比空气小

C．易溶于水，密度比空气大D．难溶于水，密度比空气大

10、下列说法正确的是（）

A．分解双氧水的催化剂只有二氧化锰

B．双氧水只有加入了二氧化锰才会分解

C．高锰酸钾受热分解后的剩余固体中的二氧化锰是催化剂

D．向上排空气法收集氧气时，用带火星的木条放在集气瓶口来检验集气瓶中是否收集满氧气

11、实验室用高锰酸钾制氧气，实验结束前需要进行的操作是（）

A．先把试管取下，再熄灭酒精灯

B．先熄灭酒精灯，再把导管从水槽中取出

C．先把导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯

D．先熄灭酒精灯，再把试管取下，最后把导管从水槽中取出

12、下列有关氧气的说法中正确的是（）

A．工业上制氧气是利用了氧气的化学性质B．氧气具有可燃性

C．物质跟氧气发生反应都是化合反应D．相同情况下，氧气的密度比空气略大

13、从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（）

A．通电分解水B．过氧化氢催化分解

C．氯酸钾受热分解D．高锰酸钾受热分解

14、检验集气瓶中的氧气是否收集满，应将带火星的木条（）

A．伸入集气瓶底部B．伸入集气瓶中部

C．伸入集气瓶口内D．伸入集气瓶口

15、（11南通）某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验。

（1）甲同学选用如右图所示的装置制取氧气。

①写出仪器B的名称：

______。

②甲同学应选取的试剂是MnO2和_____（填化学式），MnO2固体在该反应中起____作用。

③除用排水法外，甲同学还可选择_____法收集氧气。

④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放入水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现。

该实验操作的目的是__________。

（2）乙同学称取一定质量KMnO4放在大试管中，将温度控制在250℃

加热制取O2，该反应的化学方程式为________________。

实验结束时，

乙同学发现收集到的O2大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了

如下探究：

【提出猜想】

猜想1：

反应生成的MnO2分解放出O2；

猜想2：

反应生成的K2MnO4分解放出O2；

做出上述猜想的理由是________________________________。

【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：

1一组同学取一定质量的MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变。

则猜想_______错误。

②第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想2正确的结论。

该组同学选择的实验方法是____________。

16.下面是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。

①出仪器名称Ⅰ________________Ⅱ________________

②实验室可用二氧化锰与双氧水制取氧气。

若要较好地控制产生氧气的速度，应选用装置________________（填编号）。

实验室还可以用氯酸钾和二氧化锰制氧气，反应的化学方程式为________________。

③D装置收集氧气，操作的正确顺序为________________（填编号）。

a．将导管深入集气瓶口，气体进入瓶中

b．将装满水的集气瓶倒置在水槽中

c．当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置若用E装置进行排空气法收集氧气，气体应从______（填“a”或“b”）端通入。

17.根据下列实验装置如图所示，回答有关问题

（1）图中标有①的仪器名称是________．

（2）实验室制取氢气应选择的发生装置是________（填字母），若要获得较纯净的氢气，应选择的收集装置是________（填字母）．为保证安全，点燃氢气前，应进行的操作是________．

（3）实验室利用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，反应的化学方程式为________．若用B装置作制氧气的发生装置，应进行的改进是________．